Η παρούσα διπλωματική εργασία ασχολείται με την μέτρηση της κίνησης ενός αντικειμένου στους τρεις άξονες και ασύρματης μεταφοράς των δεδομένων αυτών σε ένα σταθμό βάσης. Η μέτρηση και μεταφορά γίνεται με χρήση δύο ενσωματομένων συστήματων, τα οποία είναι βασισμένα στην οικογένεια μικροελεγκτών STM32 της εταιρίας ST Microelectronics. Tα συγκεκριμένα σύστηματα εχουν το χαρακτηριστικό STM32-103STK και παρέχονται από την εταιρία Olimex. Αρχικά περιγράφονται τα χαρακτηριστικά και οι ιδιότητες του συγκεκριμένου συστήματος και στη συνέχεια παρουσιάζεται η μεθοδολογία πάνω στην οποία στηρίχθηκε η ανάπτυξη της ενσωματομένης εφαρμογής. Συγκεκριμένα, ο προγραμματισμός του συστήματος προϋποθέτει την συνεχή μέτρηση των τιμών της κίνησης στους τρεις άξονες και στη συνέχεια την ασύρματη αποστολή τους σε ένα δεύτερο σύστημα το οποίο είναι κατάλληλα προγραμματισμένο να δέχεται τα δεδομένα και στη συνέχεια αυτά να εγγράφονται στην οθόνη για να γίνουν ορατά από το χρήστη. / This diploma thesis is about measuring an object’s movement and then the wireless transfer of the measured data to a base station. The measurement and wireless transfer is performed via two embedded systems based on the STM32 microcontroller family by ST Microelectronics. The referenced system is the STM32-103STK provided by Olimex. At the beginning of the thesis there is a description of the main features and characteristics of the STM32 system and then the methodology used to develop the embedded application is presented. In more detail, the system is programmed to measure 3-axis acceleration and send the measured data wirelessly to a second system which then presents the data on an LCD screen.

Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας, η οποία εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών, είναι η μελέτη και κατασκευή διάταξης για την παλμοδότηση και τον έλεγχο ενός κινητήρα τύπου ultrasonic, χρησιμοποιώντας ψηφιακό μικροελεγκτή ή FPGA. Αρχικά γίνεται μια παρουσίαση των χαρακτηριστικών των πιεζοηλεκτρικών κινητήρων, γίνεται αναφορά στην αρχή λειτουργίας τους και στα ισοδύναμα κυκλώματα που χρησιμοποιούνται για την ανάλυση της λειτουργίας τους. Στη συνέχεια παρουσιάζονται οι ηλεκτρονικοί μετατροπείς ισχύος που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο των κινητήρων αυτού του τύπου και γίνεται θεωρητική ανάλυση του τρόπου λειτουργίας τους και των μεθόδων παλμοδότησής τους και προσομοιώνεται ένας μονοφασικός αντιστροφέας παλμοδοτούμενος με τη μέθοδο ημιτονοειδούς διαμόρφωσης εύρους παλμών. Ακολουθεί μία περιγραφή των χαρακτηριστικών του μικροελεγκτή που χρησιμοποιήθηκε και του κώδικα του προγράμματός του. Στο επόμενο βήμα πραγματοποιείται η μελέτη και η κατασκευή ενός μετατροπέα συντονισμού για τον έλεγχο του κινητήρα, λόγω περιορισμών που τέθηκαν από το κύκλωμα παλμοδότησης και τέλος παρατίθενται παλμογραφήματα και μετρήσεις που προέκυψαν από τα πειράματα που διενεργήθηκαν. / The goal of this diploma thesis is the study and the construction of a converter in order to drive and control an ultrasonic motor, using digital microcontroller or FPGA.

