Zagadnienia zaliczeniowe z przedmiotu Układy i systemy mikroprocesorowe elektronika i telekomunikacja, stacjonarne zawodowe

Transkrypt

1 Zagadnienia zaliczeniowe z przedmiotu Układy i systemy mikroprocesorowe elektronika i telekomunikacja, stacjonarne zawodowe System mikroprocesorowy 1. Przedstaw schemat blokowy systemu mikroprocesorowego. 2. Jakie podstawowe bloki składają się na system mikroprocesorowy? 3. Jakie szyny wchodzą w skład magistrali systemowej? 4. Przedstaw krótko przeznaczenie linii szyny: danych, adresowej i sterowania. 5. Na jaki parametr systemu mikroprocesorowego ma wpływ szerokość szyny danych? 6. Na jaki parametr systemu mikroprocesorowego ma wpływ szerokość szyny adresowej? 7. Co to jest jednostka centralna? 8. Jaka jest różnica pomiędzy mikroprocesorem a mikrokontrolerem? 9. Na jakie zastosowania ukierunkowany jest mikroprocesor a na jakie mikrokontroler? 10. Jaki jest cel stosowania buforów trójstanowych? 11. Jakie informacje przesyłane są przez port P2 przy dołączeniu do mikrokontrolera rodziny MCS-51 zewnętrznej pamięci danych lub programu? 12. Jakie informacje przesyłane są przez port P0 przy dołączeniu do mikrokontrolera rodziny MCS-51 zewnętrznej pamięci danych lub programu? 13. Dlaczego przy dołączeniu do mikrokontrolera rodziny MCS-51 zewnętrznej pamięci danych lub programu konieczne jest zastosowanie 8-bitowego rejestru zatrzaskowego dla informacji pojawiających się na liniach portu P0? 14. Co nazywamy mapą pamięci? 15. Jaki jest maksymalny rozmiar wewnętrznej pamięci danych w mikrokontrolerach rodziny 16. Jaki jest maksymalny rozmiar zewnętrznej pamięci danych w mikrokontrolerach rodziny 17. Jaki jest maksymalny rozmiar pamięci programu w mikrokontrolerach rodziny 18. W jaki sposób dla mikrokontrolera rodziny MCS-51 posiadającego 256B wewnętrznej pamięci danych rozróżniany jest dostęp do pamięci użytkowej i obszaru rejestrów specjalnych występujących w ty samy zakresie adresów? 19. Co znajduje się w wewnętrznej pamięci danych mikrokontrolerów rodziny MCS-51 w przedziale adresów 00h do 1Fh? 20. Jak może być realizowane adresowanie obszaru pamięci wewnętrznej mikrokontrolera rodziny MCS-51 znajdującego się w zakresie adresów 20h do 2Fh? 21. Ile banków rejestrów posiada mikrokontroler MCS-51 i ile rejestrów znajduje się w każdym banku? 22. Przedstaw krótko podstawowe cechy architektury: von Neumana, harwardzkiej i zmodyfikowanej architektury harwardzkiej. Jednostka centralna 23. Jakie jest zadanie jednostki centralnej w systemie mikroprocesorowym? 24. Podaj nazwy dwóch podstawowych bloków występujących w jednostce centralnej, podaj ich funkcjonalne przeznaczenie oraz wymień elementy znajdujące się w każdym z bloków. 25. Opisz przeznaczenie następujących rejestrów jednostki centralnej: akumulator, licznik programu, rejestr rozkazu, wskaźnik stosu. 26. Jaką rolę w jednostce centralnej pełni jednostka arytmetyczno-logiczna? 27. Omów rolę następujących znaczników w rejestrze znaczników: znacznik przeniesienia, znacznik zera, znacznik nadmiaru, znacznik przeniesienia pomocniczego.

2 Rozkazy 28. Co nazywamy listą rozkazów? 29. Jakie pola można wyróżnić w kodzie rozkazu? 30. Jakie dwie podstawowe fazy wyróżniamy w cyklu rozkazowym i jakie operacje są w każdej z nich realizowane? 31. Co składa się na skrót mnemoniczny rozkazu? 32. Wymień podstawowe grupy instrukcji realizowane przez mikrokontrolery rodziny MCS Podaj mnemoniki rozkazów realizujących operacje przesłania danych w mikrokontrolerach rodziny MCS-51 w obszarze wewnętrznej i zewnętrznej pamięci danych oraz pamięci programu. 34. Jaka jest różnica pomiędzy rozkazami skoków warunkowych i bezwarunkowych? 35. Jeśli warunek w rozkazie skoku warunkowego nie jest spełniony, to który rozkaz wykonywany jest jako następny? 36. Czym jest cykl rozkazowy, a czym cykl maszynowy? 37. Scharakteryzuj funkcjonowanie stosu. 38. Na jaką wartość ustawiony jest po resecie rejestr wskaźnika stosu w mikrokontrolerach rodziny 39. Podaj co najmniej trzy sytuacje, w których następuje wykorzystywanie stosu. 40. Czym jest podprogram? 41. Jakie działania wykonuje jednostka centralna przy wykonaniu rozkazu wywołania podprogramu, a jakie podczas wykonywania rozkazu wyjścia z podprogramu? 42. Scharakteryzuj następujące tryby adresowania: implikowane, natychmiastowe, bezpośrednie, pośrednie, rejestrowe, rejestrowe pośrednie, indeksowe i względne. 43. Czym charakteryzuje się sposób zapisu argumentów wielobajtowych określany nazwą little- oraz big-endian? Pamięci stosowane w systemach mikroprocesorowych 44. Wymień dwa podstawowe rodzaje pamięci stosowane w systemach mikroprocesorowych. 45. Przedstaw i scharakteryzuj podstawowe rodzaje pamięci ROM. 46. Wymień podstawowe rodzaje pamięci RAM. 47. Podaj trzy podstawowe parametry charakteryzujące pamięci. 48. Jakie rodzaje linii sterujących zwykle występują w pamięciach RAM, a jakie w pamięciach ROM? Podaj ich funkcjonalne przeznaczenie. 49. Czym różnią się pamięci Flash typu NOR od pamięci Flash typu NAND? 50. Czym charakteryzują się pamięci FRAM? Dołączanie układów peryferyjnych do magistrali systemowej 51. Wymień i scharakteryzuj trzy podstawowe grupy układów wejścia-wyjścia. 52. Czym charakteryzuje się adresowanie jednolite układów wejścia-wyjścia i pamięci danych? 53. Czym charakteryzuje się adresowanie rozdzielone układów wejścia-wyjścia i pamięci danych? 54. Jaką rolę w systemie mikroprocesorowym pełni dekoder adresowy i jakie są zwykle jego sygnały wejściowe i wyjściowe? 55. Wyjaśnij konfigurację sprzętową systemu opartego na mikrokontrolerze rodziny MCS-51 i działającego pod kontrolą programu monitora.

3 Obsługa znakowego wyświetlacza LCD Wszystkie pytania dotyczą wyświetlacza LCD sterowanego z wykorzystaniem układu HD Z wykorzystaniem ilu linii danych można realizować komunikację ze sterownikiem wyświetlacza LCD? 57. Jakie jest znaczenie sygnału przesyłanego po linii R/W? 58. Jakie jest znaczenie sygnału przesyłanego po linii RS? 59. Jest znaczenie sygnału przesyłanego po linii E? 60. Jaka informacja jest przechowywana w pamięci CG-ROM sterownika wyświetlacza? 61. Jaka informacja jest przechowywana w pamięci CG-RAM sterownika wyświetlacza? 62. Jaka informacja jest przechowywana w pamięci DD-RAM sterownika wyświetlacza? 63. W jaki sposób realizowane jest definiowanie własnych znaków przez użytkownika? 64. W jaki sposób można dokonać sprawdzenia zajętości sterownika przed wysłaniem do niego kolejnej informacji? 65. Które rozkazy muszą być co najmniej wysłany do sterownika wyświetlacza podczas procesu jego konfiguracji, gdy oprogramowujemy moduł LCD z polem odczytowym o 2 liniach i 16 znakach w każdej linii? Odpowiedź uzasadnij. Układy peryferyjne mikrokontrolerów. Układy czasowo-licznikowe 66. Scharakteryzuj krótko 4 tryby pracy liczników T0 i T1 występujących w mikrokontrolerach rodziny MCS-51 wymieniając ich pojemność, sposób doprowadzenie sygnału taktującego, sterowanie oraz ewentualne inne cechy charakterystyczne. 67. Podaj nazwy bitów, które w mikrokontrolerach rodziny MCS-51 uruchamiają do pracy liczniki T0, T1 oraz T Podaj nazwy bitów, które w mikrokontrolerach rodziny MCS-51 wskazują przepełnienie licznika T0, T1 oraz T W jakim kierunku (w górę czy w dół) zliczają liczniki w mikrokontrolerach rodziny Obsługa układów peryferyjnych 70. Podaj dwa podstawowe sposoby obsługi układów podłączonych do magistrali systemowej systemu mikroprocesorowego. 71. Scharakteryzuj proces programowego przeglądania urządzeń podłączonych do magistrali systemu mikroprocesorowego. 72. Scharakteryzuj system przerwań w systemie mikroprocesorowym? 73. Jakie działania wykonuje jednostka centralna systemu mikroprocesorowego podczas przejścia do podprogramu obsługi przerwania? 74. Jakie działania muszą być wykonane przez programistę, aby w przypadku wystąpienia przerwania maskowanego zostało ono przyjęte i obsłużone? 75. Podaj nazwę rejestru, który w mikrokontrolerach rodziny MCS-51 umożliwia odblokowanie/zablokowanie przyjmowania przerwań od określonych źródeł. 76. Jakie są źródła przerwań maskowalnych w mikrokontrolerach rodziny 77. Jakimi poziomami i zmianami poziomów logicznych mogą być wywoływane przerwania zewnętrzne INT0 i INT1 w mikrokontrolerach rodziny 78. Jak jest różnica między zgłaszaniem przerwań zewnętrznych INT0 i INT1 poziomem i zboczem opadającym? 79. Czy podczas obsługi przerwania w jednopoziomowym systemie przerwań może nastąpić zatrzymanie realizacji obsługi danego przerwania i przejście do obsługi przerwania o wyższym priorytecie? Jeśli tak, to podaj przykładowy przypadek.

4 80. Czy podczas obsługi przerwania w wielopoziomowym systemie przerwań może nastąpić zatrzymanie realizacji obsługi danego przerwania i przejście do obsługi przerwania o wyższym priorytecie? Jeśli tak, to podaj przykładowy przypadek. 81. Jakie dwa rodzaje przerwań (ze względu na możliwość ich blokowania lub nie) mogą występować w systemach mikroprocesorowych? Podaj, czym się różnią. 82. Jakie działania wpływają na czasowe opóźnienie wykonania rozkazów związanych z obsługą przerwań od chwili pojawienia się zgłoszenia przerwania? 83. Jaka jest kolejność działań wykonywanych przez jednostkę centralną przy wykonywaniu rozkazów i sprawdzaniu wystąpienia przerwań? 84. Ilu poziomowy jest system przerwań występujący w mikrokontrolerze 85. Co jest źródłem wywołania przerwań niemaskowanych w mikrokontrolerze rodziny Wyświetlacze LED 86. Wymień zalety i wady sterowania statycznego 7-segmentowego wyświetlacza LED. 87. Znając napięcie zasilania układu, spadek napięcia na diodzie LED oraz prąd jaki ma przez nią przepływać oblicz wartość rezystora ograniczającego prąd przepływający przez tę diodę. 88. Opisz proces wyświetlania informacji na 7-segmentowym wyświetlaczu LED przy sterowaniu multipleksowanym. 89. Wymień zalety i wady sterowania multipleksowanego grupą 7-segmentowych wyświetlaczy LED. Klawiatury 90. Jakie dwa rodzaje klawiatur można wyróżnić ze względu na organizację klawiszy? 91. Podaj dwa podstawowe sposoby przyłączania klawiszy do linii portu mikrokontrolera w klawiaturze niekodowanej. 92. Jakie dwa rozwiązania można stosować w celu zmniejszenia wpływu drgań mechanicznych na poprawność odczytu stanu zestyku klawisza? 93. Przedstaw idee pracy klawiatury matrycowej i sposób dekodowania wciśniętego klawisza metoda wędrującego zera. 94. Jaki dodatkowy element stosowany w klawiaturze matrycowej zabezpiecza przed błędna identyfikacją wciśniętych klawiszy? 95. Przedstaw idee identyfikacji wciśniętego klawisza w klawiaturze matrycowej metoda odwracania linii. 96. Jaka jest różnica pomiędzy kodami wysyłanymi prze klawiaturę PC/AT podczas wciśnięcia i zwolnienia klawisza? 97. Która ze stron (klawiatura, czy urządzenie nadrzędne) generuje sygnał zegarowy na linii zegarowej KBD_CLOCK podczas zapisu i odczytu informacji? Wymiana informacji między systemami mikroprocesorowymi 98. Podaj, jakie dwa rodzaje transmisji można wyróżnić biorąc pod uwagę ilość bitów przesyłanych jednocześnie. Scharakteryzuj je krótko. 99. Podaj, jakie dwa rodzaje transmisji można wyróżnić biorąc pod uwagę sposób organizacji wymiany informacji. Scharakteryzuj je krótko Podaj, jak realizowana jest transmisja szeregowa w sposób synchroniczny, a jak w sposób asynchroniczny Podaj wady i zalety szeregowej transmisji synchronicznej i asynchronicznej Podaj co najmniej jeden sposób oceny poprawności transmisji i krótko go scharakteryzuj.

