454-0005/01 – Elektronické obvody II (EO II)
| Garantující katedra | Katedra telekomunikační techniky | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | Ing. Radek Novák, Ph.D. | Garant verze předmětu | Ing. Radek Novák, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný |
| Ročník | 4 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 1992/1993 | Rok zrušení | 2005/2006 |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Získání praktických znalostí obvodové techniky mikroprocesorů a jejich programování.
Vyučovací metody
Anotace
Číslicové obvody. Obvody TTL. Obvody, odvozené z TTL: S, LS, ALS. Rušení v obvodech TTL. Obvody CMOS, HC, HCT. Připojování obvodů ke sběrnici. Počítače architektury von Neumannovy a harvardské. Mikroprocesor, bloková struktura. Instrukce, strojové a operační cykly, stavy. Aritmetická a logická jednotka. Paměti. Podpůrné obvody mikroprocesoru. Handshake. Interrupt. Strojový kód, assembler, vztah k vyšším jazykům. Signálový procesor. Procesory CISC/RISC.
Povinná literatura:
Litschmann, J.: Vícepočítačové systémy, VŠB Ostrava 1984
Babák, M., Chládek,L. : Architektura a technické vlastnosti jednočipových mikrořadičů 8051, TESLA Eltos, 1987
Babák,M., Laurynová,V. : Programovací jazyk asembler 8051, TESLA Eltos, 1987
Bilík, P., Žídek, J. : Programování mikroprocesorových modulů, VŠB TU Ostrava,1998
Skalický, P. : Mikroprocesory řady 8051,vydání 2.rozšířené, BEN 1998
Hrbáček, J. : Mikrořadiče PIC16CXX a vývojový kit PICSTART, BEN, 1997
Doporučená literatura:
Litschmann, J.: Mikropočítače, VŠB Ostrava 1980
Zděnek, J. : Mikropočítače řady '51, ČSVTS - FEL ČVUT, 1989
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Průběžná kontrola studia:
Kontrola stavu programátorských prací v 10. týdnu semestru.
Podmínky udělení zápočtu:
Odměření 5 laboratorních úloh a odevzdání protokolů z nich. Odladění zadaného programu pro konkrétní typ mikroprocesoru, předvedení programu ve funkci, odevzdání okomentovaného zdrojového textu programu.
E-learning
Další požadavky na studenta
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
Obvody TTL bipolární. Konstrukce obvodů NAND a NOR, charakteristiky vstupní, výstupní, převodní. Napětí vstupní a výstupní, garantovaná šumová imunita. Poměry proudové. Logický zisk. Vliv paralelně spojených vstupů. Dynamické parametry.
Obvody, odvozené z TTL: S, LS, ALS. Proudové poměry, rychlosti. Obvody se zvýšeným ziskem, s otevřeným kolektorem, s třístavovým výstupem. Spojení obvodů TTL s mechanickými kontakty, s výkonovými prvky. Převody mezi různými napěťovými úrovněmi.
Obvody NMOS a CMOS. Konstrukce hradla NAND a NOR, charakteristiky. Typické napěťové a proudové úrovně řady 4000. Jiné konstrukce obvodů CMOS: HC, HCT. Obvody emitorově vázané logiky (ECL), integrovaná injekční logika (I2L). Princip, vlastnosti, charakteristiky.
Sběrnice: Konstrukce sběrnice. Připojování obvodů ke sběrnici. Řízení činnosti obvodů, připojených ke sběrnici.
Strojový kód procesoru, assembler, vztah k vyšším jazykům. Instrukční soubor 8051(Intel). Demonstrační příklady programů.
Instrukční soubor PIC(Microchip). Demonstrační příklady programů.
Konstrukce instrukčních kódů. Logické procesory. Skladba počítačového systému. Počítače von Neumannovy a harwardské koncepce.
Mikroprocesor, bloková struktura. Instrukce. Strojové a operační cykly, stavy. Postup provádění příkazů. Význam čekacích stavů. Aritmetická a logická jednotka.
Rozsah čísel, přetečení. Odčítání s použitím doplňku. Číselné soustavy, vhodné pro aritmetické operace.
Paměti. Konstrukce obvodů pamětí různých typů. Obvody pro čtení z paměti a zápis. Refresh dynamických pamětí. Generování adresy přímé, nepřímé, indexové, stránkování, pořadím LIFO, FIFO. Zrychlování činnosti mikroprocesorů oddělením komunikace po sběrnicích.
Obvody pro vstup a výstup dat. Konstrukce obvodů, jejich adresování. Adresování memory mapped. Přímý přístup k pamětem. Handshake obecně, jedno- dvou- a třídrátový handshake.
Interrupt. O asynchronním přístupu obecně, synchronizace. Polling. Zrychlený polling v procesoru. Vektorované přerušení. Postupy při zpracování požadavku přerušení a obslužných podprogramů. Ilustrace přerušovacími systémy 8051, PIC. Maskování požadavků, obvody pro maskování. Možnosti ztráty požadavku. Priority při obsluze asynchronních požadavků pevné, rotační, dynamické. Obvody pro zpracování požadavků podle priorit. Daisy chain.
Podpůrné programovatelné obvody. Programování propojením, jedním bytem, posloupností. Signálový procesor. Mikroprocesory CISC / RISC.
Příklady sběrnicových systémů PCI, USB, VME, IEC(GPIB).
Sériový přenos dat. Přechod z paralelního na sériový tvar a obráceně. Význam taktovacích pulsů pro přenos. Kódy pro sériový přenos dat. Přenos synchronní a asynchronní.
Cvičení:
1.týden semestru : Seznámení s obsahem cvičení a bodovacím systémem. Zadání úloh k programování na mikroprocesoru. Upozornění na kontrolní týden(10.týden semestru), požadavky na stav programu v kontrolním týdnu.
Rozdělení studentů do dvojic pro měření laboratorních úloh v 2. až 6.týdnu semestru.
Bezpečnostní proškolení.
Laboratoře:
2.týden semestru : Připojování mechanických kontaktů k číslicovým obvodům
3.týden semestru : Tvarovací obvody
4.týden semestru : Zatěžovací charakteristiky výstupů číslicových obvodů
5.týden semestru : A/D převodník aproximační
6.týden semestru : Logický analyzátor
Počítačové laboratoře:
7.týden semestru : Programování zadné úlohy.
8.týden semestru : Programování zadné úlohy.
9.týden semestru : Programování zadné úlohy.
10.týden semestru : Kontrolní týden - kontrola stavu programátorských prací.
11.týden semestru : Programování zadné úlohy.
12.týden semestru : Programování zadné úlohy.
13.týden semestru : Programování zadné úlohy.
14.týden semestru : Programování zadné úlohy. Předvedení programu v úplném tvaru, zápočet.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.