Η πλειονότητα των θαλάσσιων ασπόνδυλων οργανισμών εμφανίζει θετική απόκριση προς τις φωτεινές πηγές κατά τη διάρκεια της νύχτας, ιδιότητα που την ονομάζουμε θετικό φωτοτροπισμό. Μια ομάδα δειγματοληπτών που εκμεταλλεύεται την παραπάνω ιδιότητα (φωτοπαγίδες) έχει αρχίσει να χρησιμοποιείται εκτεταμένα στη θαλάσσια έρευνα τις τελευταίες δεκαετίες με πολύ ενθαρρυντικά αποτελέσματα. Ωστόσο, παρά την πληθώρα πλεονεκτημάτων που εμφανίζουν έναντι των παραδοσιακών μεθόδων συλλογής ασπόνδυλων οργανισμών, σε καμία περίπτωση έως τώρα δεν έχουν χρησιμοποιηθεί στη Μεσόγειο.Στην διπλωματική αυτή εργασία κατασκευάσαμε μία φωτοπαγίδα για τη λειτουργία της οποίας, προγραμματίσαμε τον μικροελεγκτή MSP430F169. Η εργασία αυτή περιλαμβάνει 4 κεφάλαια. Πιο συγκεκριμένα, στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στις φωτοπαγίδες που έχουν κατασκευαστεί μέχρι τώρα καθώς και σ την συμπεριφορά των ψαριών απέναντι στο φως. Στο δεύτερο κεφάλαιο, περιγράφεται ο τρόπος λειτουργίας της φωτοπαγίδας. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται βασικές έννοιες των μικροελεγκτών και περιγράφεται αναλυτικά ο προγραμματισμός του μικροελεγκτή MSP430F169 τον οποίο και χρησιμοποιήσαμε. Τέλος, δίνεται ο κώδικας του προγράμματος σύμφωνα με το οποίο προγραμματίστηκε ο MSP430F169 εκεί γίνεται και η λεπτομερής επεξήγησή του καθώς και η επεξήγηση του προγράμματος που χρησιμοποιήθηκε για την εφαρμογή του. / The majority of marine invertebrates show a positive response to the light source during the night, a property that we call positive phototropism. A group of samplers exploit the above property (light trap) has been in use extensively in marine research in recent decades with very encouraging results. However, despite the many advantages over traditional display methods for collecting invertebrates in no case has so far not been used in this dissertation Mesogeio. In this thesis we constructed a light trap for the operation of which, we programmed the microcontroller MSP430F169. This work contains 4 chapters. To be more specific, the first chapter refers to the light trap built and the behavior of fish towards the light so far . The second chapter describes how the light trap works. The third chapter presents the basic concepts of microcontrollers and describes the programming of microcontroller MSP430F169 which we used. Finally, the fourth chapter has the program code with which the MSP430F169 planned and there is a detailed code explanation and an explanation of the program which was used for its implementation.

Η εξέλιξη των ενσωματωμένων συστημάτων οδήγησε στη δημιουργία μικροϋπολογιστών συστημάτων χαμηλού κόστους τα οποία είναι ικανά να καταγράφουν, αποθηκεύουν και να επεξεργάζονται αναπνευστικά σήματα εντοπίζοντας έτσι ανωμαλίες της αναπνευστικής δραστηριότητας κατά τη διάρκεια του ύπνου. Τα αποτελέσματα αυτής της δραστηριότητας οδηγούν στην συστηματικότερη παρακολούθηση ασθενών με αναπνευστική ανεπάρκεια και βοηθούν στη διάγνωση και πρόληψη τέτοιων αρρυθμιών εν τη γενέσει τους όσον αφορά σε εν δυνάμει ασθενείς. Στα πλαίσια λοιπόν αυτής της