454-0054/01 – Mikroprocesorová technika (MT)

Garantující katedraKatedra telekomunikační technikyKredity8
Garant předmětuIng. Radek Novák, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Radek Novák, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
RočníkSemestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení1992/1993Rok zrušení2006/2007
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiamagisterské
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+2

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Student zná konstrukci a programování mikroprocesorů a podpůrných obvodů.

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 zda program splňuje požadavky na stav programu v kontrolním týdnu. UPOZORNĚNÍ Kontrolní týden je právě a pouze 11.týden semestru. Podmínky udělení zápočtu: Podmínkou pro udělení zápočtu je splnění těchto dvou bodů: 1.Odměření 5 laboratorních úloh a odevzdání laboratorních protokolů. Z každé laboratorní úlohy je možné získat max. 3body. Při pozdním odevzdání protokolu se počet bodů za něj krátí na polovinu. 2.Vytvoření zadaného programu pro mikroprocesor plnícího funkci přesně podle zadání. Podmínkou zápočtu je i odevzdání vytištěného programu na papíře, dostatečně okomentovaného, s formulovaným zadáním, jméno studenta, šk.rok, název předmětu. Za tento program má student šanci získat body v kontrolním týdnu(0 nebo 10) a v zápočtovém týdnu (0 nebo 10). Za program tedy maximálně 20bodů.

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. 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(11.týden semestru), požadavky na stav programu v kontrolním týdnu. Rozdělení studentů do dvojic pro měření laboratorních úloh. Struktura protokolů z laboratorních měření, k protokolu vždy nutno připojit i naměřené hodnoty podepsané cvičícím učitelem. Při pozdním odevzdání protokolu se počet bodů za něj krátí na polovinu. Složky na protokoly. Prokazatelné bezpečnostní proškolení. Laboratoře: ***** UPOZORNĚNÍ ***** Na laboratorní měření musí studenti být náležitě připraveni, základní znalosti patřičné laboratorní úlohy budou prověřovány. 2.týden semestru : Měření laboratorní úlohy A/D převodník aproximační 4.týden semestru : Měření laboratorní úlohy Sběrnice I2C 6.týden semestru : Měření laboratorní úlohy Tvarovací obvody 8.týden semestru : Měření laboratorní úlohy Ošetřování zákmitů mechanických kontaktů 10.týden semestru : Měření laboratorní úlohy Zatěžovací charakteristiky výstupů číslic.obvodů Počítačové laboratoře: 3.týden semestru : Zpožďovací smyčky, přímé/nepřímé adresování u '51. Demoprogram - připojení IRC senzoru. 5.týden semestru : Zpožďovací smyčky, přímé/nepřímé adresování u PIC16F84. Demoprogram - zápis/čtení do vnitřní datové EEPROM, zobrazení na displeji. 7.týden semestru : Přerušení u '51, samoplnící mód u '51. Demoprogram - generování impulsů s použitím časovače v samoplnícím módu a přerušení. 9.týden semestru : Přerušení u PIC, časovač u PIC. Demoprogram - generování impulsů s použitím časovače a přerušení. 11.týden semestru : Kontrolní týden. 12.týden semestru : Demoprogram - komunikace Atmelu s obvodem SAA1064 sběrnicí I2C. 13.týden semestru : Demoprogram - PIC16F877 s obvodem SAA1064 sběrnicí I2C. 14.týden semestru : Předvedení programu v úplném tvaru, zápočet.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 45 (45) 0
                Laboratorní práce Laboratorní práce 15  0
                Projekt Projekt 30  0
        Zkouška Zkouška 55 (55) 0
                Písemná zkouška Písemná zkouška 55  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2007/2008 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2007/2008 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (10) Elektrické stroje a přístroje P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3902T023) Inženýrská informatika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2006/2007 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (10) Elektrické stroje a přístroje P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3902T023) Inženýrská informatika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2005/2006 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (10) Elektrické stroje a přístroje P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3902T023) Inženýrská informatika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2004/2005 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (10) Elektrické stroje a přístroje P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3902T023) Inženýrská informatika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2003/2004 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (10) Elektrické stroje a přístroje P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3902T023) Inženýrská informatika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (10) Elektrické stroje a přístroje P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3902T023) Inženýrská informatika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (10) Elektrické stroje a přístroje P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3902T023) Inženýrská informatika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2000/2001 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku