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.
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.