εργασίας παρουσιάζεται ένα τέτοιο ενσωματωμένο σύστημα χαμηλού κόστους το οποίο καταγράφει ,αποθηκεύει και επεξεργάζεται αναπνευστικά σήματα που έχουν ληφθεί κατά τη διάρκεια ανθρώπινου ύπνου. Στα κεφάλαια που ακολουθούν αναλύεται η δομή ,οι επιμέρους συνιστώσες του συστήματος καθώς και μέθοδοι επεξεργασίας του σήματος. Αρχικά λοιπόν ορίζεται το ιατρικό και θεωρητικό υπόβαθρο πάνω στο οποίο στηρίζονται οι ισχυρισμοί και μέθοδοι που ακολουθούνται. Εν συνεχεία, γίνεται εισαγωγή στους στοιχειώδεις ορισμούς όπως αυτοί του μικροελεγκτή και ενσωματωμένου συστήματος και γίνεται μια πρώτη αναφορά στο μικροελεγκτή ADuC 7020 της Analog Devices που χρησιμοποιήσαμε και στα περιφερειακά αυτού. Επίσης γίνεται και ανάλυση των στοιχειωδών χαρακτηριστικών του περιβάλλοντος μVision της Keil που μας επιτρέπουν να κάνουμε προσομοιώσεις με μηδενικό υλικό στη διάθεσή μας. Σε επόμενο κεφάλαιο γίνεται αναλυτική επεξήγηση του μικροελεγκτή μας και δίνονται επιπλέον ενδεικτικά παραδείγματα με τα οποία γίνονται κατανοητές βασικές δυνατότητες που προσφέρει αυτός και στις οποίες θα στηριχθούμε για να δομήσουμε το δικό μας πρόγραμμα. Σημειώνουμε εδώ πως ο προγραμματισμός του μικροελεγκτή και των περιφερειακών του έγινε σε γλώσσα προγραμματισμού C. Τέλος παραθέτουμε αναλυτικά τον κώδικα της εφαρμογής μας και καταλήγουμε σε αποτελέσματα και συμπεράσματα. / The development of embedded system has led to the creation of low cost microcomputer systems that are capable of recording, storing and processing respiratory signals thus giving the opportunity to identify respiratory abnormalities during sleep time. Results of such activities result in more intensive monitoring of patients with respiratory insuffiency and help other potential patients to diagnose the abnormalities and prevent them. Within this thesis, we present such a low cost embedded system that records, stores and processes the respiratory signal of snores obtained during human sleep. In the following chapters we analyze the structure, each component of the system and the methods being implemented. Initially we define the medical and theoretical background on which we are based to build in our program and apply our methods. Moreover, we give the basic definitions such as the microcontroller’s and the embedded system’s, and we make the first presentation of the microcontroller ADuC 7020 of Analog Devices and its peripherals that will be used for implementation. We also present the μVision the Keil environment which enables us to emulate the microcontroller having at our disposal zero hardware. Later we will give a detailed explanation of this microcontroller and some basic examples of its programming possibilities are presented that will help us the application. The programming of the microcontroller and its peripherals was done in C programming language. Finally the programming of the microcontroller is given and explained in detail and we conclude with the results.

Ανάπτυξη αναπτυξιακού συστήματος για τους μικροελεγκτες MCS-51. / Design and development of a development system for MCS-51 controllers.