5 103. Co to jest protokół transmisji? 104. Wymień i scharakteryzuj trzy tryby pracy łącza szeregowego Co to jest format transmisji? Układy peryferyjne mikrokontrolerów układ transmisji szeregowej 106. Scharakteryzuj krótko 4 tryby pracy portu szeregowego w mikrokontrolerach rodziny MCS-51 wymieniając rodzaj realizowanej transmisji (synchroniczna, asynchroniczna), wielkość przenoszonej jednorazowo jednostki informacyjnej oraz możliwą do ustawienia prędkość transmisji Jakie jest funkcjonalne znaczenie bitów TI i RI znajdujących się w rejestrze SCON w mikrokontrolerach rodziny 108. W którym trybie pracy portu szeregowego w mikrokontrolerach rodziny MCS-51w ramce informacyjnej nie występuje bit startu i stopu? 109. Który z liczników w mikrokontrolerach rodziny MCS-51 może określać prędkość transmisji portu szeregowego pracującego w trybie 1 lub 3? 110. W którym trybie powinien pracować licznik T1 w mikrokontrolerach rodziny MCS- 51?, jeśli wykorzystywany jest do określenia prędkości transmisji portu szeregowego? 111. Który rezonator kwarcowy (12 MHz, czy 11,0592 MHz) nadaje się lepiej dla mikrokontrolera rodziny MCS-51, w którym port szeregowy będzie pracował w trybie 1? Odpowiedź uzasadnij Jakich czynności wymaga przygotowanie do pracy łącza szeregowego? Interfejsy RS-232 i RS Jakie napięcia reprezentują stany zera i jedynki logicznej w standardzie RS-232C? 114. Które linie wystarczy połączyć pomiędzy dwoma systemami mikroprocesorowymi posiadającymi interfejs RS-232C, aby możliwe było przeprowadzanie transmisji bez potwierdzenia? 115. Jaka jest maksymalna długość, jaką może osiągnąć magistrala w przypadku interfejsu RS-485? 116. Ilu przewodowa jest magistrala w przypadku komunikacji z wykorzystaniem interfejsu RS-485? 117. Ile jednostkowych obciążeń może być dołączonych do magistrali RS-485? 118. Czy w przypadku interfejsu RS-485 można realizować transmisję w trybie dupleksowym? Jeśli tak, to jaka jest wtedy ilość przewodów magistrali? Interfejs I 2 C 119. Jakie informacje przesyłane są po linii SDA, a jakie po linii SCL? 120. Czy do magistrali I 2 C może być podłączone więcej niż jeden układ master? 121. Które z urządzeń (master czy slave) przejmuje kontrolę nad magistralą I 2 C i przebiegiem transmisji danych? 122. Które z urządzeń (master czy slave) generuje sygnał zegarowy na linii SCL? 123. Z ilu bitów składa się adres urządzeń slave podłączanych do magistrali I 2 C? 124. Jakie są maksymalne graniczne prędkości transmisji w każdym z trzech trybów pracy magistrali I 2 C? 125. Na czym polega generacja sekwencji START? 126. Na czym polega generacja sekwencji STOP? 127. Przy jakim stanie na linii zegarowej może odbywać się zmiana danych na linii SDA? 128. Przy jakim stanie na linii zegarowej zmiana danych na linii SDA jest zabroniona? 129. Jaki stan na linii danych oznacza potwierdzenie przyjęcie bajta informacji przez odbiornik?

6 130. Jaki stan na linii danych oznacza brak potwierdzenia przyjęcia bajta danych przez odbiornik? 131. Od którego bitu (najstarszego czy najmłodszego) nadawany jest bajt informacji? 132. Co określa najmniej znaczący bit bajta zawierającego 7-bitowy adres i przy jakiej wartości tego bitu kierunek przesyłania informacji jest od układu master do układu slave? 133. W jaki sposób układ slave może zawiesić przesyłanie informacji z układu master? 134. Kiedy stosowana jest tzw. procedura arbitrażowa i na czym polega? Interfejs SPI 135. Jakie informacje są przesyłane po liniach MISO i MOSI? 136. Jaka informacja jest przesyłana po linii SCK? 137. Do czego służy wejście SS w układach slave? 138. Czy interfejs SPI jest interfejsem szeregowym synchronicznym, czy asynchronicznym? 139. Jakie dwa rodzaje układów przyłączane są do magistrali z wykorzystaniem interfejsu SPI? 140. Ile układów master i slave może być przyłączonych do magistrali z wykorzystaniem interfejsu SPI? 141. Który z układów podczas transmisji danych generuje sygnał zegarowy? 142. Omów sposób, w jaki następuje transmisja danych z wykorzystaniem interfejsu SPI pomiędzy układem master i slave. Uruchamianie systemów mikroprocesorowych 143. Wymień środki wspomagające uruchamianie systemów mikroprocesorowych Omów zasadę działania systemu mikroprocesorowego z programem monitora Jak rozumieć właściwość programowania mikrokontrolera w systemie? 146. Jak rozumieć właściwość programowania mikrokontrolera w aplikacji?