II. Zagadnienia obowiązujące do części  Mikrokontrolery :
1. Definicja mikrokontrolera (w skrócie: mk), dwie najważniejsze cechy techniczne jego
jednostki centralnej.
Mikrokontroler definicja:
 układ cyfrowy z wyspecjalizowanym mikroprocesorem i niezbędnymi do jego samodzielnej pracy
urządzeniami zawartymi w jednym układzie scalonym
 zdolny do autonomicznej pracy (nie wymaga układów pomocniczych)
 zaprojektowany do pracy w systemach kontrolno-pomiarowych i komunikacyjnych, stÄ…d posiada
rozbudowany system komunikacji z otoczeniem
 pracuje w czasie rzeczywistym
Cechy jednostki centralnej:
 szerokość szyny danych (8, 16, 32 bity)
 częstotliwość sygnału taktującego. Jej wartość powinna być jak najmniejsza, ponieważ pobór mocy
jest proporcjonalny do częstotliwości sygnału taktującego, ale jednocześnie na tyle duża, aby
zapewnić minimalną wymaganą prędkość przetwarzania danych
2. · Uszczegółowiona budowa mk oraz funkcje realizowane przez jego bloki.
 j.c. realizuje program zawarty w
pamięci programu (ROM, FLASH)
 zmienne programu przechowywane sÄ…
w pamięci danych RAM
 j.c. jest taktowana zegarem, którego
częstotliwość jest stabilizowana
oscylatorem kwarcowym
 mk jest wprowadzany w stan
początkowy sygnałem RESET
 układy peryferyjne umożliwiają oczyt
sygnałów wejściowych cyfrowym i
analogowych oraz generację sygnałów
wyjściowych stosowanych do
sterowania układami mse
3. · Cechy mk wyróżniajÄ…ce go spoÅ›ród innych ukÅ‚adów cyfrowych z wbudowanym
mikroprocesorem.
 zamknięcie magistrali danych i adresowej wewnątrz układu scalonego
 stała struktura pamięci RAM/ROM
 stałość programu sterującego
 dostęp do rejestrów procesora i układów we/wy poprzez mechanizm adresowania pamięci RAM
 rejestrowa struktura j.c.
 Procesory boolowskie wykonujące operacje na pojedynczych bitach w pamięci, rejestrach i układach
we/wy
 bogaty zestaw urządzeń we/wy
 rozbudowane i szybkie układy przerwań we/wy
 różnorodne tryby i środki redukcji mocy pobieranej
 rozbudowane mechanizmy kontroli i detekcji nieprawidłowych stanów mk
 zawarcie w jednej strukturze układów cyfrowych i analogowych
4. · PeÅ‚nione funkcje i typy pamiÄ™ci zaimplementowanych w mk.
Podział ze względu na pełnione funkcje:
 pamięć programu, zawierająca kod programu, tablice stałych, wektor resetu i przerwań
 pamięć danych, przechowująca zmienne
 stos sprzętowy (obsługa przerwań i wywołań funkcji  przechowuje bieżącą wartość licznika)
 pamięć EEPROM  przechowuje zmienne i tablice stałych, które nie mogą ulec skasowaniu
Podział pamięci programu:
 ROM  pamięć stała umożliwiająca tylko odczytywanie swojej zawartości, nieprogramowalna
 EPROM  pamięć z możliwością kasowania dotychczasowej zawartości i wprowadzenia nowej
zawartości
 OTP  pamięci typu EPROM, możliwe jest tylko jednokrotne zaprogramowanie bez możliwości
skasowania zawartości
 FLASH  pamięć z mozliwością kasowania zawartości i programowania bezpośrednio w systemie
mikroprocesorowym
5. · Struktury mk ze wzglÄ™du na sposób korzystania z zewnÄ™trznych pamiÄ™ci.
1) mk udostępniające szyny systemowe poprzez wyprowadzenia portów:
- szyny systemowe są dostępne dla użytkownika jako alternatywne funkcje wyprowadzeń portów.
