Mikrocomputertechnik

Präsentation zum Thema: "Mikrocomputertechnik"—  Präsentation transkript:

1 Mikrocomputertechnik
Alle Zusammenfassungen Sommersemester 2002 Prof. J. Walter

2 Zusammenfassung Vom

3 Einführung - Informationsbeschaffung
Softwarelabor Homepage Mikrocomputer-Seite Mikrocontroller Handhabung Datensicherung Unterschied Programme – Daten Task Laborliste wird geschlossen

4 Inhalte Web Link Videokonferenz Projekte Datenblätter Übungsaufgaben
Alte Klausuren Benutzerhinweise – Effektives Arbeiten im Softwarelabor

5 Datensicherungsmöglichkeiten
Diskette ZIP CD Streamer Netzlaufwerk SSH = ftp-Programm FTP File Transfer Programm SSH Secure Shell - RZ 100MB Speicherplatz Lokal Kein Datenmüll (mp3, avi, mov, mpeg)

6 Unterschied Daten- Anwendungen
Programme auf Festplatte C Daten auf Festplatte D Wenn eine Festplatte -> zwei Partitionen Daten – selbst erstellte Daten Anwendungen sind installierte Programme

7 Domänen Domäne mit Subdomäne HIT

8 Zusammenfassung mc Vom

9 Ebenenmodell Kleinste Einheit -> komplexe Systeme
Steigende Komplexität Vom Widerstand zur Sprachsteuerung

10 Beispiel Assembler Der erste Befehl!
Direkte und indirekte Adressierung Mov A,Rx – mov (x=0…7, n=0,1)

11 Sonstiges Moor‘sches Gesetz: Turingmaschine
Mikroprozessoren „überall im Alltag“ Handy, Auto, Unterschied Zeitgeber und Zähler Was ist ein Bus? = Mehrere Leitungen mindestens 2 FIFO First In First Out

12 Zusammenfassung mc Vom

13 Begriffsbestimmung Prozessor Controller Computer Turingmaschine
Rechenwerk, Steuerwerk Pegelzuordnung TTL – CMOS Speicherzugriffszeit

14 Controller-Umgebung Schaltnetz Schaltwerk Flip-Flop
Signalgeschwindigkeit Register Cache Impulsdiagramm Wahrheitstabelle

15 Zusammenfassung mc Vom

16 Begriffsbestimmung Prozessor Controller Computer Turingmaschine
Rechenwerk, Steuerwerk Pegelzuordnung TTL – CMOS Speicherzugriffszeit

17 Controller-Umgebung Schaltnetz Schaltwerk Flip-Flop
Signalgeschwindigkeit Register Cache Impulsdiagramm Wahrheitstabelle

18 Zusammenfassung mc Vom

19 Was hem‘er geschtern g‘macht?
Logische Gatter AND, OR, NAND, NOR, Exclusiv-Or, Äquivalenz Wahrheitstabelle, Schaltzeichen, Impuls-Zeit-Diagramm, Funktions- gleichung Klammer-Schaltalgebra, Logische Schaltung

20 Flip-Flop Rechenschieber!
Datenblätter direkt vom Hersteller – aus den Internetseiten.

21 Zusammenfassung mc Vom

22 Was hem‘er geschtern g‘macht?
Logische Gatter AND, OR, NAND, NOR, Exclusiv-Or, Äquivalenz Wahrheitstabelle, Schaltzeichen, Impuls-Zeit-Diagramm, Funktions- gleichung Klammer-Schaltalgebra, Logische Schaltung

23 Flip-Flop Rechenschieber!
Datenblätter direkt vom Hersteller – aus den Internetseiten.

24 Zusammenfassung mc Vom

25 Was hem‘er geschtern g‘macht?
Logische Gatter AND, OR, NAND, NOR, Exclusiv-Or, Äquivalenz Wahrheitstabelle, Schaltzeichen, Impuls-Zeit-Diagramm, Funktions- gleichung Klammer-Schaltalgebra, Logische Schaltung

