Yapay zekadan makale özeti
- Kısa
- Ayrıntılı
- Bu video, elektrik ve elektronik mühendisliği öğrencilerine yönelik bir eğitim dersidir. Bir eğitmen tarafından sunulan derste, özellikle MSP430 mikrokontrolörü üzerinde seri iletişim teknolojileri anlatılmaktadır.
- Video, paralel ve seri iletişim arasındaki farklarla başlayıp, UART, I2C, SPI, I2S ve IRDA gibi seri iletişim teknolojilerini detaylı şekilde ele almaktadır. Özellikle UART ve RS-232C teknolojilerinin çalışma prensipleri, MSP430 mikrokontrolörünün seri iletişim modülleri ve I2C protokolünün master-slave modeli, adresleme modları ve çalışma aşamaları detaylı olarak açıklanmaktadır.
- Derste ayrıca TMP60 termofil sensörü örneği üzerinden sensörlerle iletişim, register okuma/yazma işlemleri gösterilmektedir. Eğitmen, 320 soruluk bir sınav hakkında bilgi vererek, özellikle karaci (infrakırmızı) iletişim teknolojisine ve I2C protokolüne daha fazla önem verdiğini belirtmektedir. Video, bir egzersiz örneğiyle sonlanmakta ve bir sonraki derste DEMA ve interrupt konularının işleneceği belirtilmektedir.
- 00:04Seri İletişim ve Dijital Sensör Arayüzleri
- Dijital komünikasyonda paralel ve seri iletişim olmak üzere iki farklı yaklaşım bulunmaktadır.
- Seri iletişim, WiFi, Ethernet ve SATA gibi teknolojilerde yaygın olarak kullanılan bir teknolojidir.
- Paralel iletişimin uzun mesafeye gidememesi nedeniyle seri iletişim onlarca kilometre kadar uzun mesafelere ulaşabilmektedir.
- 01:29Paralel ve Seri İletişimin Karşılaştırılması
- Paralel iletişimin ciddi özelliği kısa mesafeler için çok yüksek miktarda veri gönderme imkanı sağlamasıdır.
- Seri iletişim ise çok daha uzun mesafelere gönderme kapasitesine sahiptir.
- Seri iletişim teknolojisinde hem gönderme hem alma işlevini gören donanım birimlerine "transiver" denir.
- 02:23Seri İletişimdeki Donanım Gereksinimleri
- Seri iletişimin daha fazla donanım kullandığı ve daha yoğun bir donanım oranına sahip olduğu belirtilmektedir.
- Paralel transferde ise çok basit bir gönderme işlemi olduğu için çok fazla transfer harcaması gerekmemektedir.
- Seri iletişimde iki kavram vardır: async serial communication ve sync serial communication.
- 03:06Async ve Sync Seri İletişimi
- Async serial communication'da transmitter tarafı herhangi bir anda veri gönderebilir ve bu durum klavye basma işlemine benzer.
- Sync serial communication'da ise gönderici taraf devamlı birbirine ardışık paketler halinde veriyi gönderir.
- Async communication kullanılır çünkü ne zaman başlayacağı bilinmemektedir.
- 04:35Seri Veri İletiminde Interface Circuit
- Seri data iletiminde interface circuit kullanılır ve bu cihaz paralel veriyi bitlere çevirerek karşı tarafa gönderir.
- Interface circuit hem seri veriyi paralele çevirir hem de paralel veriyi seriye çevirir.
- Seri veri sinyali bit zamanı (bit time) olarak bölünmek zorundadır ve bitlerin hepsinin eşit süreleri olması gerekir.
- 06:30Seri İletişimde Kullanılan Teknolojiler
- Seri iletişimde UART (seri port), DV9 arayüzü, I²C (Intel Integrity Siirt), SPI (Salepal Interface) gibi çeşitli teknolojiler kullanılmaktadır.
- SPI yüksek hızlarda (340 Mbps) veri gönderilebilen bir sistemdir.
- Linux embed sistemlerinde IRDA (Infrared Data Association) protokolü bulunmakta ve UART sistemi ile birlikte kullanılabilmektedir.
- 08:30UART ve Seri İletişim Formatı
- UART bir asenkron seri komünikasyon sistemi olup data formatı ve hızları değiştirilebilir.
- Senkron seri iletişimde iki cihaz arasında gönderilen veri formatı: start bit, 5-8 bit data, parite biti ve stop bitlerinden oluşur.
- Seri iletişimde idle durum yüksek seviyede tutulur çünkü bağlantı koparsa karşı taraf yüksek seviyeyi göremeyeceğini anlayacaktır.
- 13:13UART ve Veri Aktarımı
- UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) yapısı içinde bir alıcı (receiver) ve bir gönderici (transmitter) bulunur.
