Definicje/pojęcia

Mikroprocesor – układ scalony, w którego strukturze zintegrowana jest kompletna jednostka

centralna komputera

Mikrokontroler – układ scalony, w którego strukturze zintegrowane są wszystkie elementy

kompletnego komputera: jednostka centralna, pamięć oraz urządzenia peryferyjne. Jest to zatem

komputer w jednym układzie scalonym

Czas propagacji – czas upływający od chwili zmiany stanu wejścia układu logicznego lub

elementu logicznego do chwili ustalenia stanu wyjścia, będącej reakcją na tę zmianę wejścia

Obciążalność wyjścia bramki – określa, ile wejść bramek tej samej rodziny można dołączyć do

jednego wyjścia bez zmniejszania jej odporności na zakłócenia

Wskaźnik jakości układów logicznych – wskaźnikiem jakości rodziny układów logicznych jest

iloczyn czasu propagacji i strat mocy bramki(wskaźnik energetyczny). Mówi on, czy bramka

oprócz małych strat mocy ma również mały czas propagacji

Układ kombinacyjny – jest jednym z rodzajów układów cyfrowych. Charakteryzuje się tym, że

stan wyjść zależy wyłącznie od stanu wejść. Nie występuje sprzężenie zwrotne

Układ sekwencyjny – Charakteryzuje się tym, że stany wyjść zależą od stanów wejść, oraz od

poprzedniego stanu wyjścia. Występuje sprzężenie zwrotne.

Zjawisko hazardu – niekorzystne zjawisko w układach cyfrowych, którego podłożem jest

niezerowy czas propagacji(przenoszenia) sygnałów. Hazardem nazywamy błędne stany na

wyjściach układów cyfrowych, powstające w stanach przejściowych w wyniku nieidealnych

właściwości używanych elementów.

Hazard statyczny – chwilowa zmiana stanu wyjściowego układu występującą przy zmianie stanu

jego wejścia wtedy, gdy wyjście powinno zostać niezmienione. Powstaje na skutek nieidealnych

właściwości przełączających. Dzielimy na:

1. hazard jedynki – chwilowa zmiana wyjścia 1-0-1 wtedy, gdy wyjście to powinno zostać

niezmienione w stanie 1

2. hazard zera – chwilowa zmiana wyjścia 0-1- wtedy, gdy wyjście to powinno pozostać

niezmienione w stanie 0

Hazard dynamiczny – kilkukrotna zmiana stanu wyjścia przy zmianie stanu wejścia wtedy, gdy to

powinno zmieniać swój stan tylko jeden raz i w nim pozostać np. przy zmianie 1-0 następuje

zmiana 1-0-1-0, lub przy zmianie 0-1 następuje zmiana 0-1-0-1. Powstaje na skutek nieidealnych

właściwości transmisyjnych

Zjawisko wyścigu – występuje, gdy co najmniej dwa sygnały wejściowe zmieniają swój stan w

jednej chwili czasu. Jednak, ze względu na niezerowe czasy przełączania bramek i przerzutników,

zmiana jednego z sygnałów może nastąpić[trochę] wcześniej niż innych, powodując trudne do

wykrycia błędy. Dlatego w analizie układów asynchronicznych uznaje się, że jednoczesna zmiana

kilku sygnałów jest niemożliwa

Układ asynchroniczny – zmiana sygnałów wejściowych natychmiast powoduje zmianę wyjść. W

związku z tym układy te są szybkie, ale jednocześnie podatne na zjawisko hazardu i wyścigu

Układ synchroniczny – zmiana sygnału wyjściowego następuje wyłącznie w określonych

chwilach, które wyznacza sygnał zegarowy. Każdy układ synchroniczny posiada wejścia

zegarowe oznaczone zwyczajowo symbolami C, CLK lub CLOCK. Charakterystyczne jest to, iż

nawet gdy stan wejść się nie zmienia, to stan wewnętrzny – w kolejnych taktach zegara – może

ulec zmianie. Dzielimy na:

1. autonomiczny – jeśli układ synchroniczny nie ma wejść, a jedynie charakteryzuje go stan

wewnętrzny, to taki układ nazywamy jest autonomicznym(np. zegarek elektroniczny)

2. statyczny – jeśli układ reaguje na określony stan logiczny zegara, to mówi się, że układ

jest statyczny

3. dynamiczny – jeśli układ reaguje na zmianę stanu sygnału zegarowego to nazywany jest

dynamicznym ( może być wyzwalany zboczem opadającym lub narastającym, albo

impulsem

Demultiplekser – jest układem posiadającym jedno wejście d, n wejść adresowych oraz k

wyjść(zazwyczaj k=2n). Jego działanie polega na przełączeniu wejścia d do jednego z wyjść y.