26 Flip-Flop Rechenschieber!
Datenblätter direkt vom Hersteller – aus den Internetseiten.

27 mc

28 Gruppeneinteilung 13 Gruppen 20 Minuten Besprechung
Mindestens 8 Protokolle Alle 2 Wochen

29 Zusammenfassung Datenbus Adressbus Speicherzugriff Rote Faden
Adresslatch – Funktion Multiplexen – Bus Eprom lesen

30 Blockschaltbild / Schaltbild
RAM – EPROM Peripherie

31 mc

32 Zusammenfassung vom 22.04.02 Unterschied RAM - EPROM
Aufbau Mikrocontroller Portbelegung Unterschied Crossover (PP – Sternverbindung) oder Busstruktur Interrupt (Gruss an Sylvia) msn - messanger Serielle Schnittstelle IP Adresse prüfen (ipconfig /all)

33 Zusammenfassung vom Blockschaltbild – verfeinertes Blockschaltbild Pinbelegungen (E/A) 8051A Unterschied RESET - Ausschalten

34 mc

35 Gruppeneinteilung 13 Gruppen 20 Minuten Besprechung
Mindestens 8 Protokolle Alle 2 Wochen

36 Zusammenfassung Datenbus Adressbus Speicherzugriff Rote Faden
Adresslatch – Funktion Multiplexen – Bus Eprom lesen

37 Blockschaltbild / Schaltbild
RAM – EPROM Peripherie

38 mc Zusammenfassung

39 Vormittag Internet ging nicht – was tun? IP-Adressenvergabe
Ipconfig, release, renew Ping Anruf Rechenzentrum – hatte Trennung veranlaßt, aufgrund DHCP-Request Gateway Netzwerkstatistik

40 Verfeinertes Blockschaltbild
Innerer Aufbau des Prozessors Zusammenhang detailliertes Blockschaltbild - Programmierung

41 Nachmittag Netmeeting – Fernwartung Programm schreiben
Datenübergabe – Wert von Akku in externer Speicher 2000H Erweiterung auf fortlaufende Adressen LED-Anzeige Inc DPTR, jmp adresse, setb P1.1, mov A,R1;

42 Wichtige Sachen! Wie teilt man (Prof.) den Studenten Informationen mit?

43 mc Zusammenfassung

44 Vormittag Internet ging nicht – was tun? IP-Adressenvergabe
Ipconfig, release, renew Ping Anruf Rechenzentrum – hatte Trennung veranlaßt, aufgrund DHCP-Request Gateway Netzwerkstatistik

45 Verfeinertes Blockschaltbild
Innerer Aufbau des Prozessors Zusammenhang detailliertes Blockschaltbild - Programmierung

46 Nachmittag Netmeeting – Fernwartung Programm schreiben
Datenübergabe – Wert von Akku in externer Speicher 2000H Erweiterung auf fortlaufende Adressen LED-Anzeige Inc DPTR, jmp adresse, setb P1.1, mov A,R1;

47 Wichtige Sachen! Wie teilt man (Prof.) den Studenten Informationen mit?

48 mc Zusammenfassung 8:00-9:30

49 Architektur Von Neumann Architektur – Daten und Programme wild gemischt Harvard Architektur – Daten und Programme getrennt. Befehle für Speicherzugriff Externer Speicher movx Interner Speicher mov – mov A,R0 Und Verknüpfung /RD und /PSEN -> Harvard->Neumann

50 Architektur - Erweiterung 80535/80515
Sample and Hold A/D-Wandler Watch dog Baudratengenerator Timer 2 Datenspeicher Port 6 als I/O nur ACMOS-Typ Port 6 A/D-Wandler Port 4 und 5 für externe Steuerung

51 Sonstiges Impedanz Cache ROM, Programmspeicher Firewire – 400MBit/s
USB Mbit/s – Mbit/s (Multiple Choice!) Multiplexer Oszillator