- UART, seri sinyalleri paralel haline dönüştürür ve paralel sinyalleri seri haline dönüştürür.
- UART'ın her iki tarafında da TX (transmit) ve RX (receive) saatleri (clock) vardır.
- 15:12RS-232C Teknolojisi
- Mikroişlemcilerin 3.3V veya 5V sinyalleri 60 cm sonra 1.2V'a düşerek fark edilmez hale gelir.
- RS-232C teknolojisi, 0-3.3V sinyalleri -25V ve +25V arasında lojik olarak göndererek uzun mesafeli iletişim sağlar.
- RS-232C, bilgisayarların üzerindeki seri portları USB'ye dönüştürmek için kullanılır ve 10-15 TL civarında elektronik mağazalarda bulunabilir.
- 17:02RS-232C'nin Özellikleri
- RS-232C, robust bir iletişim sistemi sağlamak için yazılım ve donanım olarak basit bir implantasyon sunar.
- RS-232C, voltaj seviyelerini değiştirerek karşı tarafta 3.3V'a dönüştürür.
- USB ve FireWire teknolojileri, RS-232C'yi şu anda kullanmaya devam eden teknolojilerle değiştiriyor.
- 18:02Modem Bağlantısı
- RS-232C, modem ve bilgisayar arasında bağlantı sağlamak için kullanılır.
- Bağlantıda GND (ground) bağlantıları, her iki tarafta da voltaj seviyelerinin aynı olarak ifade edilebilmesi için birbirine bağlanır.
- DTR (Data Terminal Ready), DSR (Data Set Ready) ve DCD (Data Carrier Detect) sinyalleri, modem ve bilgisayarın birbirlerine bağlandıklarını belirtir.
- 19:34RS-232C Konektörleri ve Donanımları
- RS-232C, 1970'lerden beri kullanılan, USB gibi şık konnektörler yerine kaba saba konnektörler kullanır.
- RS-232C seviyeleri -25V ile +25V arasında değişir, ancak -3V ile +3V arasındaki boşluk belirlenemeyen bir kısım olduğu için kullanılmaz.
- RS-232C için MAX232 gibi bir entegre devre kullanılır, bu devre 3.3V'yi -12V ile +12V arasında gönderir.
- 21:41MAX232 ve Telefon Sistemi
- MAX232, Maxim yarı iletken şirketi tarafından geliştirilmiş, voltaj çiftleyici ve voltaj inverter içeren bir entegre devredir.
- MAX232, üç kapasitör ve dört bypass kapasitör kullanarak voltaj seviyelerini -12V ile +12V arasında geçirir.
- Telefon santrali (POTS - Plain Old Telephone System), bilgisayar RS-232C arayüzü üzerinden modemle bağlantı kurar ve ses sinyalleri haline dönüştürerek telefon hatları üzerinden gönderir.
- 23:53Nal Modem
- Nal modem, iki bilgisayarın doğrudan RS-232C üzerinden bağlanmasını sağlayan bir yapıdır.
- Nal modemde RX'i TX'e, TX'i RX'e ve ground bağlantılarını birbirine bağlar.
- Üç kablolu nal modem, RX-TX bağlantılarını birbirine bağlayarak iki bilgisayarı bağlar.
- 25:01İletim Hızı ve Kablonun Etkileri
- İletim hızı 232 CD olarak belirtilmiştir.
- Her kablonun 40 pikofarad per metreden oluşan kapasitans değeri vardır ve 100 metrede 4 nanofaratlık bir kapasiteye karşılık gelir.
- Sinyal, kablonun kapasitansını doldurarak karşı tarafa ulaşır ve bu nedenle iletim hızı yavaşlar.
- 26:10Uzun Mesafelerde İletişim
- İletişim hızı düşürüldüğünde, sinyal uzun mesafelere ulaşabilir çünkü kapasitenin dolmasına izin verilir.
- 2400 baud hızında 65 metre, 115200 baud hızında ise sadece 1,5 metre öteye iletişim sağlanabilir.
- 26:33MSP430 Modülleri
- MSP430'da A modülü, EUSCI (Enhanced Universal Serial Communication Interface) ve I2C (Inter-Integrated Circuit) protokolleri destekler.
- B modülü sadece I2C haberleşmesi yapabilmektedir.
- A modülü UART modunda 87-bit pariteler, independent transmit şifre register gibi özellikleri sunar.
- 28:19Hata Kontrol ve Parite Biti
- Uzun mesafeler ve enterferans nedeniyle gönderilen kodların yanlış olmasına sebep olabilir.
- Parite biti, hataları algılamak için kullanılır ve kontrol register ile sıfırla gerçekleşir.