Daje to możliwość podłączenia układów pamięci zewnetrznej, którą podłącza się do odpowiednich
portów mk
- wadą jest rezygnacja z części portów
2) mk udostępniające bezpośrednio szyny systemowe
- szyny systemowe mk są dostępne dla użytkownika bezpośrednio jako wyprowadzenia układu
scalonego bez funkcji alternatywnych przypisanych tym wyprowadzeniom
- możliwość przyłączenia pamięci zewnętrznych bez rezygnacji z niektórych portów
- takie mk nie posiadają wewnętrznych pamięci programu i danych
- możliwe jest korzystanie ze znacznie większych pamięci
3) mk zamknięte
- szyny systemowe nie są dostępne dla użytkownika
- mk korzysta wyłącznie z pamięci wewnętrznej
- można podłączać do niego urządzenia peryferyjne przez porty
- stosowane w przypadku prostych mk 8-bitowych
6. · Zalety zamkniÄ™cia magistrali wewnÄ…trz mk.
 zwiększenie niezawodności mikrosterownika
 zmniejszenie poboru mocy
 zwiększenie szybkości pracy
 zmniejszenie ilości zacisków zewnętrznych i zwiększenie ich elastyczności
7. · Warstwowy model mk zamkniÄ™tego.
8. · Sposoby generacji sygnaÅ‚u zegarowego w mk.
9. · Techniki redukcji pobieranej mocy w mk i tryby specjalne pracy mk.
Techniki redukcji:
 Elastyczne sterowanie szybkością pracy w zależności od aktualnych potrzeb, gdyż zależność poboru
mocy układów CMOS zależy od częstotliwości pracy. Służy do tego sieć dystrybucji sygnałów
zegarowych w mk
 Zastosowanie 2 oscylatorów. Jeden pracuje z maksymalną częstotliwością, drugi z niską. Przejście z
wysokiej do niskiej częstotliwości powoduje spadek pobieranej mocy o 3 rzędy
Specjalne tryby pracy mk:
 tryb pełnej aktywności (RUN)
 tryb uśpienia (pracują wszystkie urządzenia peryferyjne, procesor nie) (WAIT lub SLEEP)
 tryb, w którym nie pracuje procesor, a pracują niektóre urządzenia peryferyjne
 tryb pełnego wstrzymania pracy mk (zamrożenia) (STOP lub HALT)
10. · Sposoby wejÅ›cia i wyjÅ›cia z poszczególnych trybów specjalnych pracy mk.
Sposoby wejścia:
 wykonujÄ…c odpowiedniÄ… instrukcjÄ™
 ustawiajÄ…c odpowiednie bity
Sposoby wyjścia:
 pojawienie się przerwania zewnętrznego lub przerwania od urządzeń peryferyjnych
 reset zewnętrzny mk
 reset wywołany przez niezablokowany, aktualnie pracujący układ watchdog
11. · Przeznaczenia sygnaÅ‚u RESET z z
ródła sygnału RESET w mk.
Sygnał RESET służy do:
 inicjalizacji pracy mk (wprowadzenie w stan poczÄ…tkowy). Inicjalizacja polega na ustawieniu
licznika rozkazów na początek kodu programu.
 UrzÄ…dzenia we/wy i rejestry sterujÄ…ce ustawiane sÄ… w tryb standardowy (spoczynku)
 uniwersalne końcówki we/wy są ustawione jako wejścia o wysokiej impedancji, aby minimalnie
wpływać na otoczenie mk
 służy do wprowadzania mk w tryb programowania lub testowania
y
ródła RESETU:
 po włączeniu zasilania
 wywołany zewnętrznym sygnałem RESET
 reset programowy (wykonanie instrukcji RESET lub ustawienie odpowiedniego bita)
 reset wywołany przez układ watchdog
 reset wywołany przez układy nadzorujące poprawność pracy mk
12. · Przeznaczenie i zasada pracy licznika watchdog w mk.