52 mc Zusammenfassung

53 Abkürzungen IP, IE, Interrupt – Unterbrechung mit Priorität DPTR kbps
80C535 = 8051-Kern + Erweiterungen Timer0, 1 + Timer 2, A/D-Wandler, ROM, 3 Ports zusätzlich, Timer 2 für PWM

54 Aufbau Digitalrechner
Eingabe-, Ausgabeeinheit Speicher Leitwerk = Steuerwerk Rechenwerk Vergleich mit 8051-Controller Port 3 /RD, /WR, /INT0, /INT1, T0, T1, RxD, TxD /RD, /WR – Datenspeicherzugriff /PSEN - Programmspeicherzugriff

55 mc Zusammenfassung 14:00-16:30

56 Frontpage Musterweb von Herrn Weber Versuch aufs Netz zu stellen
Server auf denen mc-Labor veröffentlicht wird? /projekte/projektname Einfügen von Bilder Photo Erstellung mit Webcam Beleuchtung

57 Es wurde falsch importiert – eine Ordnerstruktur zu tief
F-PC-161 Web zentral ablegen – Dateizugriff über Windows Explorer / ftp Web auf F-PC-161 global veröffentlichen http-Protokoll Wartung des Webs wesentlich vereinfacht Servererweiterungen von Frontpage

58 Kleiner Frontpage Kurs

59 mc Zusammenfassung vom

60 Speicheraufteilung – Adressspiegelung
Programmspeicher - Datenspeicher getauscht A15 wurde getauscht

61 Timing, Timing, Timing Toleranzen bei Erhitzung
Arbeitsspeicher richtet sich nach Prozessor – Speicher muss schnell genug sein! 4 wichtige Zeiten berechnen Speicherzugriffszeit Chipauswahl Daten auf Datenbus Datenbus freigeben

62 Datenübergabe Signal muß „vorher und nachher“ anliegen …
Datenübergabe Signal muß „vorher und nachher“ anliegen ….bevor Flanke kommt. Timing EPROM /RD Timing RAM - /WR Vorsicht bei „Finden“ von EPROM!!!!

63 mc Zusammenfassung vom

64 Einführung in Assembler
Erstellung eines Programmes Ein-Aus – Hello World für Controller Struktogramm PDL Program Design Language Ablaufdiagramm Portbelegungsplan Beschaltung der Ports Sprungbefehl – Branch Instructions

65 Assembler Jmp, ajmp, ljmp Mnemotechnischer Code
Funktion des Mäuseklaviers Debug-Betrieb mit Keil Erstellung eines neuen Programmes Schleifen im Programm

66 mc Zusammenfassung vom

67 EIN-AUS Variation des Programmes Schleifen: inc, djnz,
Speicherbereich – int. extern – Mit Daten gefüllt Interner Speicherbereich 00H…FFH Externe Speicherbereich 0000H….FFFFH Befehlsabarbeitungszeit Kleinster Zyklus für Befehl?: 1µs

68 Register 0,1 für indirekte Adressierung
Register 2-7 für allgemeine Aufgaben Debug Des war`s

69 mc Zusammenfassung vom

70 EIN-AUS Variation des Programmes Schleifen: inc, djnz,
Speicherbereich – int. extern – Mit Daten gefüllt Interner Speicherbereich 00H…FFH Externe Speicherbereich 0000H….FFFFH Befehlsabarbeitungszeit Kleinster Zyklus für Befehl?: 1µs

71 Register 0,1 für indirekte Adressierung
Register 2-7 für allgemeine Aufgaben Debug Des war`s

72 mc Zusammenfassung vom

73 Speicherbereich Interner Speicherbereich 00H…FFH - mov
Externe Speicherbereich 0000H….FFFFH - movx Datenspeicher, Programmspeicher PCL, PCH, DPTR

74 Entwicklungsablauf Automatisierung bei er Entwicklung
Formate – Für Entwicklngsumgebung Linker / Locator Simulator – Remote-Debug Einstellungen der Keil-Umgebung Schrottverordnung für elektronische Bauteile Des dürft‘s g‘wese sei!