- Parite hesaplanırken, gönderen taraf 7 veya 8 biti alır, bunların XOR'ını alır ve sonucu 8 bit'in arkasına ekler.
- 30:06Baud Rate Kontrolü
- Baud rate control register, baud rate'i üretmek için prescaler değeri koyma imkanı sağlar.
- CLA sinyali belirli bir değere bölünerek baud rate ayarlanabilir.
- State register, çeşitli tür hataları (framing, overrun, parity) bize bildirir.
- 32:32İletişim Buffers ve Otobaud
- RX buffer, seri iletişimle gelen verinin paralel hale getirilmesiyle oluşturulur.
- TX buffer, veriyi karşı tarafa seri halinde göndermek için kullanılır.
- Otobaud özelliği, karşı tarafın gönderdiği veriyi tahmin ederek kullanmayı sağlar.
- 33:28Infrared Haberleşme
- MSP430, infrared ile haberleşme kontrol registerı sayesinde televizyon kumandalarında kullanılan teknolojiyi destekler.
- Karşı tarafa veri göndermek veya almak için infrared sistemi kullanılabilmektedir.
- Flag register, karşı taraftan veri geldiğinde veya veri hazır olduğunda interrap oluşturabilir.
- 35:35Baud Rate Oluşturma
- Baud rate'i belirlemek için USCI biti kullanılır.
- Baud rate oluştururken karmaşık bir hesaplama yöntemi kullanılır.
- Baud rate'i belirlemek için iki bit ve 16 bitlik sayı kullanılır.
- 37:57UART Konfigürasyonu
- Periferal sub-mole clamızı kullanarak low power moduna girilir ve auto low enable feature aktif edilir.
- P2P2X1 ile UART operation'ı belirlenir ve P2P2 sıfırla UART pinleri konfigüre edilir.
- GPIO power on default sıfırlanarak portlar kullanılabilir hale getirilir ve clk sinyali oluşturulur.
- 39:21Baud Rate Ayarı ve Program İşlemi
- UART moda kurulur ve ESM kulak kullanılır, baud rate değeri 9600 olarak ayarlanır.
- 52 değeri baud rate generation için önemli bir değerdir ve 8 MHz frekansı kullanılarak hesaplanır.
- Programda gelen veri alınıp karşı tarafa gönderilir, eko mantığıyla çalışır.
- 41:07Sınav Bilgileri
- Sınavda 320 tane soru olacak ve 11 çeşit soru random olarak seçilecek.
- Sınavda 5-6 soru programlama ile ilgili, geri kalanı register ve kavramlarla ilgili sorular olacak.
- Sınavda 60 dakika süre verilecek ve öğrenciler arasında haberleşme yapılmaması gerekiyor.
- 45:08Karaca ve SPI Teknolojileri
- Karaca ve SPI teknolojileri kısa mesafeli iletişim protokolleri olup, SPI bazı sistemlerde 150 Mbps iletişim sağlayabiliyor.
- SPI (Serial Peripheral Interface) teknolojisi 400 kbps hızla iletişim sağlayabiliyor ve analog-digital converter, flash rom gibi periferalleri bağlayabilir.
- SPI'de SCL, MOSI, MISO ve SS (Slave Select) sinyalleri bulunur ve birden fazla periferal ile iletişim kurulabilir.
- 48:39I²C Teknolojisi
- I²C (Inter-Integrated Circuit Bus) teknolojisi 1980'lerde Philips tarafından geliştirilmiş ve 100-400 kbps hızla iletişim sağlayabiliyor.
- I²C versiyon 2'de 3.40 Mbps hızla yaklaşık 3 metre mesafede iletişim kurulabiliyor.
- I²C'de her periferalin kendine ait adresi bulunur ve master önce adresi göndererek iletişim kurar.
- 51:09I²C Protokolü İşlemesi
- I²C protokolünde haberleşme başladığında, önce start biti gönderilir, ardından slave'in adresi (7 bitlik) ve read/write bilgisi (1 bitlik) gönderilir.
- Karşı taraftan gelen acknowledge (ACK) biti, muhatap bulunduğunu ve haberleşmenin devam edebileceği anlamına gelir.
- Veri gönderim işlemi bittikten sonra stop biti gönderilerek iletişim sonlandırılır.
- 52:28I²C'nin Özellikleri
- I²C protokolünde clock stretching (CLK streching) özelliği sayesinde, slave cihaz veriyi hazırlamak için gecikme yaşasa bile (örneğin sıcaklık değerini oluşturmak için birkaç milisaniye), bu gecikme toleranslıdır.
- I²C'nin 7 bitlik adresleme modu dışında 10 bitlik adresleme modu da bulunmaktadır.