Przeznaczenie:
 autonomiczne liczniki watchdog
 monitory sygnału zegarowego
 układy detekcji zaniku i powrotu napięć zasilających
 układy detekcji przyczyn awarii systemowych
13. · Cechy systemu przerwaÅ„ z programowym przeglÄ…daniem urzÄ…dzeÅ„ w mk.
 jc nie zna z
ródła przerwania. Musi programowo przejrzeć flagi przerwań wszystkich urządzeń
 flagi poszczególnych przerwań nie są kasowane sprzętowo przy wejściu w obsługę przerwania.
Trzeba je kasować programowo w trakcie obsługi
 najczęściej obsługa wszystkich przerwań jest pod jednym wspólnym adresem, zwanym wektorem
przerwań
 kolejność priorytetu przerwań zależy od przyjętej kolejności odpytywania flag przerwań
poszczególnych urządzeń
 zaleta: prostota struktury sprżetowej potrzebnej do realizacji systemu przerwań z programowym
przeglądaniem urządzeń
 wada: długi czas potrzebny na identyfikację z
ródła przerwania
14. · Cechy systemu przerwaÅ„ wektoryzowanych w mk.
 na sygnał potwierdzenia przyjęcia przerwania przez jc urządzenie, które zgłosiło przerwanie, podaje
na szynę danych kod identyfikacyjny, który jest traktowany jak numer elementu w wektorze
przerwań. Wektor przerwań reprezentuje listę adresów obsługi przerwań
 każde z
ródło przerwania ma przypisany adres obsługi przerwania w pamięci programu, zwany
wektorem przerwania
 każdemu przerwaniu przypisany jest priorytet (najpierw obsługiwany jest wyższy priorytet,
przerwanie o wyższym priorytecie może przerwać obsługę przerwania o niższym, istnieje możliwość
zmiany kolejności priorytetów)
 wejście w obsługę danego przerwania zeruje sprzetowo jego flagę przerwania
15. · Budowa i zasada dziaÅ‚ania linii portów równolegÅ‚ych.
- czytanie danych (pobieranie) podawanych z zewnÄ…trz na wyprowadzenia
portu przez port polega na doprowadzeniu chwilowych stanów napięć na
tych wyprowadzeniach do wewnętrznej szyny danych układu. Jest to
realizowane przez uaktywnienie trójstanowego bufora sygnałem  czytanie
wpisywanie (wprowadzanie) danej do portu powoduje, że chwilowy stan
wewnętrznej szyny danych zostaje zapamiętany w elementach
zapamietujących poszczególnych linii i wystawiany na wyprowadzenia
portu. Stan wyprowadzeń portu pozostaje niezmienny, dopóki nie nastąpi
kolejna operacja wpisania do portu.
16. · WÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci ukÅ‚adów peryferyjnych mk.
 sÄ… programowalne  zadania przekazywane sÄ… im do wykonania odpowiednimi rozkazami, przez
ustawienie odpowiednich bitów w rejestrach sterujących, przez wpisanie danych do rejestrów
danych
 duży stopień autonomii w stosunku do procesora rdzeniowego. Zadania wykonywane są
samodzielnie, bez zaangażowania czasu procesora
 układy we/wy programowane są za pośrednictwem magistrali wewnętrznej. Układom tym
przypisane sÄ… rejestry robocze, sterujÄ…ce i statusu
 o zakończeniu wykonywania zadań procesor informowany jest ustawieniem odpowiedniego bitu w
rejestrze stanu urządzenia lub wysłaniem sygnału żądania przerwania o ile jest ono odblokowane
17. · Schematyczna budowa ukÅ‚adu czasowego w mk oraz jego zasada pracy w dwóch
podstawowych konfiguracjach.
 jako właściwe układy czasowe  taktowane
wewnętrznym sygnałem zegarowym
przeznaczonym do taktowania jc. Timery
wykorzystywane sÄ… w programie
użytkownika jako wzorce czasu.
