Mikroprocesorová technika

Mikroprocesorová technika v 3. ročníku

Pojetí předmětu: Učivo vyučovacího předmětu poskytuje studentům na přiměřené úrovni potřebné vědomosti o obvodech tvořících mikroprocesorové systémy a umo6ňuje zvládnutí jejich programování. Cílové vědomosti: 8-bitové mikroprocesorové systémy Cílové dovednosti: Praktické aplikace teoretických poznatků při návrhu a realizaci mikroprocesorových systémů. Organizace výuky: 3. ročník: 2 hod. týdně = 2 hod teorie (68/rok) + 1 hodina týdně cvičení Učební texty: Učební texty na n:/DokumentyUčitelé/Janousek/MIT3r/_Učební texty alt. http://moo.sps-pi.cz/course/view.php?id=76 alt. http://edu.sps-pi.cz Písemné práce: Testy na teorii: T1 - CPU T2 - MCU T3 - 8051 T4 - Counter/Timer) Cvičení: Cv1 - Zobrazení čísel v počítači, aritmetické operace Cv2 - Assembler 1 Cv3 - Assembler 2 Vyzkoušejte si jednotlivé testy a výsledný PrtScr odevzdejte dle domluvy (bakaláři, email, N:/.../Temp) Písemné práce: Archiv testů v EDUBASI (= používá se minimálně) nejdřív se přihlaste na edu.sps-pi.cz (ex195.113.101.226) (usr: jmeno@sps-pi.cz psw: heslo do šk. sítě) a až pak klikněte na odkaz testu Testy na teorii: T1 - Základní pojmy MIT T2 - Úvod do problematiky jednočipových mikropočítačů T3 - Jednočipové mikropočítače řady 8051 T4 - Periferní obvody integrované na čipu mikrořadiče Bonus: T5 - Další vlastnosti mikrořadičů T6 - Další typy jednočipových mikropočítačů Cvičení: Cv1 - Zobrazení čísel Cv2 - Program mikroprocesoru, instrukce (mirror) Cv3 - Jazyk symbolických adres (mirror) Bude-li zájem, vyzkoušejte si jednotlivé testy a výsledný PrtScr odevzdejte dle domluvy (bakaláři, email, N:/.../Temp) Povinné práce: Projekt: Návrh MIT aplikace (seminární práce) SW: PICAXE - MCU 8051 IDE - UP - ProgISP - alt. EdSim51 HW: PRESTO UNI board s 89S52 - RD2 kit - PRESTO - USBasp Referáty: Info k referátu z MIT3r zde knihy: Jean Michel Bernard „Od logických obvodů k mikroprocesorům“ SNTL 1982 www: Základy programování v 8051 8051 Vše o 8051 na jedné stránce z ČVUT Základ o 8051 na jedné stránce z VUTBR Jak pracuje počítač? V počítači jsou jen jedničky a nuly Od logických obvodů k mikroprocesorům Pohled do nitra mikroprocesoru Činnost mikroprocesoru, aneb jde to i bez trpaslíků Klasifikace Výsledná známka je váhově složena ze známek jednotlivých: malé zkoušení: (v lavici) váha 1 velké zkoušení: (před tabulí - zápis v sešitě) váha 4 malá písemná práce: (na přání třídy) - váha 2 velká písemná práce: (plánovaná s možností si test vyzkoušet elektronicky) váha dle počtu otázek test elektronicky v edu.sps-pi.cz nebo moo.sps-pi.cz: ​ 1 od 88%​ 2 od 74%​ 3 od 59%​ 4 od 41%​​ cvičení: (hodnocení za praktické výsledky) váha 1-4 dle náročnosti sešit: (náhodná kontrola) váha 1 domácí úkol: váha dle náročnosti povinná (seminární) práce: váha 10 Podmínka úspěšné klasifikace: absolvovat písemné práce min. na 60% úspěšně odevzdané všechny povinné práce 70% docházka e

MIT 3. ročník

3. ročník, 1 + 2 h týdně (celkově 36 + 72 = 108 h), povinný

• 
  IDE: MCU 8051 IDE pro vývoj aplikací v asm/C
• 
  HW: UNI board s 89S52
• 
  Programátor: PRESTO SW: UP
• 
  Arduino
• 
  STC89C52RC SW: Ceptimus

Plán:

