Mikrocomputertechnik Alle Zusammenfassungen Sommersemester 2002 Prof. J. Walter.

Mikrocomputertechnik

Alle Zusammenfassungen

Sommersemester 2002

Prof. J. Walter

Zusammenfassung

Vom 18.3.2002

Einführung - Informationsbeschaffung

• Softwarelabor Homepage

• Mikrocomputer-Seite

• Mikrocontroller Handhabung

• Datensicherung

• Unterschied Programme – Daten

• Task

• Laborliste wird geschlossen

Inhalte Web

• Link Videokonferenz

• Projekte

• Datenblätter

• Übungsaufgaben

• Alte Klausuren

• Benutzerhinweise – Effektives Arbeiten im Softwarelabor

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)

Unterschied Daten- Anwendungen

• Programme auf Festplatte C

• Daten auf Festplatte D

• Wenn eine Festplatte -> zwei Partitionen

• Daten – selbst erstellte Daten

• Anwendungen sind installierte Programme

Domänen

• www.hit.fh-karlsruhe.de

• Domäne mit Subdomäne HIT

http://www.hit.fh-karlsruhe.de/

Zusammenfassung mc

Vom 19.3.2002

Ebenenmodell

• Kleinste Einheit -> komplexe Systeme

• Steigende Komplexität

• Vom Widerstand zur Sprachsteuerung

Beispiel Assembler

• Der erste Befehl!

• Direkte und indirekte Adressierung

• Mov A,Rx – mov A,@Rn (x=0…7, n=0,1)

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

Zusammenfassung mc

Vom 25.3.2002

Begriffsbestimmung

• Prozessor

• Controller

• Computer

• Turingmaschine

• Rechenwerk, Steuerwerk

• Pegelzuordnung TTL – CMOS

• Speicherzugriffszeit

Controller-Umgebung

• Schaltnetz• Schaltwerk• Flip-Flop• Signalgeschwindigkeit• Register• Cache• Impulsdiagramm• Wahrheitstabelle

Zusammenfassung mc

Vom 25.3.2002

Begriffsbestimmung

• Prozessor

• Controller

• Computer

• Turingmaschine

• Rechenwerk, Steuerwerk

• Pegelzuordnung TTL – CMOS

• Speicherzugriffszeit

Controller-Umgebung

• Schaltnetz• Schaltwerk• Flip-Flop• Signalgeschwindigkeit• Register• Cache• Impulsdiagramm• Wahrheitstabelle

Zusammenfassung mc

Vom 8.4.2002

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

Flip-Flop

• Rechenschieber!

• Datenblätter direkt vom Hersteller – aus den Internetseiten.

Zusammenfassung mc

Vom 8.4.2002



Flip-Flop

• Rechenschieber!


Zusammenfassung mc

Vom 8.4.2002



Flip-Flop

• Rechenschieber!


mc

Gruppeneinteilung

• 13 Gruppen

• 20 Minuten Besprechung

• Mindestens 8 Protokolle

• Alle 2 Wochen

Zusammenfassung

• Datenbus

• Adressbus

• Speicherzugriff

• Rote Faden

• Adresslatch – Funktion

• Multiplexen – Bus

• Eprom lesen

Blockschaltbild / Schaltbild

• RAM – EPROM

• Peripherie

mc

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)


• Blockschaltbild – verfeinertes Blockschaltbild

• Pinbelegungen (E/A)

• 8051A

• Unterschied RESET - Ausschalten

mc

Gruppeneinteilung

• 13 Gruppen

• 20 Minuten Besprechung

• Mindestens 8 Protokolle

• Alle 2 Wochen

Zusammenfassung

• Datenbus

• Adressbus

• Speicherzugriff

• Rote Faden

• Adresslatch – Funktion

• Multiplexen – Bus

• Eprom lesen

Blockschaltbild / Schaltbild

• RAM – EPROM

• Peripherie

mc

Zusammenfassung 23.4.2002

Vormittag

• Internet ging nicht – was tun?• IP-Adressenvergabe• Ipconfig, release, renew• Ping• Anruf Rechenzentrum – hatte Trennung

veranlaßt, aufgrund DHCP-Request• Gateway• Netzwerkstatistik

• Verfeinertes Blockschaltbild

• Innerer Aufbau des Prozessors

• Zusammenhang detailliertes Blockschaltbild - Programmierung

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; movx @DPTR,A

Wichtige Sachen!

• Wie teilt man (Prof.) den Studenten Informationen mit?

