Mikrodenetleyicili USB eğitim sistemi
The USB education system using microcontroller
Yazar: ALİ BULDU
Danışman: PROF. DR. SEZGİN ALSAN
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı / Bilgisayar Kontrol Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2003
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Evrensel seri veriyolu = Universal serial bus ; Veri aktarma = Data transfer

Özet:
ÖZET MİKRODENETLEYÎCİLİ USB EĞİTİM SİSTEMİ Bu tez çalışmasında, çevre birimleri ile bilgisayar arasındaki haberleşmeyi sağlayabilen ve son zamanlarda oldukça popüler olan USB portu araştırılıp, USB portu okuma yeteneğine sahip yeni bir PIC devresi tasarlanmış ve USB portu aracılığı ile haberleştirilmiştir. Tasarlanan yeni devre yapısı giriş/çıkış portlan aracılığıyla verilerin bilgisayara aktarılması ve bilgisayardan çevre birimine verilerin gönderilmesi ve port yönlendirmesi işlevlerini sağlamıştır. Önce USB port standartları incelenerek, inceleme neticesinde diğer portlarla ortak özellikler çıkarılmış, mevcut sistemdeki portlara göre üstünlükleri belirlenmiş, böylece PC 'de bulunan diğer portlara göre çok daha işlevli ve marifetli bir haberleşme portu olan USB diğerlerinden ayrılmıştır. Haberleşme sırasında gönderilecek olan data türüne göre değişik transfer şekli belirleme olanağı sağlayan USB, transfer türlerine göre haberleşme hızım değiştirebilmekte, böylece çevre birimlerinin her biri ile ayrı ayrı haberleşme özelliği taşımaktadır; bu bağlamda transfer türleri incelenmiş ve USB hız standartları gözden geçirilmiştir. USB de kullanılan künyeler çevre birimi ve merkez arasında cihaz hakkında bilgilendirmeye imkan veren formatlı bilgi bloklarıdır. USB deki en önemli özellik Human Interface Device tanımlamaları ile takılan çevre biriminin işletim sistemi tarafından tak kullan özelliği ile tanımlanması, çevre biriminin sisteme USB portu üzerinden takıldığı anda kontrol transferinin devreye girerek çevre birimini sorgulayıp künyeler vasıtası ile ürün kodu ve üretici kodu bilgilerine ulaşıp cihaza uygun sürücünün sistemde aktif edilmesidir; bu özellik irdelenmiş, künyeler içerisindeki bilgilendirme formatı incelenmiştir. Yapılacak uygulama ile ilgili tasarlanacak PIC devresi için USB destekli uygun bir PIC seçilmiş, devrenin standartı belirlenip, daha sonraki aşamada bu VIstandarta göre giriş/çıkış üniteleri ile bilgisayar arasındaki haberleşmenin nasıl olacağı incelenmiştir. Sonra devrenin donanım yapısı, giriş/çıkış arabiriminin donanımı gerçekleştirilmiş ve denetleyicinin yazılımı hazırlanmıştır. Uygulamaya dönük yazılımın PİC'e aktarımı için ProPIC adı verilen bir PIC programlayıcı devre tasarımı yapılmıştır. Bu çalışmada, eğitim uygulamalarına dönük, lojik kapı uygulamalarının yapıldığı bir tuşlar ve ışıklar eğitim uygulaması gerçekleştirilmiştir. 16C765 PIC kullanılarak tasarlanan USB devresi, iki yönlü haberleşme yapabilmektedir. Bu tasarımla 8 biti bilgisayar arayüz üzerinden ve diğer 8 biti de devre üzerinden kontrol edilen anahtarlar koyulmuştur ve 16 bit iki yölü haberleşme yapıla bilmektedir. Bu anahtarlar üzerinden, lojik kapı uygulamaları için uygun bir örnek eğitim simülasyonu, lab ve ders çalışmalarında kullanılmak üzere gerçekleştirilmiştir. Son olarak, 16C765 PIC kullanılarak oyun çubuğu bağlantısının USB portu üzerinden kontrolünü sağlayan devre uygulaması açıklanmıştır. Herhangi bir Gameport uyumlu Oyunçubuğu bu aygıta takılarak, bu aygıt sayesinde Gameportu bulunmayan özellikle Notebook' lara USB üzerinden bağlanma imkanı sağlamıştır. Böylece bir port yönlendirme aygıtı tasarlanmıştır. Bu tez, USB portunun tanınmasını, anlaşılmasını sağlayarak, bundan sonra bu konuda yapılacak çalışmalara örnek oluşturacaktır. Ekim, 2003 Ali BULDU vn

Abstract:
ABSTRACT THE USB EDUCATION SYSTEM USING MICROCONTROLLER In this thesis study, an USB port which can supply communication between a computer and interface units and popular in recent times is searched. Then a new PIC circuit to communicate with USB port designed and communicated through USB port. This new circuit design supplied transportation of data to computer through in/out ports and sending datas from computer to interface units and port leading function. First USB port standarts examined, common features with ports eleminated, superiorities to current ports sound, so a more functional and skilled communication port USB compared with current ports in PC come through. USB, determining, different transfer types according to the type of data sent during communication, also change the speed of communication according to the transfer types supplies communication with each of interface units. In relation with this, transfer types are examined and USB speed standarts are studied. The descriptors used in USB are formatted info blocks supplying information about the device between central unit and interface unit. Acknowleding by processing unit through plug and play speciality of interface unit placed with HID definitions and activation of suitable driver to the device reaching product ID and vendor ID information through descriptors by interfering of control transfer searching interface unit when interface unit applied to the system over the USB port are the most important features of USB.These features are questioned and informative format in these descriptors are examined. For the designing of PIC circuit of this application, a suitable USB supported PIC is chosen and standart of circuit is determined. Further, due to this standart VIIIcommunication way between in/out units and computer is examined. Later on hardware of the circuit, hardware of in/out circuit are realized, and software of the controller is prepared. A programming PIC circuit called ProPIC is designed to transfer software to the PIC. In this study, for educational applications, a keys and lights education set (kit) with logic gate applications is realised. This USB education set (kit) designed by using 16C765 PIC can communicate full dublex. In this design; keys, 8 bit controlled by simulator program and other 8 bit controlled by the circuit are placed. Over this keys, an education simulation sample suitable for logic gate applications is realised for lessons and laboratory studies. At last, the circuit application for controlling of the game port by using 16F765 PIC through USB port is explained. Fitting any game port suitable joystick to this device gives the possibility to none gameport devices, specially notebooks; to connect over USB so a port directing device designed. This thesis will be a sample for future studies on this subject by providing the understanding and distinguishing of USB port. October, 2003 Ali BULDU IX