 Jako liczniki  taktowane zewnętrznymi
sygnałami doprowadzającymi poprzez linie
wejściowe portów i wykorzystywane w
programie użytkownika np. jako liczniki
zmian poziomów sygnałów zewnętrznych
18. · Schemat blokowy i zasada dziaÅ‚ania licznika w mk w konfiguracji rejestratora zdarzeÅ„.
Przed uruchomieniem zliczania program zeruje
licznik i określa zbocze sygnału zewnętrznego,
które ma spowodować rejestrację zdarzenia. Po
wystąpieniu tego zbocza zawartość licznika
jest przepisywana do rejestru zatrzaskowego
rejestratora zdarzeń. Układ może równocześnie
wygenerować przerwanie informujące jc o
zarejestrowaniu zdarzenia, jeśli wcześniej
ustawiono zezwolenie przerwania. W tym
układzie odczyt rejestru zatrzaskowego musi nastąpić przed wystąpieniem kolejnego zdarzenia, ponieważ
pracujący przez cały czas licznik przy następnym sygnale zewnętrznym zmieni zawartość rejestru
zatrzaskowego.
19. · Schemat blokowy i zasada dziaÅ‚ania licznika w mk w konfiguracji programowalnego
generatora impulsów.
Jc wpisuje do rejestru komparatora liczbę określającą
chwilÄ™ wygenerowania impulsu, po czym uruchamia
licznik. Po upływie zaprogramowanej liczby cykli
zegara, komparator wykrywa zrównanie ię zawartości
licznika i rejestru. Gdy to wykryje generuje sygnał
wyjściowy o zaprogramowanej wartości. Jednocześnie
licznik może wysyłać do jc przerwanie, o ile zostało
odblokowane.
20. · Schemat blokowy i zasada dziaÅ‚ania licznika w mk w konfiguracji generatora PWM.
Program zeruje licznik, po czym go uruchamia. Jeśli
zawartość licznika osiągnie zaprogramowaną liczbę
NT określającą okres impulsów, komparator ustawia
przerzutnik wyjściowy. Sygnał przepełnienia licznika
określa zatem początek okresu generowanego
przebiegu. W czasie zliczania kolejnych impulsów
zegara zawartość licznika jest porównywana z
zawartością rejestru szerokości impulsów, a po
zrównaniu się z nią generowany jest sygnał  = ,
który zeruje przerzutnik wyjściowy. Tym samym
impuls wytwarzany przez PWM kończy się.
21. · Budowa, zasada dziaÅ‚ania i typowe parametry wewnÄ™trznego przetwornika A/C w
mk.
Typowe parametry:
 długość słowa (najczęściej 10 bitów)
 czas konwersji (od kilku do
kilkunastu us)
 rozdzielczość (zwykle 1LSB ~5mV
przy zakresie 5V dla długości słowa
10 bitów)
 błąd całkowity (około 2LSB)
22. · Schemat blokowy, parametry i zasada dziaÅ‚ania komparatora analogowego w mk.
Zasada działania:
W przypadku idealnym wyjście komparatora przyjmuje tylko dwie wartości napięcia: wysoką dla u(t)niską dla u(t)>U. Przejście od jednego stanu do drugiego zachodzi dla u(t)=U, to jest dla punktu, w którym
charakterystyka wyjściowa wykazuje nieciągłość.
Parametry:
 próg komparacji  zewnętrzne napięcie podawane na jedno z wejść komparatora traktowane jako
napięcie odniesienia
 warunek komparacji  co się stanie, gdy napięcie wejściowe wzrośnie powyżej progu komparacji lub
zmaleje poniżej jego. Spełnienie warunku komparacji powoduje ustawienie odpowiedniej flagi i
generację przerwania, o ile nie zostało zablokowane
23. · Sterowanie oraz sposób odczytu i zapisu danych do wewnÄ™trznej pamiÄ™ci EEPROM.
24. · Schematyczna budowa sterownika komunikacji szeregowej w mk oraz realizowane
przez niego funkcje.
Funkcje:
- Funkcja nadajnika - wysyłanie zawartości określonego
rejestru, tzw. bufora nadajnika, w postaci szeregowej
poprzez określone wyprowadzenia portu. Oznacza to, że na
wyjściu linii portu pojawia się ciąg binarny odpowiadający
zawartości wysyłanego rejestru
- W funkcji odbiornika sterownik komunikacji szeregowej
potrafi przetworzyć ciąg binarny doprowadzony do wejścia
określonej linii portu na zawartość rejestru, zwanego
buforem odbiornika. Bufory nadajnika i odbiornika sÄ…
dostępne z poziomu programu użytkownika.
25. · Format danych dla standardu UART, budowa kontrolera interfejsu UART oraz
ogólna jego obsługa.
- Należy najpierw ustalić prędkość transmisji wpisując
odpowiednia wartość do rej. Generatora prędkości transmisji.
- Wybrać 8 lub 9 bitowy format danych w rej.
konfiguracyjnym.
- Odblokować przerwania od nadajnika i od odbiornika.
- Włączyć nadajnik i odbiornik.
- Jeśli chcemy wysłać daną, to w celu uruchomienia transmisji
wprowadzamy jÄ… do rejestru danych interfejsu UART. Gdy
dana ma być 9 bitowa, to przed tą operacją należy ustawić 9
bit danej znajdujÄ…cy siÄ™ w rej. Konfiguracyjnym. Przed
wysłaniem należy sprawdzić, czy poprzednia operacja
wysyłania danej przez UART została zakończona.
- Gdy interfejs odebrał daną, ustawiona jest flaga zakończony
odbior danej i generowane jest przerwanie. Odebrana dana
znajduje siÄ™ w rejestrze danych.
26. · Sposób Å‚Ä…czenia za pomocÄ… interfejsu SPI ukÅ‚adów typu master i slave.
27. · Procedury wymiany danych za pomocÄ… interfejsu SPI dla trybu master i trybu slave.
Tryb master:
 najpierw należy odpowiednio skonfigurować interfejs SPI mk: tryb master, poprawnie
skonfigurowane piny interfejsu (pin SCK ma być wyjściem), ustawić częstotliwość sygnału
zegarowego
 urządzenie peryferyjne musi być uaktywnione  najczęściej sluży do tego dodatkowa linia mk
podłączona do wejścia CS urządzenia peryferyjnego
 aby rozpocząć transmisję wpisuje się daną do rejestru przesuwnego
 po czym czeka się na zakończenie transmisji, testując flagę informującą o zakończeniu transmisji lub
czeka się na przerwanie od układu SPI, o ile jest odblokowane
 na zakończenie z rejestru przesuwnego można odczytać daną odebraną
Tryb slave:
 najpierw należy odpowiednio skonfigurować interfejs SPI mk: tryb slave poprawnie skonfigurowane
piny interfejsu (pin SCK ma być wejściem)
 następnie wpisuje się daną, którą chcemy wysłać do rejestru przesuwnego
 jeśli jest to wymagane, ustawia się odpowiedni bit w rejestrze sterującym SPI włączający interfejs
 urządzenie peryferyjne musi być aktywne i pracować w trybie master
 po czym czeka się na zakończenie transmisji, tktóre wywołuje przerwanie, o ile jest odblokowane
 na zakończenie z rejestru przesuwnego można odczytać daną odebraną
28. · Przebiegi czasowe interfejsu SPI.
29. · Budowa kontrolera interfejsu SPI w mk i znaczenie linii interfejsu SPI w mk.
30. · Schemat ogólny, zasada dziaÅ‚ania (funkcje poszczególnych bloków) ukÅ‚adu
peryferyjnego z interfejsem SPI.
Blok interfejsu SPI  służy do
komunikacji z układem (wysyłanie i odbiór
danych, wysyłanie rozkazów i odbiór
danych statusowych).
Blok warstwy aplikacji  realizuje zadania
zgodne z przeznaczeniem układu.
