Nauczanie zagadnień cyfrowego przetwarzania sygnałów z zastosowaniem modułów z mikrokontrolerem

• Autorzy: Marciniak T. , Dąbrowski A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2018.09.30

Warianty tytułu

EN

Teaching digital signal processing with the use of modules with a microcontroller

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wybrane aspekty nauczania zagadnień cyfrowego przetwarzania sygnałów (DSP) z zastosowaniem modułów z mikrokontrolerem, które umożliwiają ilustrację działania algorytmów DSP w czasie rzeczywistym. Omówiono systemy wykorzystywane podczas zajęć laboratoryjnych dla studentów kierunku Automatyka i Robotyka pierwszego i drugiego stopnia. Popularny moduł Arduino Uno z mikrokontrolerem ATmega328P uzupełniono o przetwornik cyfrowo-analogowy, tak aby zbudować pełen system przetwarzania sygnałów. Przygotowano instrukcje laboratoryjne oraz oprogramowanie, które prezentują podstawowe operacje cyfrowej generacji sygnałów, filtracji oraz obliczeń dyskretnej transformaty Fouriera za pomocą technik bezpośrednich, FFT i za pomocą algorytmu Goertzela.

EN

The paper presents selected aspects of teaching digital signal processing (DSP) with the use of modules with a microcontroller, which allow to illustrate the operation of DSP algorithms in the real time. The popular Arduino Uno module with the ATmega328P microcontroller has been supplemented with an analog-digital converter to build a full signal processing system. Laboratory instructions and software were prepared to present basic operations of digital signal generation, filtering and discrete Fourier transformation calculations using direct techniques, FFT, and the Goertzel algorithm.

Słowa kluczowe

PL

cyfrowe przetwarzanie sygnałów; filtry cyfrowe; Arduino

EN

digital signal processing; digital filters; Arduino

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 94, nr 9
• Strony: 125--127
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Marciniak T.

• Wydział Informatyki, Instytut Automatyki i Robotyki, Zakład Układów Elektronicznych i Przetwarzania Sygnałów, Politechnika Poznańska, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań

autor

Dąbrowski A.

• Wydział Informatyki, Instytut Automatyki i Robotyki, Zakład Układów Elektronicznych i Przetwarzania Sygnałów, Politechnika Poznańska, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań

Bibliografia

• [1] C. Wicks, "Lessons learned: teaching real-time signal processing [DSP Education]", IEEE Signal Processing Magazine, vol. 26, no. 6, pp. 181-185, November 2009.
• [2] A. Dąbrowski, P. Figlak, R. Gołębiewski, T. Marciniak, "Przetwarzanie sygnałów przy użyciu procesorów sygnałowych", Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, 1998.
• [3] F. A. Mujica et al., "Teaching digital signal processing with Stanford's Lab-in-a-Box," 2015 IEEE Signal Processing and Signal Processing Education Workshop (SP/SPE), Salt Lake City, UT, pp. 307-312, 2015.
• [4] "TMS320C5515 eZDSP USB Stick Technical Reference",512845-0001 Rev A II, Spectrum Digital, 2010.
• [5] http://processors.wiki.ti.com/index.php/Porting_C5000_Teaching_ROM_to_C5535_eZdsp
• [6] "Digital Signal Processing (DSP) Education Kit", https://developer.arm.com/academia/arm-universityprogram/or-educators/digital-signal-processing/course-details
• [7] https://en.wikipedia.org/wiki/Arduino
• [8] "ATmega328/P AVR Microcontroller with picoPower Technology", Microchip Technology Inc., 2018, http://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATmega328p
• [9] "Atmel AVR Microcontrolers Instruction Set Manual", Atmel, 11/2016.
• [10] "TLC5615", Texas Instruments, http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tlc5615.pdf
• [11] "MCP4725 12-Bit Digital-to-Analog Converter with EEPROM Memory", Microchip, 2007.
• [12] P. Rajek, M. Wrąbel, "Edukacyjny system DSP z wykorzystaniem modułu Arduino", praca dyplomowa inżynierska, promotor: T. Marciniak, Politechnika Poznańska, 2016.
• [13] C. Hochgraf, "Using Arduino To Teach Digital Signal Processing", Proceedings of ASEE Northeast Section Conference 2013, http://aseene.org/conferences/aseene/2013/index.php/aseene/aseene2013/paper/view/235
• [14] S. Monk, "Arduino dla początkująych – Kolejny krok, Rozdział 13 Cyfrowe przetwarzanie sygnałów", Wydawnictwo Helion, 2015

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).