Η παρούσα διπλωματική εργασία αναφέρεται στην μέτρηση και την καταγραφή της επιτάχυνσης ενός αντικειμένου. Μετράται η επιτάχυνση και στους τρεις άξονες και η μέτρηση γίνεται μέσω ενός ενσωματωμένου συστήματος, το οποίο είναι βασισμένο στην οικογένεια μίκρο-επεξεργαστών STM32 της εταιρίας ST Microelectronics. Συγκεκριμένα, το σύστημα είναι ο microcontroller STM32-103STK της εταιρίας Olimex, ο οποίος προγραμματίζεται κατάλληλα για τον σκοπό αυτό. Έτσι, αφού περιγραφούν οι ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά του προαναφερθέντος συστήματος και των περιφερειακών συσκευών που το πλαισιώνουν, περιγράφονται κάποιες από τις διαθέσιμες σουίτες εφαρμογών που διατίθενται για την ανάπτυξη ενσωματωμένων εφαρμογών. Στην συνέχεια παρουσιάζεται η μεθοδολογία πάνω στην οποία στηρίχθηκε η ανάπτυξη της ενσωματωμένης εφαρμογής. Συγκεκριμένα, ο προγραμματισμός του συστήματος προϋποθέτει την ανά τακτά χρονικά διαστήματα μέτρηση των τιμών επιτάχυνσης στους τρεις άξονες. Οι τιμές αυτές της επιτάχυνσης, αφού εγγραφούν στην οθόνη για να γίνουν ορατές στον χρήστη, αποθηκεύονται σε μία κάρτα τύπου SD (Secure Digital). / This diploma thesis is about measuring and recording an object’s acceleration. The measurement is performed via an embedded system based on the STM32 MCU family made by ST Microelectronics. Specifically the system is the STM32-103STK micro controller made by Olimex. At the beginning of this thesis, the description of the main attributes and features of STM32 processor are stated, and then the available development environments for building and debugging embedded applications. Next the methodology used to develop the embedded application is described. Specifically, the system is programmed to measure the 3-axis applied acceleration and after presenting the values through the monitor, it stores them into a SD (Secure Digital) card.

Κατά τις τρεις τελευταίες δεκαετίες έχουν αναπτυχθεί σύγχρονα συστήµατα αναγνώρισης και αποφυγής εµποδίων τα οποία χρησιµοποιούνται ευρέως ως βοηθητικά συστήµατα για τυφλούς, σε αυτοµατοποιηµένες πόρτες, ηλεκτρονικά αυτοκίνητα κ.ά. Στην διπλωµατική αυτή εργασία κατασκευάσαµε ένα σύστηµα αναγνώρισης εµποδίων µε ψηφιακή επεξεργασία σήµατος µε σκοπό να χρησιµοποιηθεί ως βοηθητικό σύστηµα πλοήγησης για άτοµα µε προβλήµατα όρασης. Για την κατασκευή του συστήµατος αυτού, προγραµµατίσαµε τον µικροελεγκτή ADuC 7026. Η εργασία αυτή περιλαµβάνει 6 κεφάλαια. Πιο συγκεκριµένα, στο πρώτο κεφάλαιο περιγράφονται οι τεχνικές που έχουν αναπτυχθεί µε σκοπό τον υπολογισµό αποστάσεων καθώς και οι τεχνολογίες που εφαρµόζονται σε κάθε τεχνική. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στα ήδη υπάρχοντα βοηθητικά συστήµατα για τυφλούς µε έµφαση στο σύστηµα Navbelt και στον τρόπο λειτουργίας του. Στην συνέχεια, στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται βασικές έννοιες των µικροελεγκτών και στο τέταρτο κεφάλαιο περιγράφεται αναλυτικά ο προγραµµατισµός του µικροελεγκτή ADuC 7026 τον οποίο και χρησιµοποιήσαµε. Στο πέµπτο κεφάλαιο περιγράφεται το φαινόµενο του πιεζοηλεκτρισµού και ο τρόπος λειτουργίας των αισθητήρων. Τέλος, στο κεφάλαιο 6 γίνεται λεπτοµερής επεξήγηση του κώδικα του προγράµµατος σύµφωνα µε το οποίο προγραµµατίστηκε ο ADuC 7026 µε σκοπό την κατασκευή του τελικού συστήµατος αναγνώρισης εµποδίων. Το τελικό πρόγραµµα παρατίθεται στο παράρτηµα. Ο προγραµµατσµός του µικροελεγκτή έγινε σε γλώσσα προγραµµατισµού C. / -

