Předmět Číslicová a mikroprocesorová technika I (ČMT1)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu ČMT1 - Číslicová a mikroprocesorová technika I, Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava (VŠB-TU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Po absolvování předmětu studenti budou znát funkci logických obvodů, umí definovat požadavky na mikropočítačovésystémy, umí vysvětlit funkci jednotlivých částí mikropočítačových řídicích systémů a aplikovat získané poznatkypři praktickém návrhu mikropočítačového systému.Student je seznámen s architekturami, konstrukcí a vývojem mikropočítačových systémů. Do použitých výpočetníchprostředků jsou zahrnuty především vývojové desky s jednočipovými mikropočítači s uživatelskými vstupními a výstupnímijednotkami.

Osnova

Přednášky: Logické funkce, jejich zápis a minimalizace. Logické členy a jejich realizace, TTL, DTL, CMOS. Rozvod logickýchúrovní. Propojování integrovaných obvodů. Kombinační logické obvody a jejich návrh. Kodéry, dekodéry. Multiplexery, demultiplexery, logické komparátory, sčítačky. Sekvenční logické obvody a jejich návrh. Klopné obvody. Čítače, registry. Polovodičové paměti. Paměti RWM, PROM, EPROM. Styk mikropočítače s analogovým prostředím. Analogový vstup, analogový výstup. Kódy pro A/D a D/A převody. D/A převodníky. A/D převodníky. Struktura a funkce výpočetního systému. Základní jednotka počítače. Operační paměť. Vnitřní a vnější paměti. Architekturyprocesorů CISC a RISC. Vnitřní stavba jednotek počítače, délka slova. Struktura a vlastnosti mikroprocesorů MCUa DSP. Přerušovací systém počítače, technika přímého přístupu do paměti DMA. Konstrukce mikroprocesorů pro řízení. Vestavěné systémy. Jednodeskové počítače SBC - PC104, EBX, Mini-ITX. Jednočipovémikropočítače. Přehled mikroprocesorů a digitálních signálových procesorů např. rodiny Analog Devices, Atmel, Freescale,Microchip, aj. Porovnání funkce procesorů a FPGA v aplikaci. Rodina mikroprocesorů Freescale. Vnitřní struktura procesoru, mapa paměti, zásobník, adresní mody, instrukčnísoubor, konfigurační registry, generátor systémových hodin, jednotky rozhraní, ochranné obvody procesoru, přerušovacísystém - zdroje, způsob zpracování, čítače, časovače, sériové a paralelní komunikační rozhraní. Prostředky pro styk s technologickým procesem - Analogové vstupy a výstupy, PWM, číslicové vstupy a výstupy. Prostředkypro uživatelské rozhraní - obrazový výstup, grafický adaptér, displej, klávesnice, dotykové obrazovky. Komunikace v řídicích systémech. Paralelní a sériové rozhraní. Průmyslové komunikační sítě. RS232, SPI, I2C, USB,CAN, LIN, Profibus, FireWire, Ethernet, PCMCIA. Vlastnosti nástrojů pro generaci cílového kódu procesoru z vyšších programovacích jazyků jako je jazyk C, Javaaj. Prostředí CodeWarrior. Operační systémy pro řízení. v reálném čase (RT-Linux, QNX, VxWorks). Generace cílového systému do mikroprocesorovéhosystému z hostitelského prostředí Windows a Linux. Moderní metody návrhu řídicích systémů UML, vývoj řídicích systémůpomocí ROPES.Cvičení: Opakování - logické obvody, použití kombinačních a sekvenčních obvodů v mikroprocesorové technice. Vstupní a výstupní obvody pro přizpůsobení signálů, generátory hodin. Úprava analogových a digitálních signálů. TEST č.1. - Základy číslicové techniky. TEST č.2. - Základy mikroprocesorové techniky.Laboratoře: Logické členy - laboratorní úloha. Sběrnicové obvody - laboratorní úloha. Jednoduché dekodéry adres - laboratorní úloha. D/A převodník - laboratorní úloha. Seznámení se s vývojovým prostředím CodeWarrior. Vytvoření jednoduchého programu v jazyce C v prostředí CodeWarrior.Simulace mikroprocesoru. Krokování programu - laboratorní úloha. Vývojová deska EvbHCS08. Programování mikroprocesoru Freescale HCS08 přes rozhraní BDM. Ovládání tlačítkovýchvstupů a výstupů LED. Krokování programu ve skutečném mikroprocesoru - laboratorní úloha. Časovače a čítače. Čekací smyčky. Pozorování chování mikroprocesoru na osciloskopu - laboratorní úloha. PWM výstup. Tvorba analogového napětí - laboratorní úloha. A/D převodník. Měření analogových signálů - laboratorní úloha. Sériový kanál. Komunikace s PC - laboratorní úloha.Projekty: Semestrální projekt - individuální práce s mikroprocesory (5 hodin). Protokoly z laboratorních úloh (5 hodin).

Literatura

Brandštetter, P., Palacký, P.: Číslicová a mikroprocesorová technika. Učební texty pro kombinované a distančnístudium. VŠB-TU Ostrava, 2005.Kašík, V., Soušková, H.: Počítače pro řízení. Sylaby na WWW stránkách Katedry měřicí a řídicí techniky, 2002.

Požadavky

Žádné

Garant

prof. Ing. Pavel Brandštetter, CSc.

Vyučující

Ing. Martin BorskiIng. Jakub HlavicaIng. Tomáš Mrověcdoc. Ing. Petr Palacký, Ph.D.Ing. Michal Prauzek, Ph.D.Ing. Radek ŠulákIng. Jiří TakáčIng. Markéta VenclíkováIng. Tomáš Verner