Mikropočítače a aplikace

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

ústav přístrojové a řídící techniky

Anotace:

Historie počítačů a mikropočítačů. Blokové schéma počítače. Sběrnice, procesory, paměti, vstupní a výstupní obvody. Jednočipové mikropočítače, mikrokontroléry. Instrukční sada, strojový kód, assembler, jazyk ANSY-C. Softwarové a hardwarové nástroje pro vývoj aplikací. Simulátor, emulátor, logický analyzátor. Počítačová rozhraní. Převodníky, digitální vstup a výstup. Diskretizace analogového signálu, metody a chyby D/A a A/D převodu. Standardní analogový signál. Systém přerušení. Praktické cvičení je zaměřeno na mikropočítače rodiny 8051/52.

Požadavky:

1. General processor structure, principle, function of particular blocks

2. Data and code memories, static and dynamic RAM, ROM, PROM, EPROM, EEPROM, flash EEPROM, FRAM memories

3. Data, address and control bus, multiplexed bus, three state and open collector bus drivers

4. Asynchronous events servicing, polling/interrupt. Interrupt system, priority, interrupt vector, interrupt service routine, application

5. Digital output, interfacing, accommodation, optical separation, Switching ON and OFF of induction and resistive load

6. Digital input, interfacing, accommodation, optical separation

7. D/A converters. Principle of PWM modulation, converter uses operation amplifier

8. A/D converter uses integrator principle. Single and double integration converters

9. Feedback A/D converters - incremental, tracking converter, converters with succeeded approximation

10. Unified voltage and current signal

11. Parallel data transfer, handshake principle, examples of communication (e.g. Centronics interface)

12. Serial data transfer, protocol TIA/EIA 232, data format, speed, signal levels

13. Industrial standards TIA/EIA 422, 423 and 485. Simplex, half duplex and full duplex communication.

14. Principle and using a MODEM for data transfer. Modulation, band width, modulation and transfer speed. Baud, bit/s

15. Mictroprocessor familu 8051/52, internal architecture. Data and code memory. SFR registers

16. External memory and periphery extension for 8051 processors. Data and code memory, address decoder, data flow, transfer control

17. Interrupt system of 8051 family. Sources, levels and priorities of interrupts

18. Counters and timers, serial port 8051's processors

19. Assembler, source text format, directives for translation control

20. Proceeding program, tools for program development, SW simulators, HW emulators

21. Translation, linking, locations. Object, absolute, relative code. Data hex format Libraries

22. Numeric systems, binary, decimal, hexadecimal. BCD coding. Conversion between numeric systems. Negative numbers notation

23. Direct, indirect, relative and absolute addressing. Examples of using

24. Internal and external address areas of 8051 family

25. Arithmetic and logic instructions of 8051 family

26. Instructions for data transfer of 8051 family

27. Instructions for jumps and subroutine calls of 8051 family

Osnova přednášek:

1. Úvod do programování mikropočítačů - základní pojmy, registry, paměti

2. Binární aritmetika, reprezentace čísel

3. Assembler/ANSI C 8051

4. Assembler/ANSI C 8051

5. Paměti mikropočítačů

6. Procesor I51, vnitřní architektura

7. Systém přerušení

8. Sběrnice, pomocné obvody

9. I/O obvody pro digitální rozhraní

10. D/A, A/D převodníky, unifikovaný signál

11. Počítadla/časovače, hlídací pes

12. Sériová a paralelní rozhraní, sběrnice pro přenos dat

13 Přenosový kanál, modemy

14. Návrh jednoduchého mikropočítačového systému.

Osnova cvičení:

1. Základní data, číselné soustavy, prezentace dat, binární operace jako sčítání, odčítání, násobení, dělení

2. Použití Keil IDE pro I51, zadání 1. semestrální práce

3. Řešení 1. semestrální práce

4. Řešení 1. semestrální práce

5. Řešení 1. semestrální práce a její ověření

6. Sada vývojových nástrojů Silabs

7. Sada vývojových nástrojů Silabs a programování v ANSI-C

8. Sada vývojových nástrojů Silabs a programování v ANSI-C, příklady

10. Zadání 2. semestrální práce

11. Řešení 2. semestrální práce

12. Řešení 2. semestrální práce

13. Řešení 2. semestrální práce

14. Odevzdání a kontrola 2. semestrální práce, zápočet

Cíle studia:

Pochopit princip práce vestavěných počítačů a naučit se pracovat s vývojových prostředím, Assembler, ANSI-C. Vývoj jednoduchých aplikací.

Studijní materiály:

Chyský J., Novák J., Novák L., Elektronické aplikace ve strojírenství, Vydavatelství ČVUT, 2001, ISBN 80-01-01744-3

Skalický P., Mikroprocesory řady 8051, BEN-technická literatura, Praha 1997, ISBN 80-86056-13-9

http://www.8052.com/

Poznámka:

Povinný předmět pro bakalářské studium

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: