Mikrokontrolery w mechatronice. Wstępne uwagi

Podobne dokumenty
SYSTEMY LICZBOWE. Zapis w systemie dziesiętnym

SYSTEMY LICZBOWE 275,538 =

Mikrokontrolery i ich zastosowania. Wstępne uwagi

Wstęp do informatyki- wykład 1

Systemy liczbowe. 1. System liczbowy dziesiętny

System Liczbowe. Szesnastkowy ( heksadecymalny)

Techniki multimedialne

Cyfrowy zapis informacji. 5 grudnia 2013 Wojciech Kucewicz 2

L6.1 Systemy liczenia stosowane w informatyce

1.1. Pozycyjne systemy liczbowe

Znaki w tym systemie odpowiadają następującym liczbom: I=1, V=5, X=10, L=50, C=100, D=500, M=1000

ARCHITEKTURA KOMPUTERÓW Systemy liczbowe

Wstęp do informatyki- wykład 1 Systemy liczbowe

Jednostki informacji. Bajt moŝna podzielić na dwie połówki 4-bitowe nazywane tetradami (ang. nibbles).

Technologie Informacyjne

Teoretyczne Podstawy Informatyki

Programowanie Niskopoziomowe

Kodowanie informacji. Kody liczbowe

RODZAJE INFORMACJI. Informacje analogowe. Informacje cyfrowe. U(t) U(t) Umax. Umax. R=(0,Umax) nieskończony zbiór możliwych wartości. Umax.

Podstawy działania układów cyfrowych...2 Systemy liczbowe...2 Kodowanie informacji...3 Informacja cyfrowa...4 Bramki logiczne...

Systemy zapisu liczb.

Wstęp do informatyki. Pojęcie liczebności. Zapis liczb. Liczenie bez liczebników. Podstawy arytmetyki komputerowej. Cezary Bolek

SYSTEMY LICZBOWE. SYSTEMY POZYCYJNE: dziesiętny (arabski): 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 rzymski: I, II, III, V, C, M

Wstęp do informatyki. Pojęcie liczebności. Liczenie bez liczebników. Podstawy arytmetyki komputerowej. Cezary Bolek

Technika mikroprocesorowa. W. Daca, Politechnika Szczecińska, Wydział Elektryczny, 2007/08

Urządzenia Techniki. Klasa I TI. System dwójkowy (binarny) -> BIN. Przykład zamiany liczby dziesiętnej na binarną (DEC -> BIN):

Wprowadzenie do architektury komputerów systemy liczbowe, operacje arytmetyczne i logiczne

WYKORZYSTANIE MIKROKONTROLERÓW KŁ ZSP W pracy wykorzystano materiały autorstwa. Rafała Frąckiewicza. z firmy PAM w Jeleniej Górze

Systemy liczbowe Plan zaję ć

Wykład 2. Przegląd mikrokontrolerów 8-bit: -AVR -PIC

Wstęp do Informatyki. dr inż. Paweł Pełczyński

Systemy liczenia. 333= 3*100+3*10+3*1

Podstawy Informatyki. Inżynieria Ciepła, I rok. Wykład 5 Liczby w komputerze

12. Wprowadzenie Sygnały techniki cyfrowej Systemy liczbowe. Matematyka: Elektronika:

Przedmiot: Urządzenia techniki komputerowej Nauczyciel: Mirosław Ruciński

Architektura mikroprocesorów TEO 2009/2010

Wielkość analogowa w danym przedziale swojej zmienności przyjmuje nieskończoną liczbę wartości.

Wykład 2. Informatyka Stosowana. 10 października Informatyka Stosowana Wykład 2 10 października / 42

LABORATORIUM PROCESORY SYGNAŁOWE W AUTOMATYCE PRZEMYSŁOWEJ. Zasady arytmetyki stałoprzecinkowej oraz operacji arytmetycznych w formatach Q

Wykład 2. Informatyka Stosowana. 9 października Informatyka Stosowana Wykład 2 9 października / 42

Systemy liczbowe. 1. Przedstawić w postaci sumy wag poszczególnych cyfr liczbę rzeczywistą R = (10).

Arytmetyka komputera. Na podstawie podręcznika Urządzenia techniki komputerowej Tomasza Marciniuka. Opracował: Kamil Kowalski klasa III TI

Pracownia Komputerowa wykład VI

Stan wysoki (H) i stan niski (L)

ARCHITEKTURA KOMPUTERÓW Liczby zmiennoprzecinkowe

DYDAKTYKA ZAGADNIENIA CYFROWE ZAGADNIENIA CYFROWE

Cyfrowy zapis informacji

Technika Cyfrowa i Mikroprocesorowa

Dla człowieka naturalnym sposobem liczenia jest korzystanie z systemu dziesiętnego, dla komputera natomiast korzystanie z zapisu dwójkowego

ARCHITEKTURA SYSTEMÓW KOMPUTEROWYCH

Podstawy Informatyki dla Nauczyciela

ZAMIANA SYSTEMÓW LICZBOWYCH

Technika mikroprocesorowa. W. Daca, Politechnika Szczecińska, Wydział Elektryczny, 2007/08

Samodzielnie wykonaj następujące operacje: 13 / 2 = 30 / 5 = 73 / 15 = 15 / 23 = 13 % 2 = 30 % 5 = 73 % 15 = 15 % 23 =

Algorytmy i struktury danych

Arytmetyka. Arytmetyka. Magdalena Lemańska. Magdalena Lemańska,

1259 (10) = 1 * * * * 100 = 1 * * * *1

Kodowanie liczb całkowitych w systemach komputerowych

Systemy liczbowe używane w technice komputerowej

Mikrokontroler ATmega32. Język symboliczny

Plan wyk ladu. Kodowanie informacji. Systemy addytywne. Definicja i klasyfikacja. Systemy liczbowe. prof. dr hab. inż.

Arytmetyka komputera

1. Wprowadzenie Programowanie mikrokontrolerów Sprzęt i oprogramowanie... 33

Architektura komputerów Reprezentacja liczb. Kodowanie rozkazów.

Logiczny model komputera i działanie procesora. Część 1.

Technologie informacyjne (wyk. 1) Podstawowe pojęcia związane z informatyką, zarys historii informatyki, komputerowy zapis informacji

Pracownia Komputerowa wyk ad VI

KOMUNIKACJA Z OTOCZENIEM MIKROKONTROLERA

Przykładowe pytania DSP 1

Tranzystor JFET i MOSFET zas. działania

Wydział Mechaniczny. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

1. Operacje logiczne A B A OR B

DZIESIĘTNY SYSTEM LICZBOWY

Dane, informacja, programy. Kodowanie danych, kompresja stratna i bezstratna

Pracownia Komputerowa wykład IV

Laboratorium Wykorzystanie kalkulatora Windows do obliczania adresów sieciowych

Metody numeryczne Technika obliczeniowa i symulacyjna Sem. 2, EiT, 2014/2015

Architektura komputerów

Mikrokontrolery AVR Wprowadzenie

Mikrokontrolery w mechatronice. Wykład 4

Charakterystyka mikrokontrolerów. Przygotowali: Łukasz Glapiński, Mateusz Kocur, Adam Kokot,

Moduł 2 Zastosowanie systemów liczbowych w informacji cyfrowej

SCENARIUSZ LEKCJI. Autorzy scenariusza: Krzysztof Sauter (informatyka), Marzena Wierzchowska (matematyka)

Wprowadzenie do informatyki i użytkowania komputerów. Kodowanie informacji System komputerowy

Pracownia Komputerowa wykład V

MIKROKONTROLERY I MIKROPROCESORY

Architektura systemów komputerowych Laboratorium 5 Kodowanie liczb i tekstów

Liczby rzeczywiste są reprezentowane w komputerze przez liczby zmiennopozycyjne. Liczbę k można przedstawid w postaci:

ARCHITEKRURA KOMPUTERÓW Kodowanie liczb ze znakiem

PODSTAWY INFORMATYKI. Informatyka? - definicja

Liczniki, rejestry lab. 08 Mikrokontrolery WSTĘP

Języki i metodyka programowania. Reprezentacja danych w systemach komputerowych

Wykład 4. Przegląd mikrokontrolerów 16-bit: - PIC24 - dspic - MSP430

E-TRONIX Sterownik Uniwersalny SU 1.2

Dane, informacja, programy. Kodowanie danych, kompresja stratna i bezstratna

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: EEL s Punkty ECTS: 2. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Technika Cyfrowa 1 wykład 1: kody. Dr inż. Jacek Mazurkiewicz Katedra Informatyki Technicznej

Przykłady zastosowań systemów mikroprocesorowych

Spis treœci. Co to jest mikrokontroler? Kody i liczby stosowane w systemach komputerowych. Podstawowe elementy logiczne

Mikroprocesory i Mikrosterowniki

Transkrypt:

Mikrokontrolery w mechatronice Wstępne uwagi

Wstępny program wykładu: Układy sterowania;układy programowalne. System binarny i heksadecymalny. Mikroprocesor i mikrokontroler - podobieństwa i różnice. Charakterystyka przykładowego mikrokontrolera na przykładzie układu z rodziny HC05 (Motorola/Freescale). Architektura mikrokontrolera RISC na przykładzie układu rodziny ATmega (Atmel). Inne rodziny - mikrokontrolery z rdzeniem ARM, procesory DSP. Sposoby pisania programu dla mikrokontrolera, narzędzia programowe i sprzętowe. Sprzęganie mikrokontrolera z urządzeniami zewnętrznymi. Systemy RTOS - wprowadzenie. Inne zagadnienia - kompatybilność elektromagnetyczna (EMC).

