Aufgabe

Erstellung eines Konzepts
Verschaltung der MSP430-Launchpads >> Schaltplan, Pin-Belegungs-Tabelle (wie werden die Platinen verbunden?)
Programmierung mit C mit energia
Ansteuern/Auslesen der Aktoren/Sensoren
Test und wiss. Dokumentation
Machen Sie ein spektakuläres Video, welches die Funktion visualisiert.
Dokumentation der technischen Funktion der verwendeten Bauteile
Vorführung während der Abschlusspräsentation

Lösungskonzept - automatische Ampelschaltung

Unser Lösungskonzept stellt eine automatische Ampelschaltung für Fußgänger dar. Wir möchten ein Netzwerk aus drei Mikrocontrollern erstellen, von denen einer der „Master“ und die anderen beiden „Slaves“ sind. Nähere Erläuterungen zu den beiden Rollen finden sich in den Grundlagen. Es soll eine Ampelschaltung realisiert werden, bei der der Master den Slaves den Befehl zum „Grün-Schalten“ erteilt. Ein Fußgänger soll an einer Kreuzung, mit drei aufeinander folgenden Ampeln, lediglich an der ersten Säule das Grünsignal anfordern. Die anderen Ampeln werden, mit einer Zeitverzögerung, automatisch auf Grün schalten.

Projektplan

Um das Projekt zu planen und zeitlich einzuteilen wurde ein Projektplan erstellt. Dieser ist in der folgenden Abbildung dargestellt:

Grundlagen

Im folgenden Abschnitt werden einige Grundlagen vermittelt, die für die Durchführung und das Verständnisses dieses Projektes wichtig sind.

I²C-Buss

Der I²C-Bus (Inter-Integrated-Circut-Bus) wurde im Jahr 1982, von dem Unternehmen Philips entwickelt. Er ist ausgelegt für eine einfache und kostengünstige Vernetzung, von integrierten Schaltkreisen. Der I²C-Bus wird vor allem bei Mikrocontrollern, aber auch bei A/D und D/A-Wandlern, Echtzeituhren, Display-Treibern und einigen weiteren elektrotechnischen Bestandteilen verwendet.

Der I²C-Bus ist ein getakteter synchroner Zweidraht-Bus. Das bedeutet er besitzt eine Daten- und eine Taktleitung. Der Bus enthält mindestens einen Master und eine beliebige Anzahl von Slaves. Der I²C ist jedoch auch fähig ein Multi-Master-System abzubilden, dass bedeutet mehrere Master und mehrere Slaves. Die Master sprechen die Slaves an, so dass ein Slave niemals eigenständig Daten senden kann. Der oder die Master koordinieren den Zugriff auf den Bus. Sie bestimmen, welcher Slave Daten senden oder empfangen darf. Die Datenübertragung auf dem I²C-Bus wird in zwei Phasen aufgeteilt. Die Adressierung und die Datenübertragung.

Die zwei Phasen der Übertragung auf einem I²C-Bus

In der Adressierungs-Phase wird zunächst eine Adresse zur Selektion des gewünschten Slaves übertragen. Diese Adresse kann wahlweise 7 oder 10 Bits lang sein. Die Unterscheidung zwischen beiden Adresslangen wird durch eine besondere Belegung der höherwertigen Adressbits vorgenommen (s.u.). Das letzte Datenbit (R/W) legt fest, ob der Master Daten senden (R/W=0) oder empfangen (R/W=1) will. In der zweiten Phase werden nun die Daten byteweise solange übertragen, bis die Übertragung des gesamten Blockes durch den Sender „planmäßig“ oder durch den Empfänger vorzeitig beendet wird. Dazu wird ein Quittierungstakt verwendet.

Quellen: [1], [3], [5]

Quellen

[1] Bähring, H. (2010). Anwendungsorientierte Mikroprozessoren. Hagen: Springer Verlag.

[2] Energia. (12. 10 2016). Energia Software. Von About Energia: http://energia.nu/ abgerufen am 10.10.16

[3] Kügele, R., & Wegenast, J. (12. 10 2016). Einführung in Mokrocontroller. Von ELMICRO: https://elmicro.com/files/nwt/mikrocontroller_schuelerheft_v31d.pdf abgerufen am 18.10.16

[4] rn-wissen. (05. 10 2016). Von http://rn-wissen.de/wiki/index.php/Pullup_Pulldown_Widerstand abgerufen am 25.10.16

[5] Sathiyamoorthy, R. (10. 10 2016). I2C-Bus. Von HTI Burgdorf: https://prof.ti.bfh.ch/uploads/media/I2C_bus.pdf abgerufen am 15.11.16

Projekt 62: I2C-Netzwerk von MSP430-Launchpads

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