Numer wyjścia jest określany przez podanie jego numeru na linie adresowej a0….an-1. Na

pozostałych wyjściach panuje stan zera logicznego

Multiplekser – układ działający odwrotnie do demultipleksera, jest układem

komutacyjnym(przełączającym), posiadającym k wejść informacyjnych(zwanych też wejściami

danych), n wejść adresowych(sterujących) (zazwyczaj k=2n) i jedno wyjście y. Jego działanie

polega na połączeniu jednego z wejść x z wyjściem y. Numer wejścia określany jest przez podanie

jego numeru na linie adresowej A.

Przerzutnik – jest to podstawowy element pamietający każdego układu cyfrowego,

przeznaczonego do przechowywania i ewentualnego przetwarzania informacji. Przerzutnik

współtworzy najniższe piętro struktury układu i dolny jest do zapamiętania jednego bitu

informacji.

Rejestr – składa się z czterech lub ośmiu połączonych ze sobą przerzutników (typu D), zdolny jest

do pamiętania jednego bajtu informacji. Nazywamy tak układ służący do przechowywania i

odtwarzania informacji w postaci bitów. Na każdej pozycji rejestru przechowywany jest jeden bit

informacji. Dzielimy na: szeregowe, równoległe, szeregowo-równoległe, równoległo-szeregowe i

uniwersalne

Pamięć – jest to zdolność do rejestrowania i ponownego przywoływania wrażeń zmysłowych,

skojarzeń czy informacji. Pamięć posiadają ludzie, niektóre zwierzęta oraz komputery. W każdym

z tych przypadków proces zapamiętywania ma całkowicie inne podłoże fizyczne oraz podlega

badaniom naukowym w oparciu o różne zestawy pojęć

Układ terminujący – (składający się z elementów dyskretnych a czasem diod) pozwala uzyskać

dopasowanie impedancyjne.

Próbkowanie –

1. próbkowanie idealne – iloczyn funkcji grzebieniowej oraz sygnału ciągłego

2. próbkowanie naturalne - iloczyn poddawanej próbkowaniu funkcji ciągłej oraz

powtarzających się impulsów o realizowanym charakterze

3. sygnał dyskretny – sygnał przekształcony do postaci spróbkowanej

4. okres próbkowania – to odstęp czasu pomiędzy pobieraniem kolejnych próbek

5. częstotliwość próbkowania – to odwrotność okresu próbkowania

Twierdzenie Kotielnikowa-Shannona – częstotliwość próbkowania nie może być mniejsza niż

podwojona szerokość pasma sygnału

Kwantyzacja – etap procesu przetwarzania sygnału analowego na cyfrowy

Transmisja półdupleksowa – jedno urządzenie nadaje, drugie odbiera i w tym samym czasie nie

nadaje

Transmisja dupleksowa – oba urządzenia równocześnie nadają i odbierają

Magistrale

Magistrala adresowa – połączenie między mikroprocesorem i pamięcią, które przenosi adres z/do

miejsc, gdzie mikroprocesor chce czytać lub pisać. Liczba bitów szyny adresowej określa

maksymalną wielkość pamięci, do jakiej mikroprocesor ma dostęp

Magistrala danych – część magistrali odpowiedzialna za transmisję właściwych danych, czy

sygnałów sterujących

Magistrala sterująca – połączenie między mikroprocesorem a pamięcią, oraz układem we-wy,

które przenosi sygnał do mikroprocesora, określając jaki rodzaj operacji ma wykonać

