Politechnika Warszawska - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Technika mikroprocesorowa

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103B-INIIT-ISP-TM Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Technika mikroprocesorowa
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Algorytmy i języki - albo - Projektowanie systemów )-Inżynieria systemów informatycznych-inż.-EITI
( Elektronika )-Automatyka i robotyka-inż.-EITI
( Projektowanie systemów cyfrowych )-Inżynieria systemów informatycznych-inż.-EITI
( Przedmioty techniczne )---EITI
Punkty ECTS i inne: 5.00
Język prowadzenia: polski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

Kod wydziałowy:

TM

Numer wersji:

2

Skrócony opis:

Celem wykładu jest prezentacja zasad projektowania i uruchamiania systemów mikroprocesorowych. Omawiana jest organizacja systemu, podstawowe mechanizmy rządzące jego działaniem (współpraca z szyną, dekodowanie adresów, obsługa przerwań) oraz funkcjonalność poszczególnych jego bloków. Przedstawiane są ogólne zasady działania modułów określonego rodzaju (pamięć statyczna i dynamiczna, porty równoległe i szeregowe, układy czasowe, zegar czasu rzeczywistego, przetworniki A/C i C/A) oraz przykładowe implementacje i techniki programowania. Przegląd mikroprocesorów obejmuje proste procesory 8 , 16 i 32 bitowe, w tym procesory specjalizowane i mikrokomputery jednoukładowe. Zagadnienia projektowe są prezentowane z uwzględnieniem zarówno wymagań ćwiczeń laboratoryjnych, jak i uwarunkowań realnego procesu projektowania.

Pełny opis:

Celem wykładu jest prezentacja zasad projektowania i uruchamiania systemów mikroprocesorowych. Omawiana jest organizacja systemu, podstawowe mechanizmy rządzące jego działaniem (współpraca z szyną, dekodowanie adresów, obsługa przerwań) oraz funkcjonalność poszczególnych jego bloków. Przedstawiane są ogólne zasady działania modułów określonego rodzaju (pamięć statyczna i dynamiczna, porty równoległe i szeregowe, układy czasowe, zegar czasu rzeczywistego, przetworniki A/C i C/A) oraz przykładowe implementacje i techniki programowania. Przegląd mikroprocesorów obejmuje proste procesory 8 , 16 i 32 bitowe, w tym procesory specjalizowane i mikrokomputery jednoukładowe. Zagadnienia projektowe są prezentowane z uwzględnieniem zarówno wymagań ćwiczeń laboratoryjnych, jak i uwarunkowań realnego procesu projektowania.


Treść wykładu
Wprowadzenie: cel i program przedmiotu, literatura, rygory, zakres i
zasady realizacji ćwiczeń laboratoryjnych. Mikroprocesory - podstawowe
pojęcia. Logiczna i fizyczna organizacja systemu; moduły czynne i
bierne, szyna. Powtórzenie: cykl rozkazowy procesora, rodzaje
instrukcji, tryby adresowania, oznaczenia na diagramach czasowych.

Procesor Z80: architektura, model programowy, przestrzenie adresowe,
sygnały sterujące, start procesora. Cykle szyny Z80, wydłużanie cykli,
system normalnie gotowy i niegotowy. Porównanie procesorów 8-bitowych
(Z80, i8085, MC6800) - rejestry, sygnały sterujące, taktowanie,
zasilanie. Lista instrukcji Z80.

Współpraca procesora z pamięcią: pamięć w systemie mikroprocesorowym -
hierarchia, sposób dostępu, technologie. Przegląd pamięci
półprzewodnikowych - podział i właściwości użytkowe. Działanie pamięci
SRAM i EEPROM - cykle odczytu i zapisu. Łączenie pamięci z szyną
Z80; pełne i niepełne dekodowanie adresów.

Współpraca procesora z układami we-wy: dołączanie prostych układów we
wy do szyny Z80 (styk zwierny, dioda LED); zasady użycia podstawowych
elementów SSI (bramka trójstanowa, przerzutnik). Typowe elementy MSI -
dekoder, bufor, rejestr, zatrzask. Sterownik we-wy (i8255, Z80-PIO).