Blok interfejsu SPI składa się z:
- rejestru szeregowego  w takt sygnału
zegarowego wprowadzane sÄ… do niego
szeregowo dane na linii wejścia danych
SDI. Dane z układu szeregowo są
wystawiane na linii wyjście danych SDO
- układ kontrolny  steruje interfejsem SPI
za pośrednictwem linii CS oraz
podłączonych do niego cyfrowych
sygnałów sterujących, których występowanie zależy od zastosowania układu. Zarządza również
komunikacją między rejestrem szeregowym a blokiem aplikacji.
31. · Przebiegi czasowe sekwencji inicjalizacji, wysyÅ‚ania i odbierania bitów dla standardu
interfejsu 1- Wire.
32. · Zasada pracy interfejsu I2C i jego peÅ‚na sekwencja protokoÅ‚u transmisji szeregowej.
Standard I2C jest stosowany w urządzeniach powszechnego użytku, zwłaszcza audio-video, telekomunikacji
i systemach elektroniki przemyslowej. Transmisja danych odbywa siÄ™:
- szeregowo w dwóch kierunkach;
- przy użyciu dwóch linii: SCL  impulsy zegarowe synchronizujące transmisję, SDA  dwukierunkowa linia
danych
Układy współpracujące z magistralą I2C muszą być wyposażone w wyjścia z otwartym drenem dla linii SCL
i SDA. Do jednego układu master można przyłączyć dowolną liczbę układów slave, jednak pod warunkiem,
że pojemność połączeń nie przekroczy maksymalnej wartości równej 400pF. W transmisji interfejsem I2C
uczestniczy układ nadrzędny (master) oraz jeden lub więcej układów podrzędnych (slave).
33. · WÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci interfejsu CAN oraz grupy ukÅ‚adów obsÅ‚ugujÄ…cych interfejs CAN.
Właściwości:
 interfejs asynchroniczny, half-duplex
 struktura otwarta, tzn. może być rozszerzany o nowe węzły. Minimalna konfiguracja składa się z
dwóch węzłów. Liczba węzłów w trakcie pracy szyny może się zmieniać bez wpływu na działanie
szyny.
 Składa się z jednej linii transmisyjnej
 konfiguracja liniowa, czyli nie zawiera pętli
 przy braku sterowania szyna znajduje się w stanie recesywnym R, któremu odpowiada stan  1 . Jeśli
choć jeden węzeł wymusi stan dominujący D, stan może być zmieniony na  0
 dane transmitowane są metodą NRZ (non return to zero). Ponieważ interfejs składa się z jednej linii
konieczny jest arbitraż szyny. Wykonuje się go metodą CSMA/CD z opcją NDA
 adresy odbiorników (identyfikatory) są przesyłane jako integralna część przekazu.Standard CAN
przewiduje 11 bitowe identyfikatory, czyli umożliwia współpracę 2048 węzłów.
Układy obsługujące CAN:
 układy nadawczo-odbiorcze
 kontrolery współpracujące z mikroprocesorami, mikrokontrolerami, procesorami DSP
 mk z zaimplementowanym kontrolerem CAN
34. · PoÅ‚Ä…czenie miÄ™dzy urzÄ…dzeniami z interfejsem USB, znaczenie linii interfejsu USB i
sposoby zasilania urządzeń z interfejsem USB.
Znaczenie linii:
 Vbus  przewód zasilania +5V
 D+ - przewód symetrycznej skrętki sygnałowej
 D- - przewód symetrycznej skrętki sygnałowej
 GND  przewód masy zasilania
Sposoby zasilania:
 zasilanie pobierane wyłącznie z interfejsu USB (rys a)
 urządzenia z własnym zasilaniem (rys b)
 urządzenia z podwójnym zasilaniem (rys c)
35. · PojÄ™cie rodziny mk. Modyfikacje czÅ‚onków rodziny mk.
