Betriebssoftware für eine Fahrplattform unter besonderer Berücksichtigung der Echtzeitbedingungen

Im Mikroprozessorlabor des Institutes für Betriebssysteme und Rechnerverbund wird das Teamprojekt "Programmierung verteilter eingebetteter Systeme" durchgeführt. Im Laufe des Teamprojektes wird eine Fahrplattform eingesetzt, mit deren Hilfe Sensorik und Aktorik demonstriebar werden. Die Fahrplattform enthält zwei Gleichstrom-Getriebemotoren, welche mit jeweils zwei Hallsensoren zur Drehwinkelbestimmung bestückt sind. Zur Steuerung der Fahrplattform wurde eine Motorplatine mit einem ATmega2561 Mikrocontroller entwickelt. Diese Motorplatine enhält als weitere wesentlichen Elemente die Motor-Leistungselektronik, eine I2C-Schnittstelle und eine EIA-232 Schnittstelle zur Kommunikation, sowie eine Schnittstelle für ein LC-Display zur autonomen Ausgabe von Kontrollinformationen.

Aufgabenstellung

Um diese Motorplatine zur Steuerung der Fahrplattform effizient einsetzen zu können wird, eine Software benötigt, welche die Motorregelung und die Kommunikation mit einem Anwender - hier speziell der Praktikumsplatine - realisiert. Die Motorregelung ist mittels Pulsweiten-Modulation und der Impulse der Hallsensoren als Rückkopplung zu realisieren. Dabei kann auf einen PID-Regler einer vorhandenen Software aufgebaut werden. Desweiteren werden Befehle für die Drehbewegungen der Räder in Geschwindigkeit und Richtung benötigt. Zur Kommunikation über den I2C-Bus bzw. über die serielle Schnittstelle ist ein Protokoll für die Befehlsübermittlung und für den Informationsaustausch zu entwerfen und zu implementieren.
Im Rahmen der Bachelorarbeit ist diese Software zu entwerfen und in der Programmiersprache C zu implementieren. Hierbei ist besonders auf die begrenzten Ressourcen bezüglich Speicherplatz und Geschwindigkeit solcher eingebetteter Systeme zu achten. Außerdem ist eine Untersuchung durchzuführen, wie sich die Interrupts, die durch die Impulse der Hallsensoren ausgelöst werden, auf die Vorhersagbarkeit des Verhaltens der Kommunikationsschnittstelle und der Abarbeitung der Befehlsketten auswirken. Die erarbeiteten Verfahren sind zu evaluieren.

• vom Bearbeiter bereitgestellte Informationen zur Arbeit