Το ροχαλητό είναι μία κοινή διαταραχή που επηρεάζει το 20-40% του συνολικού πληθυσμού. Ο μηχανισμός του ροχαλητού είναι στην ουσία η δόνηση ανατομικών δομών στον φαρυγγικό αεραγωγό. Η παλμική κίνηση της μαλθακής υπερώας ευθύνεται για τον δυνατό ήχο του ροχαλητού. Η αντικειμενική εκτίμηση του ροχαλητού είναι πολύ σημαντική, καθώς το ροχαλητό φέρει πληροφορία που σχετίζεται με τη θέση και το βαθμό της απόφραξης στο άνω αναπνευστικό σύστημα. Όπως η ομιλία, έτσι και το ροχαλητό παράγεται στη φωνητική κοιλότητα. Λόγω αυτής της αναλογίας, οι υπάρχουσες τεχνικές ανάλυσης της ομιλίας εφαρμόζονται στην εκτίμηση – αξιολόγηση του ροχαλητού. Οι τεχνικές ανίχνευσης-εκτίμησης περιλαμβάνουν στις περισσότερες των περιπτώσεων ολονύχτια εγγραφή των ήχων του ύπνου και ,στη συνέχεια, επεξεργασία αυτών των δεδομένων. Η ταξινόμηση γίνεται βάσει συγκεκριμένων κριτηρίων, όπως η ενέργεια, η φασματική κατανομή της ενέργειας ή άλλες παράμετροι που ορίζουν τα αντίστοιχα μαθηματικά μοντέλα που χρησιμοποιούνται. Στην εργασία αυτή, παρουσιάζουμε ένα διαφορετικό μηχανισμό ανίχνευσης του ροχαλητού. Με τις δυνατότητες που μας δίνει η χρήση ενσωματωμένων συστημάτων και μικροελεγκτών στην επεξεργασία σήματος, παρουσιάζουμε έναν τρόπο ανίχνευσης ροχαλητού με βάση την ενέργεια του σήματος. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιούμε το περιβάλλον μVision της Keil, το οποίο μας παρέχει τη δυνατότητα εξομοίωσης του μικροελεγκτή ADuC7026, έχοντας στη διάθεσή μας μηδενικό Hardware. Έτσι, προγραμματίζουμε το μικροελεγκτή σε γλώσσα C για το πώς θα επεξεργάζεται τα αναλογικά σήματα εισόδου. Στη συνέχεια, ασχολούμαστε με πραγματικό υλικό, δηλαδή με την αναπτυξιακή πλακέτα της Olimex, η οποία έχει ενσωματωμένο και το μικροελεγκτή μας, λαμβάνοντας έτσι πραγματικά πλέον δεδομένα. / Snoring is a prevalent disorder affecting 20-40% of the general population. The mechanism of snoring is vibration of anatomical structure in the pharyngeal airway. Flutter of the soft palate accounts for the harsh aspect of the snoring sound. Objective assessment of snoring is very important, as snoring carries information relating to the site and the degree of obstruction of the upper airway. Similarly to speech, snoring is produced in the vocal tract. Because of this analogy, existing techniques for speech analysis have been applied to evaluate snoring sounds. The techniques of snoring detection and assessment use all night recording of sleep sounds, and processing of the extracted data. The classification is being conducted with specific criteria, such as energy or spectral energy distribution or other features that depend on the used mathematical method. In this thesis, we present a different mechanism of snoring detection. With the beneficial use of embedded systems and microcontrollers for signal processing, we present a method of snoring detection based on the signal energy. For this purpose, we use the uVision compiler, which provides full simulation of the microcontroller without any hardware. Therefore, we build a program in C language for the microcontroller to process the input analog signals. Subsequently, we load the program to the development board of Olimex, where has embedded the microcontroller we are interested to, and finally we receive real-time data.