Rodzina mk  zbiór mk oparty na tym samym procesorze rdzeniowym, czyli układów o różnych
parametrach, ale zachowujących między sobą kompatybilność programową, tzn. posiadają tą samą jc, czyli
tÄ… samÄ… liste instrukcji
Modyfikacje członków danej rodziny mk:
 na poziomie jc dotyczy ona zmian: rozmiaru pamięci programu, rozmiaru pamięci danych RAM,
maksymalnej szybkosci pracy
 na poziomie urządzeń peryferyjnych. Modyfikacje w tej warstwie stanowią podstawowy wyróżnik
danego typu mk. Użytkownik otrzymuje do dyspozycji całą, niekiedy dość liczną rodzinę mk
różniących się kombinacjami wbudowanych w układ scalony układami we/wy
 na poziomie warstwy zacisków zewnętrznych i typów obudowy. Dotyczy głównie parametrów
elektrycznych zacisków mk oraz stosowanego typu obudowy mk.
36. · Definicja programowania zagnieżdżonego i cechy programów zagnieżdżonych.
Programowanie zagnieżdżone - tworzenie oprogramowania dla mse opartych na mk (i nie tylko) i
ukierunkowanych na zadania pomiarowo-sterujÄ…ce oraz komunikacyjne.
Cechy programów zagnieżdżonych:
 program jednoznacznie ustala funkcję mse, tzn. użytkownik ma możliwość zmiany funkcji systemu
zazwyczaj tylko w niewielkim zakresie przewidzianym przez program użytkowy, Ta cecha określana
jest jako  zagnieżdżenie programu.
 Działanie programu musi spełniać określone wymagania czasowe dotyczące przekraczania
maksymalnego czasu reakcji na określone zdarzenia zewnętrzne oraz realizacji określonych zadań
programowych w nieprzekraczalnym czasie. Ta cecha określana jest jako praca programu w  czasie
rzeczywistym
 są to programy działające na specyficznych zasobach sprzętowych warunkowanych
ukierunkowaniem budowy sprzętowej mse na konkretne zadanie
37. · Struktura programu użytkownika na mk.
Po włączeniu zasilania w programie użytkownika musi się
odbyć jednorazowa inicjalizacja, np. ustalenie trybu pracy
urządzeń peryferyjnych.
Właściwy program użytkownika jest realizowany:
 częściowo w niekonczącej się pętli głównej
 a częściowo w obsługach przerwań
38. · Zalety programowania w jÄ™zyku asemblera dla elektronicznych systemów wbudowanych.
 Możliwość pełnego panowania nad zasobami systemu. Programista ma nieograniczony dostęp do
wszystkich bloków na poziomie rejestrów i pojedynczych bitow
 żadna z funkcji systemu nie jest ukryta, w szczególności możliwe jest dowolne, nawet nietypowe
oddzialywanie na obszar stosu i mechanizm przerwań
 swobodne dysponowanie obszarem pamięci
 efektywny program wynikowy, szybszy i zajmujący na ogół mniej pamięci niż równoważny
program zapisany w języku wysokiego poziomu
 możliwość swobodnego wyboru formatu danych i precyzji obliczeń. Programista może samodzielnie
definiować wielobajtowe struktury danych do obliczeń o praktycznie dowolnej dokładności
 mozliwość dopasowania algorytmu do indywidualnych cech architektury mk oraz optymalizacji
programu wynikowego.
39. · Cykl projektowania i uruchamiania programu napisanego na mk.
 napisanie kodu z
ródłowego
 przetłumaczenie kodu z
ródłowego na kod maszynowy danego mk
 uruchomienie programu w systemie docelowym (mse)
Faza pierwsza i druga wykonywana jest najczęściej przy zastosowaniu standardowego komputera
osobistego, który określany jest mianem systemu rozwojowego.
Faza trzecia realizowana jest na rzeczywistym mse zawierającym mk. System ten jest określany mianem
systemu docelowego.
40. · Rozszerzenia jÄ™zyka C oraz zalecenia dotyczÄ…ce pisania programów w jÄ™zyku C na mk.
