Přístrojové aplikace mikroprocesorů

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra radioelektroniky

Anotace:

Cílem předmětu je studenta naučit navrhnout a zrealizovat mikroprocesorový systém včetně jeho programového vybavení pro měřící, řídící a obslužné aplikace. Přednášky se soustředí na obecnou problematiku mikropočítačů, připojování periferií, rozšiřování vstupů a výstupů a na přepínání paměťových prostorů za provozu. Komunikačním a přístrojovým sběrnicím, interním a externím periferiím a problematice přerušovacího systému. Problematika je vysvětlována na procesorech s jádrem 8051. Programy jsou nejprve vytvářeny v assembleru, pak v jazyce C a nakonec v jazyce C s vkládaným asemblerem. Velká pozornost je věnována chybám, kterých se můžeme v návrhu dopustit, a které se projeví až při oživování, provozu navrženého systému nebo komunikaci v multiprocesorových systémech. Cvičení jsou zaměřena na realizaci samostatných úloh na vývojovém systému a domácí úkoly na procvičení obvodových zapojení.

Požadavky:

Znalost základních vlastností logických kombinačních obvodů a jejich propojování.

Osnova přednášek:

1. Obecné vlastnosti procesorů, struktury, vývoj k jednočipovým CPU, vývoj obecně

2. Vlastnosti procesoru 8051 a jeho architektura

3. Čítače, módy, přerušovací systém - architektura, adresy přerušení, možnosti modifikace, doba přístupu, problematika přerušení

4. Sériové kanály, multiprocesorová komunikace

5. Připojení vnějších pamětí , časové parametry

6. Připojení velkých datových a programových pamětí, přepínání pamětí, rekonfigurace systému za běhu.

7. Obvody nulování (Reset, vlastnosti), možnosti nulovacích obvodů. Vstupy a výstupy, rozšíření vstupně výstupního prostoru paralelními a sériovými obvody, univerzálními obvody

8. Připojení klávesnic, připojení displejů LED a LCD.

9. Přístrojové sběrnice SPI, IIC, MicroWire, Dallas 1-Wire

10. Obvody klonů, Timer 2, systém PCA, PSM, komparační systém

11. A/D převodníky v jednočipových mikropočítačích, Komunikační sběrnice a protokoly, 232, 485, 422, proudová smyčka

12. Vývojové prostředky pro vývoj zařízení s mikroprocesorem

13. Architektura procesoru PIC, vnitřní periferie, vstupy a výstupy, možnosti časovače, instrukční soubor PIC

14. Zajímavé klony procesoru 8051, Dallas, Analog Device, Atmel, Siemens

Osnova cvičení:

1. Organizace cvičení, seznámení s vývojovým prostředím, vývojovým kitem, možnostmi vývoje programu

2. Instrukční množina 8051/52, ilustrace instrukcí na příkladech

3. Realizace programu „Generátor časových napěťových průběhů “(ASM)

4. Realizace programu „Ovládání generátoru průběhů“ (ASM)

5. Realizace programu „Ovládání generátoru průběhů s přerušením“ (ASM)

6. Realizace programu „Převod binární hodnoty na dekadické vyjádření“ (ASM)

7. Realizace programu "Generátor pseudonáhodné posloupnosti, měření četnosti generovaných čísel a jejich filtrace (Jazyk C)

8. Realizace programu „Měření periody/šířky impulzního napětí“ (Jazyk C+ASM)

9. Realizace programu „Měření periody/šířky impulzního napětí“ (Jazyk C+ASM)

10. Realizace programu „Čtení a zápis do EEPROM po přístrojové sběrnici“ (Jazyk C)

11. Příjem dálkového ovladače s protokolem RC5 (jazyk C).

12. Program „Komunikace v síti Master-Slave“

13. Realizace semestrální práce

14. Dokončení úloh, zápočet

Cíle studia:

Studenta naučit navrhnout a zrealizovat mikroprocesorový systém včetně jeho programového vybavení pro měřící, řídící a obslužné aplikace.

Studijní materiály:

1. Podlešák, J.: Přístrojové aplikace mikroprocesorů. 1. vydání. Praha: ČVUT. 1998

2. Skalický, P.: Mikroprocesory z řady 8051. 2.vydání Praha: BEN Technická literatura. 2000

3. Skalický, P.: Přístrojové aplikace mikropočítačů - cvičení. 1. vydání. Praha: ČVUT. 2001

4. Skalický, P.: Přístrojové aplikace mikropočítačů, skripta ČVUT 2004

5. Janeček,J.: Projektování mikropočítačových systémů, ČVUT Praha 1995

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 7+4

Charakter cvičení: l, c

Předmět S - TR

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Telekomunikace a radiotechnika - vysokofrekvenční a mikrovlná technika- strukturované studium (povinně volitelný předmět)
• Telekomunikace a radiotechnika - optoelektrické systémy- strukturované studium (povinně volitelný předmět)
• Telekomunikace a radiotechnika - rádiové komunikační, navigační a radarové systémy- strukturované s. (povinně volitelný předmět)
• Telekomunikace a radiotechnika - multimediální, zvuková a televizní technika- strukturované studium (povinně volitelný předmět)
• Telekomunikace a radiotechnika - telekomunikace- strukturované studium (povinně volitelný předmět)