BET301: Mikrocontroller-Programmierung (mit Praktikum)

Lernpfad Embedded Systems

BET301: Mikrocontroller-Programmierung (mit Praktikum)

Kurzporträt BET301: Mikrocontroller-Programmierung (mit Praktikum)
Worum geht es? In diesem Modul lernen Studierende, wie kleine eingebettete Computersysteme programmiert werden. Studierende entwickeln Firmware in C, binden einfache Peripherie und Sensoren an und arbeiten mit Build-Prozess, Debugger, Logging und Versionsverwaltung. Im Praktikum entsteht Schritt für Schritt ein lauffähiges eingebettetes System.
Wofür braucht man es? Diese Kompetenzen werden benötigt, um technische Anforderungen in hardwarenahe Softwarelösungen zu überführen. Die Kompetenzen helfen dabei, eingebettete Geräte systematisch zu entwickeln, zu testen, zu verbessern und nachvollziehbar zu dokumentieren.
Wieso ist es interessant? Mikrocontroller stecken in vielen Alltags- und Industrieprodukten, von Sensorgeräten bis zu Steuerungen. Das Modul zeigt, wie Software direkt mit realer Hardware zusammenarbeitet.
Modulverantwortung

Prof. Dr. Matteo Zella

Lehrperson(en)

Prof. Dr. Matteo Zella

Verwendbarkeit
  • Bachelor Elektrotechnik
  • Bachelor Mechatronik und Robotik
Fächergruppe

Ingenieurwissenschaften

Modultyp
Pflicht
Sprache

Deutsch

Angebot

Sommersemester

Dauer

1 Semester

Credits

5 ECTS

Benotung

Deutsche Notenskala 1-5

SWS

2 V | 1 Ü | 1 P | - S

Workload
Präsenzstudium: 45 Std. Selbststudium: 90 Std.
Engl. Titel

Microcontroller Programming

Empfohlene Voraussetzungen
  • BB008: Informatik für Ingenieurwissenschaften: Programmiergrundlagen, Algorithmen und strukturierte Umsetzung einfacher Softwarelösungen.
  • BB005: Grundlagen der Elektrotechnik 1: elektrische Grundgrößen, einfache Schaltungen und Schnittstellen als Kontext eingebetteter Hardware.
Lernergebnisse / Kompetenzen
WAS

Die Studierenden können für ein einfaches eingebettetes System eine lauffähige Firmware von der Anforderungsanalyse bis zum Debugging systematisch entwickeln, dokumentieren und hinsichtlich Funktionalität und Effizienz bewerten

WOMIT

Die Studierenden erreichen dieses Lernergebnis, indem sie

  • Anforderungen an ein einfaches eingebettetes System analysieren und in Teilfunktionen zerlegen,
  • eine passende Mikrocontroller-Plattform auswählen und zentrale Architekturmerkmale begründen,
  • C-Module für grundlegende Peripherie im Rahmen eines Mini-Projekts implementieren und testen,
  • den Build-Prozess konfigurieren und anpassen,
  • mit Debugger, Logging und Messmitteln systematisch Fehler suchen, eingrenzen und beheben,
  • Versionsverwaltung einsetzen, um Entwicklungsschritte nachzuvollziehen und den Projektfortschritt zu dokumentieren
WOZU

um im weiteren Studium technische Problemstellungen eigenständig in Softwarelösungen zu überführen, systematisch zu verbessern und so ihre allgemeine Programmier- und Problemlösekompetenz in ingenieurwissenschaftlichen Kontexten zu stärken.

Inhalte
  • Grundlagen eingebetteter Systeme und Entwicklungsumgebung
  • C-Programmierung im Embedded-Kontext
  • Mikrocontroller-Architekturen und Peripherie
  • Sensoranbindung und einfache Schnittstellen
  • Entwicklungsprozess und Debugging
Prüfungsvorleistung

aktive Praktikumsteilnahme

Prüfungsleistung

Präsentation (20 Minuten), schriftliche Ausarbeitung (20 Seiten)

Literatur
  • Ritschel, P.: Embedded Systems mit RISC-V und ESP32-C3 - Eine praktische Einführung in Architektur, Peripherie und eingebettete Programmierung. dpunkt.verlag, Heidelberg, 2023.