Rozszerzenia:
 wprowadzone sÄ… nowe typy zmiennych, np. zmienne bitowe
 przy deklaracji zmiennych wprowadzane są mechanizmy umożliwiające alokację (umiejscowienie)
zmiennej w określonym miejscu przestrzeni adresowej
 wprowadzane są nowe słowa kluczowe języka C
Zalecenia:
 fragmenty kodu z
ródłowego związane z obsługą specyficznych ukladów peryferyjnych umieszczać
w wydzielonych modułach
 typy zmiennych deklarować nie bezpośrednio przy deklaracji zmiennych, ale poprzez slowo
kluczowe typdef
 alokacji zmiennych nie dokonuje się bezpośrednio przy deklaracji zmiennych, lecz za pomocą
dyrektyw preprocesora, głównie przez użycie tzw. modelu pamięci
 alokacja funkcji służących do obsługi przerwań odbywa się w wydzielonym zbiorze, często
napisanym w języku asemblera
41. · Metody uruchamiania programów napisanych na mk.
 metoda prób i błędów  polega na wielokrotnym programowaniu mk i za każdym razem obserwacji
działania programu w mse i jego korekcji na podstawie tych obserwacji, aż do uzyskania
prawidłowego działania mk
 zastosowanie monitorów programowych i programów śledzących. Monitory są instalowane w
pamięci programu mk i kontrolują wykonywanie właściwego programu użytkowego oraz
komunikują się z systemem rozwojowym przez złącze szeregowe. Natomiast debuggery pracują w
przyłączonych do systemu komputerach PC
 zastosowanie emulatora sprzętowego mk  polega to na umieszczeniu, na czas uruchamiania
programu, w podstawce na mk sondy połączonej ze specjalnym układem sprzętowym, który emuluje
działanie mk. Emulator wiernie odtwarza wszystkie właściwości mk łącznie z jego wszystkimi
układami peryferyjnymi oraz pamięcią
 wykorzystanie specjalnych zasobów wewnętrznych mk niektóre mk zwłaszcza 32 bitowe posiadają
specjalne zasoby sprzętowe przeznaczone do wspierania procesu uruchamiania programu. Zasoby te
oferują w przybliżeniu wszystkie te możliwości co emulator sprzętowy, między innymi ustawienie
pułapek oraz pracę krokową. Zasoby te komunikują się przez dedykowane wyprowadzenia mk. Są
one dostępne wyłącznie na etapie uruchamiania programu, zatem nie są wykorzystywane przez
normalnmy program użytkowy.
42. · Procedura szeregowego programowania pamiÄ™ci programu mk w systemie docelowym.
 wprowadzenie mk w tryb programowania. Odbywa siÄ™ to poprzez podanie na odpowiednie
koncówki określonej sekwencji sygnałów lub odpowiednich poziomów napięć
 następnie przez dedykowany do programu interfejs szeregowy wprowadza się szeregowo
odpowiednie rozkzy sterujące procesem programowania pamięci. Część rozkazów dotyczy zapisu i
odczytu danych do/ze specjalnych rejestrów konfiguracyjnych zawartych w pamięci FLASH
odpowiedzialnych za konfigurację mk. Rejestry te są dostępne wyłącznie w trybie programowania
mk. Pozostałe rozkazy są związane z zapisem i odczytem danych z pamięci FLASH oraz z jej
kasowaniem.
 Na zakończenie programowania następuje odpowiednia sekwencja sygnałów lub zdjęcie
odpowiednich napięć powodujące wyjście z trybu programowania
43. · Sposoby programowania szeregowego pamiÄ™ci programu mk w systemie docelowym ze
względu na używany interfejs szeregowy.
 z wykorzystaniem interfejsu SPI
 oparte na interfejsie JTAG
 bazujÄ…c na dedykowanym interfejsie szeregowym
 opierajÄ…c siÄ™ na interfejsie UART i wbudowanym programie Å‚adujÄ…cym zawartym w dedykowanej
pamięci ROM mk
 bazując na interfejsie USB i wbudowanym w programie ladującym zawartym w pamięci mk