Κατά τη διάρκεια των δύο τελευταίων δεκαετιών, στο χώρο της τεχνολογίας έχουν αναπτυχθεί δίαφορα ενσωματωμένα συστήματα λήψης σημάτων φυσιολογίας, ικανά να καταγράφουν σύνθετα σήματα για πάνω απο 48 ώρες. Η εξέλιξη αυτή βοήθησε ιδιαίτερα τον τομέα της βιοϊατρικής. Τέτοια ενσωματωμένα συστήματα χρησιμοποιούνται στις μελέτες ηλεκτροκαρδιογραφίας (ECG ή EKG) για τον εντοπισμό σποραδικών αρρυθμιών ή ανωμαλιών στη καρδιακή λειτουργία.Σήμερα τα καρδιακά σήματα καταγράφονται σε κάρτες μνήμης και μπορούν εύκολα να μεταφερθούν για ανάλυση και επεξεργασία. Η εξέλιξη της τεχνολογίας επιφέρει συνεχως αλλαγές και βελτιώσεις στις συσκευές καταγραφής ΗΚΓ, περιορίζοντας συνεχώς το μέγεθός τους και την κατανάλωσή τους σε ενέργεια. Στην εργασία αυτή θα παρουσιαστούν ενσωματωμένα συστήματα καταγραφής, αποθήκευσης και επεξεργασίας ηλεκτροκαρδιογραφικών σημάτων.Η εργασία αυτή χωρίζεται ουσιαστικά σε πέντε κομμάτια. Το πρώτο τμήμα ασχολείται με τη φυσιολογία της καρδιάς, με τη δομή ενός ηλεκτροκαρδιογράφου και τους τρόπους με τους οποίους μπορούμε να το λάβουμε από τα διάφορα σημεία του ανθρώπινου σώματος.Το επόμενο τμήμα αφορά τη χρήση και τις δυνατότητες των ενσωματωμένων συστημάτων και μικροελεγκτών δίνοντας μεγαλύτερη έμφαση στην παρουσίαση του μικροελεγκτή ADUC7026 και των περιφερειακών του. Επιπλέον συνοψίζονται κάποιες βασικές λειτουργίες προγραμματισμού και δυνατότητες που παρουσιάζει ο ADUC7026 της Analog Devices και παρουσιάζονται κάποιες βασικές εφαρμογές του.Το τρίτο τμήμα επικεντρώνεται στην ανάλυση κάποιων τεχνικών κατασκευής ψηφιακών συσκευών παρακολούθησης καρδιακού παλμού με τη χρήση πυκνωτικών ηλεκτροδίων. Η ανάλυση περιλαμβάνει, τα υλικά από τα οποία αποτελούνται, τα χαρακτηριστικά τους, την αποδοτικότητά τους στην αντιμετώπιση του θορύβου και μια γενικότερη αξιολόγησή τους.Το τέταρτο τμήμα ασχολείται με μια πιο προηγμένη τεχνική καταγραφής σήματος που πραγματοποιείται ασύρματα. Αναλύεται τόσο ο τρόπος κατασκεής ασύρματων συσκευών μέτρησης ΗΚΓ όσο και ο τρόπος χρήσης τους. Στη συνέχεια αυτού του κεφαλαίο δίνεται βάση στην ανάλυση του μικροελεγκτή MSP430FG439 της Olimex και στη χρήση του στη μέτρηση ΗΚΓ.Στο τελευταίο τμήμα δίνεται ο κώδικας προγραμματισμού του μικροελεγκτή MSP430 για την καταγραφή ηλεκτροκαρδιογραφήματος και μία σχετική επεξήγηση της λειτουργίας του. / During the last two decades there have been developed embedded systems, for the receive of physiology signals, that are able to record composite signals for more than 48 hours. This evolution plays a very important role in the field of biomedics. These embedded systems are used at research on electrocardiography (ECG) for the locating of sporadic cardiac arrhythmias, or abnormal heart function.Nowadays, cardiac signals are recorded on memory cards and can easily be transferred for analysis and processing. The technological evolution brings a lot of changes and improvements on the recording devices of ECG, reducing their size and the power they consume. At this thesis, embedded systems for recording, saving and processing ECG signals are presented. The thesis is divided into five sections. The first part deals with the physiology of the heart, the structure of the electrocardiograph and how we can receive it from different parts of the human body. The next section covers the use and potential of embedded systems and microcontrollers emphasizing on presentation of the microcontroller ADUC7026 and its peripherals. In addition, some basic programming functions are summarized and three basic applications of ADUC7026 of Analog Devices are presented. The third section focuses on analyzing methods of constructing digital devices for heartbeat monitoring with the use of capacitive electrodes. Constructive materials, features, efficiency in dealing with noise and a more general evaluation, are included in the analysis.The fourth section refers to a more advanced method of recording signals that has wireless function. The method of constructing wireless ECG recording devices and their usage are also analyzed here. In this section, microcontroller MSP430FG439 of Olimex is presented and there is a description about its use on ECG measurements.At the last section there is the programming code of MSP430 for ECG recording and a brief explanation of its function and purpose.

