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mc Mikrocomputertechnik

Herzlich Willkommen

Prof. Jürgen Walter

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mc Vorlesung Mikrocomputertechnik

Wie?seminaristische Vorlesung

Wo?Fachbereich FRaum:

Wann?Montag 8:00-9:30Dienstag 8:00-9:30Labor: Dienstag

TeilnehmerMechatronik Fahrzeugtechnologie

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mc Voraussetzungen zur Vorlesung

Informatik GrundlagenProgrammiersprache C, Rechneraufbauhttp://www.fh-neu-ulm.de/Fh_telelearning/lern-cd/start.htm

ElektrotechnikWiderstand, Kondensator, Spule, Transistor

DigitaltechnikBool‘sche Algebra, TTL-Logik,

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mc Lernhilfen zur Vorlesung

Volkscontroller Mikrocomputertechnik

mit der 8051-Familie, J. Walter

Datenblätter Internet

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mc www-Adressen

www.hit.fh-karlsruhe.de www.hit.fh-karlsruhe.de/w

alter Lehrveranstaltung

Mikrocomputertechnik http://193.196.117.123/pro

jekte

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mc Internetseite Mikrocomputertechnik

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mc Die Internetseite zur Mikrocomputertechnik

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mc Inhalt der Veranstaltung

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mc Ziel und Methode

Aufgaben mit Hilfe von µ-Controllern zu lösen? Wenig Wissen auf Vorrat, Klavierspielen lernen Sie nur am Klavier. Eigenes Tun Gemeinsame Programmentwicklung Zusammenfassung der vorhergehenden

Vorlesung. Verwendung von professionellen "Light-

Versionen" Labor

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mc Labor

vollständige Entwicklung einer Flachbaugruppe und

deren hardwarenahe Programmierung. Controlleranbindung – Prozessanbindung zwei Studenten Methoden nach VDI 2222 und VDI 2422 Zeitplan Checkliste

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mc Checkliste

1. Klärung der Aufgabe, Anforderungen 2. Abschätzung der CPU-Belastung - Datenflüsse 3. Wahl der CPU ( durch EURO_535 vorgegeben ) 4. Blockschaltbild der Karte. Wichtig ! Top-Down-Entwurf 5. Schaltplan, Einstellungen, I/O Ports - Tabelle 6. Bauteile Stückliste - Bezugsquellen für Bestellung 7. Layout - Bestückungsplan 8. Fertigungsunterlagen, Test- und Verarbeitungsunterlagen, Burn-In-Test 9. Fehlerfindung, Diagnose 10. Manual - Lieferumfang 11. Software - Liste verfügbarer Software 12. Weiterentwicklungswünsche, Verbesserungen

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mc Wo werden Mikrocontroller eingesetzt?

PC-Tastatur Automobil Haushaltsgeräte PDA Personal Digital

Assistant Handy Identifikation Checkkarte

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mc Kapitel 1.2

Einführung in die Mikrocomputertechnik

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mc Ebenenmodell

Intelligente Programme, Maschinen PDA, Schrift-, Spracherkennung, Turing Test

Anwenderprogramme Winword, Excel, Maple

Programmieren mit Objekten Visual Basic, Toolbook

Objektorientierte Hochsprachen C++, Small-Talk

Compiler, Interpreter, Linker Turbo C, MSC, C, Pascal, Basic , Lisp...

Betriebssystem DOS, Unix, NT, System 7

Maschineninstruktionen - Assembler MOV A,@R0

µ-Controller, DSP 80535, DSP 21020

Zähler, Timer, FIFOs, Input-Output, 8253, 7202, 8251, 8255

µ-Prozessor, Arithmetik-Prozessor... 8085, 80486, 68000, 80387

µ-Programm Steuerwerk

Register, Adress- und Datenwege 74F374, A0...A31, D0....D15

Gatter, Flip-Flops Nand, Nor, D-Flip-Flop

Ebene Beispiel

Transistoren, Widerstände, Kondensatoren BC107, 1k, 20 µF

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mc Schnittstellen

Intelligente Programme, Maschinen PDA, Schrift-, Spracherkennung, Turing Test

Anwenderprogramme Winword, Excel, Maple

Programmieren mit Objekten Visual Basic, Toolbook

Objektorientierte Hochsprachen C++, Small-Talk

Compiler, Interpreter, Linker Turbo C, MSC, C, Pascal, Basic , Lisp...