Zasady obsługi urządzeń we-wy: przeglądanie, przerwania, DMA. Zasady
obsługi przerwań, przepływ sterowania, wykorzystanie stosu; gubienie i
replikacja przerwań; stałe i rotujące priorytety; łańcuch priorytetowy
w układach serii Z80. Obsługa przerwań maskowalnych i niemaskowalnych w
Z80. Sterownik przerwań (i8259A).

Współpraca procesora z pamięcią dynamiczną. Budowa i działanie pamięci
DRAM. Podstawowe tryby pracy - cykle użyteczne i cykle odświeżania.
Sterownik DRAM - budowa i działanie; sterowanie matrycą układów DRAM.
Kolokwium (1h).

Mikrokomputery jednoukładowe serii MSP430 - wprowadzenie: przyczyny i
zalety integracji, podstawowe parametry użytkowe. Architektura MSP430 -
model programowy, mapa pamięci, lista instrukcji, rejestry. Start
procesora, obsługa przerwań, tryby zmniejszonego poboru mocy. Porty.

Zależności czasowe w systemach mikroprocesorowych. Programowy i
sprzętowy pomiar czasu. Programowalny układ czasowy (i8254, Z80-CTC).
Układy czasowe w MSP430. Sterowanie taktowaniem MSP430. Zegar czasu
rzeczywistego na przykładzie RTC72421.

Transmisja szeregowa: przesyłanie symetryczne i asymetryczne, przykłady
interfejsów (RS-232, RS-485), transmisja synchroniczna i
asynchroniczna, format ramki. Sterownik transmisji (16C550, Z80-SIO).
Transmisja szeregowa w MSP430 ? tryb UART, SPI i I2C.

Zarządzanie systemem i współpraca z układami analogowymi: układ
monitora DS1232. Watchdog w MSP430. Programowanie wewnętrznej pamięci
FLASH. Przetworniki A/C i C/A. Komparator i czujnik temperatury.
Wbudowany sterownik DMA. Układ mnożący.

Projektowanie i uruchamianie systemów mikroprocesorowych: przebieg i
uwarunkowania procesu projektowania; wbudowane wsparcie serwisu, POST,
BIST. Narzędzia wspomagające uruchamianie. Przykładowy system
mikroprocesorowy. Kolokwium (2h).

Procesory 16- i 32-bitowe: rozwój procesorów 8-bitowych na przykładzie
rodziny H8. Procesory specjalizowane: przyczyny i przejawy
specjalizacji (architektura, jednostki wykonawcze, lista instrukcji,
tryby adresowania, interfejsy). Przykłady specjalizacji procesorów
sygnałowych i procesorów graficznych.


Zakres laboratorium
Wprowadzenie: Informacje o przedmiocie - cel, program, literatura,
rygory, zakres laboratorium. Mikroprocesory - podstawowe pojęcia,
zastosowania. Logiczna i fizyczna organizacja systemu
mikroprocesorowego - moduły czynne i bierne, szyna. Powtórzenie: cykl
rozkazowy procesora, podstawowe rodzaje instrukcji i trybów
adresowania, oznaczenia używane na diagramach czasowych.

Architektura i szyna procesora Z80: Architektura Z80 - model
programowy, przestrzenie adresowe, lista rozkazów, start procesora,
Sygnały sterujące - szyna systemu. Przebiegi na szynie Z80 - odczyt i
zapis pamięci / we-wy, pobranie kodu rozkazu (M1), przyjęcie
Przerwania, przejęcie szyny; stany WAIT i HOLD. Inne szyny - przykłady
cykli MC68K, TMS32010; system normalnie gotowy i niegotowy. Porównanie
podstawowych charakterystyk procesorów i8085 i MC6800 z Z80 (model
programowy, sygnały dostępu, taktowanie, zasilanie, działanie szyny,
system przerwań). Lista instrukcji Z80.

Jednostka centralna systemu mikroprocesorowego: współpraca procesora z
pamięcią, działanie szyny - stany WAIT, HOLD i HALT. Praca krokowa.

Obsługa prostych układów wejścia/wyjścia: dekodowanie adresów,
podłączanie przycisków i diod LED, aktywne oczekiwanie i przerwania.

