SECTION A

1.

(a)         Describe the key elements of a System on Chip Microcontroller using a schematic of the            [4]

(i)            Harvard Architecture

(ii)           Identify TWO limitations of SOC systems and describe the consequences of hitting these           [2]

limitations

(b)  (i)     A system requires 4 digital inputs, two default high, two default low – draw an electrical            [4]

schematic diagram showing how you would wire these in using a 4 switches and 4 resistors (identify suitable resistor values). Leave space for adding outputs (part (ii).

(ii)       The system also has 2 digital outputs which drive LEDs, draw a diagram showing how these      [2]

would be wired (identify suitable resistor values)

(c)        The digital inputs suffer from multiple triggering’s instead of single clean on/off signals –          [2]

what components could you add to solve this problem and how would you calculate a suitable value?

(d)        You decide to change one of the LEDs for a 6W 9V lamp, draw a diagram showing how you     [3] would rewire the system for this change.

(e)        It is decided to also add a digital display counter using a 7-seg display. This is to be driven

from 4 digital outputs, DO0, DO1, DO2, D03.

Explain how this can be achieved including a truth table. What is this mode of multiplexing       [3]

called? What additional devices do you need?

2.

(a)            You are designing a microcontroller system which will measure the temperature of a room

and turn on a fan when the temperature get’s too hot. A reference temperature can be set using a potentiometer. Include a master on/off switch.

(i)        Draw a system block diagram for this system

[4]

(ii)        Convert the system block diagram into an electrical schematic, the temperature sensor is a

PTC thermistor and the fan is being driven using a digital signal PWM.

[4]

Assuming a 5V, 8 bit uC, write the pseudocode to convert these analogue inputs to integer         [4]

temperature values for the code.

(iv)       The PWM motor control is designed to increase the speed of the motor when the temperature     [4]

increases, but to turn off below 18ºC. Explain how the signal to the motor changes between the temperatures 0 - 55ºC

(v)        It is decided that the take this system and use it in an air conditioning unit but now the fan is      [4] required to be di-directional. Explain how this can be achieved using an H-bridge.

SECTION B

There are NO QUESTIONS in this section.

IPE/PLK;

(MEE/AF)