Betriebssystem DOS, Unix, NT, System 7

Maschineninstruktionen - Assembler MOV A,@R0

µ-Controller, DSP 80535, DSP 21020

Zähler, Timer, FIFOs, Input-Output, 8253, 7202, 8251, 8255

µ-Prozessor, Arithmetik-Prozessor... 8085, 80486, 68000, 80387

µ-Programm Steuerwerk

Register, Adress- und Datenwege 74F374, A0...A31, D0....D15

Gatter, Flip-Flops Nand, Nor, D-Flip-Flop

Ebene Beispiel

Transistoren, Widerstände, Kondensatoren BC107, 1k, 20 µF

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mc Ebenenmodell grafisch

Transistoren, Widerstände, Kondensatoren

& >1

1101 0011 0011 1111

8085 80486 680308253 8251 7202

Gatter, Flip-Flops

74F374

74F373

74F374

Register, Adress-, Daten- und Controlwege

µ-Programm

Zähler, Timer, FIFOs, Input Output

µ-Controller Signalprozessor

Maschineninstruktionen,

Compiler, Interpreter, Linker

Objektorientierte Hochsprachen

Anwenderprogramme

Intelligente ProgrammePDA, Schriften-, Sprach-

erkennung

8051, 80535 21020, 96002

MOV A,@I0 INT 21 IF NOT MV MR=MR+MX0*MY0(UU)

Turbo C MSC LINKPASCAL

EXCEL, Winword, AUTOCAD, Maple

C++ SMALL TALKTPW

Programmieren mit Objekten Visual Basic, Toolbook, Hypercard

Assembler

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mc Theorie des Klavierspiels

Sie müssen: bestimmte Tasten zum richtigen Zeitpunkt mit der gewünschten Stärke und der richtigen Dauer

anschlagen.

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mc 1.3 Erläuterungen zum Sprachgebrauch

Pieter, Brueghel d.Ä. Der Turmbau zu Babel

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mc 1.4 Begriffsbestimmung Mikrocomputer

Kleiner leistungsfähiger Computer PC, Laptop, Notebook, Palmtop, Mikrocontroller Ursprünglich menschlicher oder maschineller

Rechner Heute – Synonym für programmgesteuerte

Rechenautomaten

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mc Computer

Analogcomputer Digitalcomputer Hybridrechner

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mc Charakteristiken für den Mikrocomputer

Austauschbares Programm Universalität kann beliebig wohldefinierten Automaten

simulieren Selbstbezüglichkeit Approximation einer Turingmaschine

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mc Prozessor, Controller, Computer

µ-Computer

µ-Controller

µ-Prozessor

Timer

Interrupt

Schnittstellen

µ-Prozessor

Timer

Interrupt

Schnittstellen µ-Prozessor

Chip

Chip

Platine

µ-Prozessor

Tastatur

Eingabeeinheit

c:>

Ausgabeeinheit

ChipChips

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mc 1.5 Turingmaschine

Für das Können gibt es nur einen Beweis: das Tun.

Marie von Ebner-Eschenbach (1830-1916)

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mc Turingmaschine Charakteristiken

Speichermedium Band unendlich langes Band Beliebig viele Zustände Z Zeichen E1....En ( E>=2) Operationen Schreib-Lese-Kopf Schreiben Lesen Sonderoperationen als Pseudozeichen E0 Löschen identisch mit * Rechenschritte beenden L Linksverschiebung des Bandes um

ein Zeichen R Rechtsverschiebung des Bandes um

ein Zeichen

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mc Turingmaschine

hgfedcba 7654321074321076543210hgfedcba

Schreib-Lese-Kopf

Übergangstabelle

Maschinentafel

E

E ,Z E ,Z

*

lki j

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mcSchaltnetz - Schaltwerk

5

2

+

Schaltnetz

752+Schaltwerk

7

t

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mc µ-Controller – Darstellung

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mc Theorie des Mikrocontroller Chips

Sie müssen: bestimmte Pins zum richtigen Zeitpunkt mit der der richtigen Dauer auf „1“ oder „0“-Pegel

legen.

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mc Pegelzuordnungen

1

2

3

4

5TTL TTL

2,4V

U / V

0,4V

2,0 V

0,8 V

H

L

H

L

H

L

4,5V

0,5V

Ausgang

H

L

Eingang

3,5 V

1,5 V

CMOS CMOS

Ausgang Eingang

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mc Vielen Dank

Ich hoffe, es hat Ihnen Spaß gemacht und bedanke mich für Ihre Aufmerksamkeit.