Η εξέλιξη των ενσωματωμένων συστημάτων οδήγησε στη δημιουργία μικροϋπολογιστικών συστημάτων χαμηλού κόστους τα οποία είναι ικανά να καταγράφουν, να αποθηκεύουν και να επεξεργάζονται σήματα Ακουστικής Εκπομπής. Η μέθοδος Ακουστικής Εκπομπής είναι μία από τις μεθόδους Μη Καταστροφικού Ελέγχου με την οποία μπορεί να ελεγχθεί η κατάσταση ενός αντικειµένου, ενός υλικού ή ενός συστήµατος χωρίς να βλάπτεται η κατασκευαστική του αρτιότητα και η µελλοντική του χρησιµότητα και χωρίς να πραγµατοποιείται διακοπή ή βλάβη της δυνατότητας παροχής υπηρεσιών τους. Όταν σε οποιοδήποτε υλικό δηµιουργούνται µηχανικές ταλαντώσεις, χωρίς εξωτερική διέγερση, λόγω αστοχίας του υλικού, το παραγόµενο κύµα τάσης διαδίδεται και είναι δυνατόν να ανιχνευτεί µέσω της χρήσης κατάλληλων αισθητήρων. Το κύµα στον αισθητήρα µετατρέπεται σε ηλεκτρικό σήµα, το οποίο ψηφιοποιείται και οδηγείται σε κατάλληλα διαµορφωµένο σύστηµα καταγραφής και ανάλυσης δεδοµένων. Η μαθηματική επεξεργασία του σήματος αυτόυ προκειμένου να μετρηθεί, να φιλτραριστεί, να ψηφιοποιηθεί και να μπορούν να παραχθούν συμπεράσματα για την κατάσταση του υλικού, τη φύση και τη θέση της ενδεχόμενης βλαβης λέγεται Ψηφιακή Επεξεργασία Σήματος. Οι αλγόριθμοι για την ψηφιακή επεξεργασία των σημάτων τρέχουν σε ενσωματωμένα συστήματα, όπως ο μικροελεγκτής ADuC 7020 με τον οποίο πραγματοποίθηκε η παρούσα διπλωματική εργασία. Ο κατάλληλος προγραμματισμός του μικροελεγκτή για τη συγκεκριμένη λειτουργία είναι το κύριο κομμάτι που μας απασχόλησε. Η εν λόγω εργασία χωρίζεται σε 4 κεφάλαια. Το πρώτο κεφάλαιο περιλαμβάνει μία γενική επισκόπηση των μεθόδων μη καταστροφικού ελέγχου και μία πιο αναλυτική περιγραφή της μεθόδου της Ακουστικής Εκπομής, του συστήματος καταγραφής τέτοιων δεδομένων και των σήµατα Ακουστικής Εκποµπής. Το δεύτερο κεφάλαιο αποσαφηνίζονται οι βασικές έννοιες των μικροεπεξεργαστών, των μικροϋπολογιστών, των μικροελεγκτών και των Ενσωματωμένων Συστήμάτων. Επίσης γίνεται μία βασική περιγραφή του υλικού πού χρησιμοποιήθηκε για την εκπόνηση της εργασίας: της οικογένειας μικροεπεξεργαστών ARΜ και του ARM7TDMI, της οικογένεια μικροελεγκτών ADuC702X και του ADuC7020 και της αναπτυξιακή συσκευή της Olimex για τον Aduc7020 της ADUC-MT7020. Επιπλέον, γίνεται και ανάλυση των στοιχειωδών χαρακτηριστικών του περιβάλλοντος μVision της Keil που μας επιτρέπει να προγραμματίσουμε το υλικό μας, αλλά και να κάνουμε προσομοιώσεις χωρίς το υλικό και τα προβλήματα του πραγματικού κόσμου. Το τρίτο κεφάλαιο αφορά την Ψηφιακή Επεξεργασία Σήματος και ότι αυτή περιλαμβάνει, δηλαδή την αναλογική σε ψηφιακή μετατροπή, την επεξεργασία με ψηφιακά φίλτρα, την επεξεργασία στο πεδίο της συχνότητας, τους αντίστοιχους αλγόριθμους και τον αλγόριθμο GOERTZEL ο οποίος εν προκειμένω χρησιμοποιήθηκε. Το τέταρτο κεφάλαιο πραγματεύεται την επεξεργασία σημάτων με τον ADuC7020, τον προγραμματισμό του καθώς και τον προγραμματισμό των περιφερειακών του. Δίνονται παραδείγματα εφαρμογών με αλγόριθμους κατάλληλους για την μέθοδο της ακουστικής εκπομπής μαζί με τα αντίστοιχα αποτελέσματα πειραματικών μετρήσεων σε υλικό και στον προσομοιωτή και τα αντίστοιχα