Pamięci

Pamięć półprzewodnikowa – rodzaj pamięci będącej cyfrowym układem scalonym i

przechowującej informacje w postaci binarnej. Dzielimy na: pamięci typu tablicowego, oraz

pamięci typu funkcyjnego

Pamięci typu tablicowego: RAM (statyczne i dynamiczne), ROM ( MROM, PROM, EPROM,

EEPROM)

Pamięci typu funkcyjnego: PLD [PLA, (PAL, PPAL, EPPAL, EEPPAL), LCA]

Podział pamięci RAM: statyczna SRAM, dynamiczna DRAM. Pamięci SRAM są szybsze od

DRAM, które wymagają ponadto częstego odświeżania, bez którego szybko tracą swoją

zawartość. Pomimo swoich zalet są one jednak dużo droższe i w praktyce używa się pamięci

DRAM.

Rodzaje pamięci ROM –

1. ROM – pamięć tylko do odczytu. Zaprogramowana jest przez producenta w trakcie

produkcji

2. PROM – programowalna pamięć do odczytu. Jest to pamięć jednokrotnego zapisu

3. EPROM – kasowalna pamięć tylko do odczytu. Pamięć do której zaprogramowania

potrzebne jest specjalne urządzenie, zwane programatorem PROM

4. EEPROM – pamięć kasowalna i programowalna elektrycznie

5. Flash EEPROM – kasowanie, a co za tym idzie także zapisywanie odbywa się tylko dla

określonej danego typu liczby komórek pamięci jednocześnie podczas jednej operacji

programowania

PLD(Programmable Logic Device) – układ elektroniczny o programowalnej strukturze. Może

zostać zaprogramowany tak, żeby działał jak dowolny układ cyfrowy. Ograniczeniem jest tylko

wielkość zasobów układu PLD, czyli liczba wewnętrznych elementów, które można

zaprogramować. Układy programowalne nie są procesorami.

Dekodery Adresów

Dekoder adresów – układ logiczny zapewniający jednolite i jednoznaczne adresowanie

modularnej pamięci operacyjnej lub układów we-wy

Reszta w wykład 11. – 12.12.13 zdjęcia DSCN3072 i DSCN3073

Rejestr stanu PSW

PSW, F, FLAGS – rejestr słowa stanu programu, rejestr wskaźników, rejestr flag

Porty mikrokontrolera 8051

Port 0 – ośmiobitowy dwukierunkowy port we-wy z wyjściami typu „otwarty dren”; w wypadku

wykorzystania pamięci zewnętrznej pełni funkcję multipleksowania młodszej części adresu i

szyny danych; jest także wykorzystywany do wprowadzania i wyprowadzania danych podczas

programowania i weryfikacji; port ten może być obciążony dwoma wejściami TTL

Port 1 – ośmiobitowy, pseudo-dwukierunkowy port we-wy; jest wykorzystywany do

wyprowadzania młodszej części adresu podczas operacji programowania i weryfikacji; może być

obciążony jednym wejściem TTL

Port 2 – ośmiobitowy, pseudo-dwukierunkowy port we-wy; jeśli jest wykorzystywana pamięć

zewnętrzna, pełni funkcję wyprowadzania starszej części adresu; jest również wykorzystywany do

wyprowadzania starszej części adresu i sygnałów sterujących podczas programowania i

weryfikacji; może być obciążony jednym wejściem TTL

Port 3 – ośmiobitowy, pseudo-dwukierunkowy port we-wy; podczas wykorzystywania

dodatkowych bloków funkcjonalnych układu 8051 pełni rolę we-wy dla przerwań, układu

czasowego, portu szeregowego oraz wyjść sterujących RD i WR; tak wykorzystywane

wyprowadzenia tego portu muszą mieć wpisany stan „1” podczas inicjowania pracy

mikroprocesora; port może być obciążony jednym wejściem TTL

System przerwań – wykład 4. – 24.10.2013, 5. – 7.11.2013

Kontroler przerwań – wykład 6. – 14.11.13

Timery – wykład 7. – 21.11.13

Przetwornik AC – wykład 7. – 21.11.13, 8. -28.11.13

Komunikacja – wykład 14. -23.01.14