Základní pojmy mikroprocesorové techniky 6 Mikroprocesor, mikropočítač Blokové schéma mikropočítače, části mikropočítače Sběrnice, přerušení, přenos DMA Instrukční cyklus Úvod do problematiky jednočipových mikropočítačů 16 Mikroprocesor a jeho blokové schéma Čítač instrukcí, dekodér instrukcí, řadič ALU, příznaky Časování CPU, zřetězení instrukcí Reset mikropočítače Paměť mikropočítače, paměť programu Paměť dat, datová paměť EEPROM Stránkování paměti Obvody vstupu a výstupu Charakteristika, kvaziobousměrný V/V obvod V/V obvod s přepínáním směru přenosu Hlídací časovač WATCHDOG Další obvody umístěné na čipu mikropočítače Jednočipové mikropočítače vybrané řady 14 Schéma zapojení Základní vlastnosti Bloková struktura Popis vývodů Časování mikroprocesoru Organizace paměti ROM Organizace paměti RWM SFR Časování CPU Paralelní vstupní a výstupní obvody - LED + Tlačítko Paralelní vstupní a výstupní obvody - 7segment Paralelní vstupní a výstupní obvody - MPX zobraz. jednotka Paralelní vstupní a výstupní obvody - seriová zobraz. jednotka Periferní obvody integrované na čipu mikropočítače 22 Čítače / časovače Záchytné jednotky Komparační jednotky Obvody PWM Sériové vstupní a výstupní obvody UART Sériové vstupní a výstupní obvody SPI Sériové vstupní a výstupní obvody IIC AD převodník Přerušovací systém Další vlastnosti mikropočítače 8 Reset mikropočítače, watchdog Úsporné režimy Konfigurace mikropočítače, aplikační pravidla, programování paměti FLASH

Přehled dalších typů jednočipových mikropočítačů 2 Nejpoužívanější řady mikropočítačů, stručná charakteristika Směry budoucího vývoje jednočipových mikropočítačů Zobrazení celých čísel bez znam. a se znam., doplňkový kód, aritm. operace Aritmetické operace, příznaky, operace s čísly v BCD kódu Cvičení: T1 - Program mikroprocesoru, instrukce Struktura instrukcí, rozdělení instrukcí a jejich příklady Instrukce pro větvení programu, jejich provedení Podprogramy, jejich volání T2 - Jazyk symbolických adres – assembler Základní informace, zdrojový řádek Způsoby zápisu přímých operandů, výrazy Pseudoinstrukce, makroinstrukce Základy programování v asembleru a v jazyce C T3 - Seznámení s IVP, zapsání a odladění jednoduchého programu T4 - Programy na přesuny dat T5 - Aritmetické operace, porovnání T6 - Větvení programu, programové cykly T7 - Přesuny bloků dat T8 - Připojení jednoduchých periférií (tlačítka, LED, sedmisegmentovka) T9 - Zápis na port, gener. zpoždění program. smyčkou, obsluha LED (běžící světlo) T10 - Generování zpoždění časovačem, obsluha LED (různé efekty) T11 - Čtení z portu, využití logických a bitových operací k úpravě přečtených informací T12 - Čtení z portu, ošetření zákmitů tlačítek, počítání a zobrazení počtu stisků T13 - Programová obsluha sedmisegmentovky T14 - Obsluha přerušení od čítače a vnějšího přerušení T15 - T17 Práce na projektu, Tvorba a ladění programu, oživení aplikace Bonus: Obsluha periférií, využití dalších obvodů na čipu LED displej s multiplexním provozem Sériový přenos dat PWM, realizace DA převodníku, generování tónu Využití PWM, řízení otáček motorku Ověření činnosti AD převodníku, jeho využití při měření napětí a teploty Připojení a programová obsluha dvouřádkového LCD displeje

Pracovní listy pro cvičení:

T1 Zobrazení čísel v počítači, aritmetické operace Test T1 T2 Program mikroprocesoru Instrukce Test T2 T3 Jazyk symbolických adres (asembler) Test T3 Otevřené otázky T3 Základy_programování: T4 Přesuny dat, přímé a nepřímé adresování SI T5 Aritmetické operace, porovnání SI T6 Programové cykly, komunikace s vnější pamětí dat, čtení z tabulky SI T7 Programové cykly, testování obsahu paměťových míst SI T8 Práce s porty, ovládání LED diod, zpožďovací podprogramy, časovač SI T9 Práce s porty, zobrazování znaků na sedmisegmentovce SI Obsluha_periférií - asm: T10 Obsluha třímístného displeje SI T11 Obsluha klávesnice 3x4 SI T12 Obsluha maticového displeje SI T13 Řízení krokového motoru SI T14 Obsluha displejem se sériovým přenosem dat SI T15 Obsluha dvouřádkového LCD displeje SI T16 Sériová komunikace SI

Jazyk C pro mikrokontroléry 8051. Základní operace RIDE-51 (JA) Jednotlivé moduly programu (JA) Komunikace mikrokontroléru s prostředím (JA) Obsluha periférií - C: Modul LED, Modul dvoumístného displeje (CSI) Modul čtyřmístného displeje (MPX) (CSI) Modul LCD displeje (CSI) Obsluha tlačítka, Obsluha klávesnice (CSI) Modul posuvného registru, Sériová komunikace, PWM (CSI) Využití analogových vstupů (CSI) Ovládání motorů (CSI) I2C komunikace (CSI) SPI periferie (CSI)