Układ sterowania - podstawowe pojęcia Układ o stałym algorytmie działania: działanie układu określone jest przez budowę układu; każdorazowa zmiana realizowanego zadania wymaga przebudowy całego układu. WEJ WYJ "Sztywn y" algorytm dzia lania

Układ programowalny Sposób działania określony jest poprzez algorytm umieszczony w pamięci układu WEJ WYJ Modyfikacja działania U.P. nie wymaga zmiany jego struktury! algorytm dzia lania (p rog ra m ) PAMIĘĆ PROGRAMU Pierwsze przykłady - krosna mechaniczne (XIX w.); Większe rozpowszechnienie - dopiero po wynalezieniu mikroprocesora (lata 70-te XX w.).

System (kod) dziesiętny Używany w życiu codziennym, podstawą systemu jest liczba 10 Np. 1895 = 1*10^3+8*10^2+9*10^1+5*10^0 Do wyrażenia dowolnej liczby naturalnej potrzeba 10 wartości ze zbioru {0,1,2,...,9}. Liczby zapisane w systemie dziesiętnym często oznaczane są przyrostkiem DEC. System bardzo niedogodny do stosowania w technice cyfrowej!

System (kod) binarny (dwójkowy) Podstawą tego systemu (kodu) jest liczba 2. Liczby zapisane w systemie binarnym często oznaczane są przyrostkiem BIN. Do wyrażenia dowolnej liczby naturalnej wystarczają 2 wartości = 0 oraz 1. 1011BIN=1*2^3+0*2^2*1*2^1+1*2^0 = 11DEC System łatwy do zastosowania w technice cyfrowej!

Każda z pozycji wewnątrz liczby binarnej nazywana jest bitem; bit może przyjąć wartość 0 lub 1. W zapisie liczbowym bit pierwszy od lewej nazywamy najbardziej znaczącym (MSB - Most Significant Bit) a pierwszy od prawej najmniej znaczącym (LSB - Least Significant Bit). 1010 -> MSB=1, LSB=0.

Inne systemy liczbowe Kod szesnastkowy (heksadecymalny) - oznaczenie HEX; podstawą jest liczba 16 (w zapisie dziesiętnym). Kod ósemkowy (oktalny) - oznaczenie OCT; podstawą jest liczba 8 [kod rzadko używany].

Niedogodności kodu binarnego Znaczna długość zapisywanych wyrażeń: 254DEC = 11111101BIN ; przy użyciu n cyfr binarnych (bitów) można zapisać 2^n możliwych wartości. Np. przy użyciu 8 bitów = 256DEC możliwych wartości. Z pomocą przychodzi kod szesnastkowy 254DEC = FEBIN Sposób konwersji BIN->HEX : liczbę binarną dzielimy na paczki po 4 bity, zaczynając od prawej (czyli od LSB); następnie każdą paczkę zamieniamy na liczbę szesnastkową według następującej tabeli:

DEC BIN HEX OCT 0 00000000 0 0 1 00000001 1 1 2 00000010 2 2 3 00000011 3 3 4 00000100 4 4 5 00000101 5 5 6 00000110 6 6 7 00000111 7 7 8 00001000 8 10 9 00001001 9 11 10 00001010 A 12 11 00001011 B 13 12 00001100 C 14 13 00001101 D 15 14 00001110 E 16 15 00001111 F 17 16 00010000 10 20

Paczki 4-bitowe określamy jako nible natomiast 8-bitowe jako bajty (byte), 16-bitowe jako słowa (word). W technice mikroprocesorowej wykorzystywany jest głównie kod binarny. Wartości 1 przydzielany jest stan wysoki napięcia (stąd oznaczenie H = High), natomiast wartości 0 stan niski (L=Low). Informacje wewnątrz procesora przechowywane są w tzw. rejestrach. Z pewnym przybliżeniem rejestr można potraktować jako komórkę specjalizowanej pamięci o ustalonej pojemności (liczbie bitów). Liczbę tę nazywamy długością rejestru.

Mikroprocesor i mikrokontroler - - podobieństwa i różnice MIKROPROCESOR: duży pobór prądu (>1A) duża moc obliczeniowa duża liczba niezbędnych układów pomocniczych dość wysoka cena MIKROKONTROLER: niewielki pobór prądu (<10mA) mała lub średnia moc obliczeniowa minimalna liczba niezbędnych elementów pomocniczych niewielka cena (<1 US$). Dodatkowe cechy: możliwość przejścia w stan uśpienia, sprzętowe zabezpieczenia przed zawieszeniem się programu (watchdog).

Najważniejsi producenci mikrokontrolerów Microchip - procesory rodziny PIC Philips - procesory rodz. 8051,ARM Freescale (do 07.2004 jako Motorola) - rodziny HC05,08,11,16,32... Atmel - 8051, AVR Hitachi- Renesas ST Microelectronics - ST6,ST7...

Procesory rodziny HC05 - wstępne informacje