75 mc Zusammenfassung vom

76 Timer 0/1 Timerfunktionen – Modi Zeitgeber, Zähler
TMOD zum parametrieren / einstellen Blockschaltbild Timer 0/1 TCON-Register 16-Bit Zähler TL0, TH0 möglich 8-Bit Zähler möglich 13-Bit Zähler möglich TMOD

77 Timer 0/1 Steuereingänge – Gate
Externes Zählen – Takt kommt von extern Blin_int – Programm ausgeführt Im *.pdf stehen die SFR Special Function Register und die einzelnen Bits

78 Interrupt Feste Interrupt-Vektoradresse für Timer 0 0BH – für Timer 0

79 mc Zusammenfassung vom

80 Timer 0/1 Timerfunktionen – Modi Zeitgeber, Zähler
TMOD zum parametrieren / einstellen Blockschaltbild Timer 0/1 TCON-Register 16-Bit Zähler TL0, TH0 möglich 8-Bit Zähler möglich 13-Bit Zähler möglich TMOD

81 Timer 0/1 Steuereingänge – Gate
Externes Zählen – Takt kommt von extern Blin_int – Programm ausgeführt Im *.pdf stehen die SFR Special Function Register und die einzelnen Bits

82 Interrupt Feste Interrupt-Vektoradresse für Timer 0 0BH – für Timer 0

83 mc Zusammenfassung vom

84 Interrupt Interrupt Ablauf Interrupt Vektor Interrupt Service Routine
Rücksprungadressen – Speicherung im Stack RETI – Return von Interrupt RET – call - von Unterroutine – subroutine Programm Blin_int im Debugger

85 Debuggen Einzelschritt F11 Serieller Interrupt EAL
Run F5 Echtzeitbetrieb Zählregister Hausaufgabe Breakpoint -

86 mc Zusammenfassung vom

87

88 mc Zusammenfassung vom 10

89 Speicheraufteilung Registerbänke Programm ausprobiert
Des war`s eigentlich Schleie programmieren Prinzipieller Programmablauf PDL Program Design Language Orte – Position der SFR Auswahl der Registerbänke

90 Interner Datenspeicher
4 Registerbänke RS0, RS1 (setzen von Bits – Rücksetzen von Bits) Wo? SFR - PSW Mann kann Adresse im internen RAM direkt adressieren Using 1 Assembler Programm ist noch nicht fertig

91 mc Zusammenfassung vom

92 Registerbänke Programm weiterentwickelt Simulator – Remote Debug
Beeinflussung von Speicher – Stack durch Monitorprogramm Viel Zeit bei der Weiterentwicklung vom Programm

93 mc Zusammenfassung vom

94 SFR-Register Funktionelle Gruppen Zustand nach RESET
Meist „0“ , außer Serielle Schnittstelle, Ports, Stackpointer Stackpointer Lage im internen Speicherbereich PSW WDT Stromsparmodus

95 Kapitel 5 3 Goldene Regeln Dokumentation
Durchgängige Registerverwendung und Aufgabe -> Task Hochsprache C

96 A/D-Wandler

97 Zusammenfassung Dienstag,

98 TIMER 2 Präsentation „Eierkocher“ PWM Programm „Eierkocher“ genauer
Servoansteuerung Veränderung der Zeiten Interrupts Timer 2 Interrupts – Interrupt durch Überlauf

99 CCEN Compare Capture Register
3 verschiedene Servomotoren können angesteuert werden. Des wars? NEINNNNNNNNNN!

100 Wann besteht der Studierende die Prüfung?
Wenn man programmieren kann! Und zwar in Assembler Nur bei eigener Programmentwicklung und eigenem Test (Debug) ist Verständnis möglich! „Eierkocher“ Programm