συμπεράσματα. Τέλος δίνονται ολόκληρα τα προγράμματα των εφαρμογών στο παράρτημα. Σημειώνουμε εδώ πως ο προγραμματισμός του μικροελεγκτή και των περιφερειακών του έγινε σε γλώσσα προγραμματισμού C. / The evolution of embedded systems has led to the creation of low cost microcomputer systems which are able to record, store and process acoustic emission signals. The Acoustic Emission method is one of the non-destructive testing methods by which we can control the state of an object, material or system without damaging the constructional integrity and future usefulness and without interrupt or damage their ability to provide services. When in any material mechanical vibrations are generated without external stimulation, due to failure of the material, the output tension wave propagates and can be detected through the use of appropriate sensors. The wave of the sensor is converted into an electrical signal, which is digitized and driven in an appropriately configured system for recording and analyzing data. The mathematical processing of those signals to be measured, filtered, digitized and be able to give us conclusions about the state of the material, the nature and location of any damage called Digital Signal Processing. The algorithms for digital signal processing are running in embedded systems like the microcontroller ADuC 7020 which we used in this thesis. Proper programming of microcontroller for this function is the main piece that occupied us. This paper is divided into 4 chapters. The first chapter provides an overview of the methods of non-destructive testing and a more detailed description of the method of Acoustic Emission, the recording system such data and the Acoustic Emission signals. The second chapter clarifies the basic concepts of microprocessors, microcomputers, microcontrollers and embedded systems. Also is a basic description of the hardware we used for our work: family of microprocessor ARM and ARM7TDMI, family of microcontrollers ADuC702X and ADuC7020 and development device for Olimex Aduc7020, the ADUC-MT7020. Moreover, there is an analysis of the elementary characteristics of the Keil environment μVision wich allows us to programme our material, but also to do simulations without the hardware and the problems of the real world. The third chapter deals with the Digital Signal Processing and that this includes, that is the analog to digital conversion, processing with digital filters, processing in the frequency domain, the corresponding algorithms and algorithm GOERTZEL which in this case was used. The fourth chapter deals with the processing of signals in the ADuC7020, its programming and the programming of peripherals. Examples are given of applications with suitable algorithms for the method of acoustic emission accompanied by the corresponding results of experimental measurements in hardware and in the simulator and the corresponding conclusions. Finally the whole application programs are given in the annex. We note here that the programming of microcontroller and peripherals became in programming language C.