• http://profs.bfree4u.de

http://profs.bfree4u.de/

mc


Vormittag

• Internet ging nicht – was tun?• IP-Adressenvergabe• Ipconfig, release, renew• Ping• Anruf Rechenzentrum – hatte Trennung

veranlaßt, aufgrund DHCP-Request• Gateway• Netzwerkstatistik

• Verfeinertes Blockschaltbild

• Innerer Aufbau des Prozessors

• Zusammenhang detailliertes Blockschaltbild - Programmierung

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; movx @DPTR,A

Wichtige Sachen!

• Wie teilt man (Prof.) den Studenten Informationen mit?

• http://profs.bfree4u.de

http://profs.bfree4u.de/

mc


8:00-9:30

Architektur

• Von Neumann Architektur – Daten und Programme wild gemischt

• Harvard Architektur – Daten und Programme getrennt.

• Befehle für Speicherzugriff• Externer Speicher movx A,@DPTR• Interner Speicher mov A,@R0 – mov A,R0• Und Verknüpfung /RD und /PSEN ->

Harvard->Neumann

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

Sonstiges

• Impedanz• Cache• ROM, Programmspeicher• Firewire – 400MBit/s• USB 1.1 12Mbit/s – 2.0 480Mbit/s (Multiple

Choice!)• Multiplexer• Oszillator

mc


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

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

mc


14:00-16:30

Frontpage

• Musterweb von Herrn Weber

• Versuch aufs Netz zu stellen

• Server auf denen mc-Labor veröffentlicht wird? 193.196.117.123/projekte/projektname

• Einfügen von Bilder

• Photo Erstellung mit Webcam

• Beleuchtung

• 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 veröffentlichenhttp-Protokoll

• Wartung des Webs wesentlich vereinfacht

• Servererweiterungen von Frontpage

• Kleiner Frontpage Kurs

mc


• Speicheraufteilung – Adressspiegelung

• Programmspeicher - Datenspeicher getauscht

• A15 wurde getauscht

Timing, Timing, Timing

• Toleranzen bei Erhitzung• Arbeitsspeicher richtet sich nach

Prozessor – Speicher muss schnell genug sein!

• 4 wichtige Zeiten berechnenSpeicherzugriffszeitChipauswahlDaten auf DatenbusDatenbus freigeben

• Datenübergabe Signal muß „vorher und nachher“ anliegen ….bevor Flanke kommt.

• Timing EPROM /RD

• Timing RAM - /WR

• Vorsicht bei „Finden“ von EPROM!!!!

mc


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

Assembler

• Jmp, ajmp, ljmp

• Mnemotechnischer Code

• Funktion des Mäuseklaviers

• Debug-Betrieb mit Keil

• Erstellung eines neuen Programmes

• Schleifen im Programm

mc


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

• Register 0,1 für indirekte Adressierung

• Register 2-7 für allgemeine Aufgaben

• Debug

• Des war`s

mc


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

• Register 0,1 für indirekte Adressierung

• Register 2-7 für allgemeine Aufgaben

• Debug

• Des war`s

mc


Speicherbereich

• Interner Speicherbereich 00H…FFH - mov

• Externe Speicherbereich 0000H….FFFFH - movx

• Datenspeicher, Programmspeicher

• PCL, PCH, DPTR

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!

mc


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

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

•

Interrupt

• Feste Interrupt-Vektoradresse für Timer 0

• 0BH – für Timer 0


mc


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

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

•

Interrupt

• Feste Interrupt-Vektoradresse für Timer 0



mc


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

Debuggen

• Einzelschritt F11

• Serieller Interrupt

• EAL

• Run F5 Echtzeitbetrieb

• Zählregister

• Hausaufgabe

• Breakpoint -

mc


mc

Zusammenfassung vom 10

10.6.2002

Speicheraufteilung

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

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

mc


Registerbänke

• Programm weiterentwickelt

• Simulator – Remote Debug

• Beeinflussung von Speicher – Stack durch Monitorprogramm

• Viel Zeit bei der Weiterentwicklung vom Programm

mc


SFR-Register

• Funktionelle Gruppen• Zustand nach RESET• Meist „0“ , außer Serielle Schnittstelle, Ports,

Stackpointer• Stackpointer Lage im internen Speicherbereich • PSW• WDT• Stromsparmodus

Kapitel 5

• 3 Goldene Regeln

• Dokumentation

• Durchgängige Registerverwendung und Aufgabe -> Task

• Hochsprache C

A/D-Wandler

Zusammenfassung

Dienstag, 25.6.2002

TIMER 2

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

Überlauf

CCEN

• Compare Capture Register

• 3 verschiedene Servomotoren können angesteuert werden.

• Des wars? NEINNNNNNNNNN!

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

• www.hit.fh-karlsruhe.de/8051

Mikrocomputertechnik Alle Zusammenfassungen Sommersemester 2002 Prof. J. Walter.

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