- 53:28I²C'nin Avantajları ve Dezavantajları
- I²C'nin avantajları arasında tek bir bas sistemine onlarca peripheral takabilmesi, peripheraller arasında bağlantı kurmanın kolay olması ve maliyetli olmaması bulunmaktadır.
- Dezavantajı ise yazılım kısmında biraz sıkıntılar yaşanması ve program yazmanın zor olabilmesidir.
- 54:13I²C ve SPI Karşılaştırması
- I²C ve SPI, yavaş peripheral cihazlarla haberleşmek için sık kullanılan teknolojilerdir.
- I²C, birden fazla slave ile haberleşmek için kullanılırken, SPI daha hızlı ancak karmaşık ve daha fazla port kullanır.
- Mikroişlemci konusunda çalışacaklar için I²C ile haberleşme önemli bir kavramdır.
- 55:42I²C Modül Özellikleri
- I²C modülü hem I²C hem de SPI modlarını destekler ve 7-bit ve 10-bit cihaz adresleme modlarını kullanabilir.
- Modül, low power mode 4'te SCL operations sağlayabilir ve low power mode 3.5 ve 4.5'te RAM bile kapatılarak çok az enerji tüketebilir.
- 56:44I²C Bağlantı Yapısı
- I²C bağlantı yapısında SDA ve SCL pinlerine 10 kΩ'lık pull-up rezistörler takılır, bu rezistörlerin takılması önemli bir adımdır.
- I²C bağlantılarında bir master ve birkaç slave sensör veya peripheral oluşur, master haberleşmeyi başlatan cihazdır.
- 58:49I²C Registerleri
- I²C için önemli registerler arasında control register, status register, receive buffer, flag register ve mode register bulunmaktadır.
- Mode register'da adresleme modu (7 bit veya 10 bit), master modu seçimi ve kulak kaynağı seçimi yapılır.
- Control register'da transmitter/receiver tarafı aktif edilir ve transmit start/stop işlemlerinin kontrolü yapılır.
- 1:02:20I²C Programlama
- I²C programlamasında ilk adım reset yapmak, sonra I²C modunu seçmek ve master modunu belirlemektir.
- Baud rate ayarı yapılır, otomatik stop özelliği seçilebilir ve 7 bitlik data ile işlem yapılabilir.
- Konfigürasyon bittikten sonra reset kaldırılarak sistem aktif hale getirilir ve interrupt'lar etkinleştirilir.
- 1:04:55I²C Protokolü ve Kayıtlar
- Baud rate, bölme işlemi için kullanılır ve 10 kloz değerini belirtir.
- Status register, periferallerin meşgul olup olmadığını kontrol eder; eğer meşgulse, haberleşme başlatılmamalıdır.
- Byte counter threshold register, kaç bayt gönderdikten sonra otomatik olarak stop sinyali gönderileceğini belirler.
- 1:06:08I²C Kayıtları ve Modlar
- Receive buffer register, karşı taraftan gelen verileri tutar.
- Transmit buffer register, karşı tarafa gönderilecek verilerin yazıldığı ve gönderildiği yerdir.
- Slave modunda kullanılan yapılar RX ve TX'dir.
- 1:07:49I²C İşlemi
- Slave receiver moda girildiğinde, master tarafından slave adresi gönderildiğinde, slave hemen aktif duruma gelir ve "ben buradayım" mesajı vermek zorundadır.
- I²C için üç kablo kullanılır: ground, SDA (data için) ve SCL (clock için).
- Haberleşme başlamak için önce SDA ve SCL'yi aşağı indirerek start biti gönderilir.
- 1:09:51I²C Adres ve Veri Aktarımı
- Slave adresi ve read-write biti gönderildikten sonra, slave "ben buradayım" mesajı vermek zorundadır.
- Dokuzuncu bitte, master SDA'yi bırakır ve slave bunu aşağı çeker, bu şekilde acknowledge mesajı verilir.
- Eğer belirtilen adresli slave yoksa, bu durum "negative acknowledge" olarak adlandırılır.
- 1:12:27TMP60 Sensörü Örneği
- TMP60, değdirmeli olmayan uzaktan sıcaklık ölçebilen bir termofil sensördür.
- TMP60, -40 ile +125 derece arasında ölçüm yapabilir.
- Sensörün adresi 0x40-0x41 arasındadır ve register adresleri ile iletişim kurulur.
- 1:16:29I²C Haberleşme İşlemi
- Haberleşme için önce start biti gönderilir, ardından register adresi gönderilir.
- Veri okuma için tekrar start biti gönderilir ve istenen baytlar okunur.
- İşlem sonunda stop biti gönderilerek iletişim tamamlanır.