Digitális technika 2

Előadások:

1. hét: Követelmények ismertetése, előzmények összefoglalása, ismétlés: vezérlés és adatszerkezet szétválasztás, aritmetika, előjel kezelés, előjel kiterjesztés, túlcsordulás kezelése.

2. hét: Általános célú végrehajtóegység felépítése funkcionális elemekből.
ALU, PC, utasításdekóder, regiszter fájl, utasításmemória, adatmemória.

3. hét: Busz fogalma. Vezérlőbusz, címbusz, adatbusz. Tri-state fogalma. Időmultiplexálás. I/O és memóriatartomány.

4. hét: Memóriák bemutatása, használata, egyszerű memória interfészek (SRAM, ROM, PROM, EPROM, EEPROM, FLASH)

5. hét: Konkrét mikrokontroller bemutatása (CPU-mag és utasításkészlet), órajel, reset előállítása. Külső sín előállítása.

6. hét: Programozói modell bemutatása (regiszterstruktúra, utasításfelépítés, címzési módok). Aritmetikai és logikai műveletek, feltétel flag-ek és feltételes elágazások megvalósítása, példákkal.

7. hét: Memóriaszervezés, stack, pointerek és szubrutinhívás, paraméterátadás.

8. hét: Megszakításkezelés, környezet mentése/visszaállítása, egymásba ágyazott megszakítások, prioritások; Időzítési probléma tárgyalása: a SW időzítés és problémái. HW interrupt.

9. hét: Periféria fogalma. Címdekódolás. I/O portok, időzítők, időzítőn alapuló perifériák (Input capture, output compare, PWM).

10. hét: Aszinkron és szinkron soros adatátvitelek. UART, SPI.

11. hét: UART periféria működése és használata. Puffer kezelés, ellenőrző összeg számítás.

12. hét: Master, slave, arbitráció fogalma. DMA vezérlő. DMA vezérlő példa UART perifériával.

13. hét: Korszerű memóriaáramkörök (NVRAM, FRAM, MRAM, DRAM, DDRAM, NAND és NOR FLASH memóriák).

14. hét: Programozható logikák: PAL, GAL, CPLD, FPGA, CLC periféria.

Gyakorlatok:

1: Jelszintillesztések különböző feszültség logikák között, nyitott kollektoros áramkörök alkalmazása.

2: Egyszerű konstrukciós feladatok aritmetika, komparátor, számláló, multiplexer építő elemek felhasználásával. Többfunkciós aritmetikai egység tervezése.

3: Külső memória illesztése az előadáson definiált sínre.

4: Asm programozás alapjai, memóriamodell, egyszerű program elkészítése.

5: Egyszerű szubrutinok készítése, aritmetikai műveletek különböző méretű operandusokkal, ciklus szervezés, bin2hex átváltás kódolással és táblázattal.

6: I/O kezelés (gomb kezelés) programmal ellenőrzött készenléttel és megszakítással. Pergésmentesítés. Egyszerű vezérlési szekvencia mikrokontrolleres megvalósítása.

7: Vizsgagyakorlás

Laborok:

1: Mikrokontrolleres fejlesztői környezet kipróbálása, alapvető programfejlesztést és hibakeresést támogató funkciók használatának elsajátítása. Adott egyszerű aritmetikai műveletet végző kód lépésenkénti vizsgálata.

2: I/O kezelés mikrokontrolleres környezetben, portlábak figyelése, éldetektálás, impulzus előállítás szoftveres időzítéssel. Léptető regiszter feltöltése az elkészített rutinokkal (szoftveres SPI – 7 szegmens kijelző kezelés).

3: Komplex mikrokontroller alapú feladat megoldása (megszakításkezelés, perifériakezelés, timer használata)