Współpraca z układami zewnętrznymi (przyciski, wyświetlacze
7-segmentowe) poprzez wbudowane porty mikrokontrolera, użycie przerwań.

Generowanie i pomiar odcinków czasu: wyświetlanie dynamiczne, obsługa
klawiatury matrycowej, wykorzystanie systemu przerwań.

Transmisja szeregowa: łącze RS-232, wbudowany sterownik transmisji,
obsługa transmisji z wykorzystaniem przerwań, buforowanie danych.

Zarządzanie systemem: wykorzystanie układu watchdog, rozpoznawanie
kontekstu restartu, programowanie wbudowanej pamięci FLASH, użycie
wyświetlacza LCD oraz przetworników A/C i/lub C/A.

Ćwiczenia laboratoryjne są wykonywane w zespołach dwuosobowych i mają
charakter prostych projektów realizowanych z wykorzystaniem środowiska
dydaktycznego SML-3 opracowanego w Instytucie Informatyki. Zespół
otrzymuje zadanie problemowe, w razie potrzeby konsultuje z prowadzącym
dodatkowe założenia i koncepcję realizacji, a następnie projektuje,
montuje i uruchamia opracowany system mikroprocesorowy. Zakończenie
ćwiczenia polega na prezentacji systemu działającego pod kontrolą
programu sterującego oraz omówieniu zastosowanych rozwiązań sprzętowych
i programowych. W ćwiczeniach 1-2 jest używany mikroprocesor Z80
emulowany w układzie FPGA, zaś w ćwiczeniach 3-6 jest używany
mikrokontroler MSP430F1611.


Poprzedniki

Typ poprzednikaNr poprzednikaKod poprzednikaNazwa poprzednika
Zalecany1103B-INIIT-ISP-ECYElektronika cyfrowa
Zalecany1103A-INIIT-ISP-ECYElektronika cyfrowa


Przedmioty podobne
Kod przedmiotuNazwa przedmiotuDyskonto ECTS
103B-TLRTM-ISP-TMIKPodstawy techniki mikroprocesorowej5

Literatura:

    1. G. Mazur, M. Pawłowski - System SML3, dokumentacja techniczna,
      IIPW 2005 (PDF).

    2. K. Fedyna, M. Mizeracki - Układy mikroprocesorowe Z80, WKiŁ 1989.

    3. P. Hadam - Projektowanie systemów mikroprocesorowych, btc 2004.

    4. J. Bogusz - Lokalne interfejsy szeregowe w systemach cyfrowych,
      btc 2004

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2018/2019 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2019-02-18 - 2019-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 30 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Jerzy Chrząszcz
Prowadzący grup: Jerzy Chrząszcz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2017/2018 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2018-02-19 - 2018-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 30 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Jerzy Chrząszcz
Prowadzący grup: Jerzy Chrząszcz, Kamil Kompa
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2017/2018 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2017-10-01 - 2018-02-18
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Jerzy Chrząszcz
Prowadzący grup: (brak danych)
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2016/2017 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2017-02-20 - 2017-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Jerzy Chrząszcz
Prowadzący grup: Jerzy Chrząszcz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2016/2017 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2016-10-01 - 2017-02-19
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Jerzy Chrząszcz
Prowadzący grup: Jerzy Chrząszcz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2015/2016 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2016-02-23 - 2016-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 30 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Jerzy Chrząszcz
Prowadzący grup: Jerzy Chrząszcz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2014/2015 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2015-02-23 - 2015-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Jerzy Chrząszcz
Prowadzący grup: Jerzy Chrząszcz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2013/2014 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2014-02-24 - 2014-09-28
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Jerzy Chrząszcz
Prowadzący grup: Jerzy Chrząszcz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2013/2014 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2013-10-01 - 2014-02-23
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Jerzy Chrząszcz
Prowadzący grup: Jerzy Chrząszcz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2012/2013 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2013-02-20 - 2013-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Jerzy Chrząszcz
Prowadzący grup: Jerzy Chrząszcz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2012/2013 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2012-10-01 - 2013-02-19
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Jerzy Chrząszcz
Prowadzący grup: Jerzy Chrząszcz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.