MIKRODATORTEKNIK 2012 INNEHÅLLSFÖRTECKNING

Transkript

1 MIKRODATORTEKNIK 2012 INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1. INLEDNING 1.1. Milstolpar i datorns historia 1.2. Några viktiga begrepp 1.3. Mikrodatorns användningsområden 2. TALSYSTEM, KODER OCH BINÄR ARITMETK 2.1. Binära heltal utan förtecken 2.2. Binära heltal med förtecken 2.3. Binär aritmetik 2.4. Binära bråk och flyttal 2.5. Bitvisa operationer 2.6. Lagring av binära tal i primärminnet 2.7. Alfa-numeriska koder 3. MIKROPROCESSORN 3.1. Maskininstruktioner 3.1. Processorns uppbyggnad 3.3. Hur exekverar processorn instruktioner? 3.4. Styrenheten i processorn 4. PRIMÄRMINNET 4.1. Inledning 4.2. Skriv-läsminnen, RAM 4.3. Icke-flyktiga minnen, ROM 5. BUSSAR 5.1. Allmänt 5.2. Bussprotokoll 5.3. Standardbussar 6. GRÄNSSNITT FÖR I/O-ENHETER 6.1. Allmänt 6.2. Maskinvara för I/O-gränssnitt 6.3. Avbrott 6.4. DMA, direkt minnesåtkomst 7. I/O MED SERIESIGNALER 7.1. Inledning 7.2. Asynkron dataöverföring 7.3. Synkron dataöverföring 8. PROGRAMUTVECKLING 8.1. Allmänt om programutveckling för inbyggda system 8.2. Utvecklingsverktyg 8.3. Assemblerprogrammering 9. ENKAPSELDATORER 9.1. Allmänt 9.2. AVR-ATmega16 Litteratur

2 DETALJERAD INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1. INLEDNING 1.1. Milstolpar i datorns historia Mekaniska kalkylatorer och datorer Elektroniska datorer Mikrodatorn 1.2. Några viktiga begrepp Mikroprocessorer och mikrodatorer Enkapseldatorer 1.3. Mikrodatorns användningsområden Kontorsdatorer Inbyggda system 2. TALSYSTEM, KODER OCH BINÄR ARITMETK 2.1. Binära heltal utan förtecken Basomvandling av heltal utan förtecken Oktala och hexadecimala tal BCD-kodade tal Binära multipelprefix 2.2. Binära heltal med förtecken Tecken-belopprepresentation Tvåkomplementrepresentation Förskjuten binärkod 2.3. Binär aritmetik Binär addition av heltal utan förtecken Binär addition av tvåkomplementtal Multiplikation och division med multipler av 2 Multiplikation av två godtyckliga binära heltal utan förtecken Multiplikation av två godtyckliga tvåkomplementtal Division av binära tal 2.4. Binära bråk och flyttal Fixtal Omvandling av decimaltal till binära bråk Flyttal 2.5. Bitvisa operationer Skiftoperationer Logiska operationer 2.6. Lagring av binära tal i primärminnet 2.7. Alfa-numeriska koder ASCII-koden ISO/IEC ISO och Unicode In- och utmatning av decimala tal 3. MIKROPROCESSORN 3.1. Maskininstruktioner Format för maskininstruktioner Adresseringsmetoder 3.1. Processorns uppbyggnad

3 Blockschema för en processor Funktionsenheter i processorn 3.3. Hur exekverar processorn instruktioner? Exempel på vanliga maskininstruktioner Mikroinstruktioner Subrutiner och stack 3.4. Styrenheten i processorn CISC- och RISC-processorer Olika sätt att öka processorns exekveringshastighet Minneshantering 4. PRIMÄRMINNET 4.1. Inledning Några begrepp Egenskaper för primärminnet Olika halvledarminnen 4.2. Skriv-läsminnen, RAM Statiska RAM Dynamiska RAM 4.3. Icke-flyktiga minnen, ROM Maskprogrammerade ROM Teknologier för minnesceller i PROM-minnen EPROM Flashminnen EEPROM Flashminnen och EEPROM med seriegränssnitt 5. BUSSAR 5.1. Allmänt Signaler på bussen Busstransaktioner Bussens dynamiska egenskaper Systembussar och andra bussar Bussarnas fysikaliska utförande 5.2. Bussprotokoll Synkrona och asynkrona bussar Ett exempel på en synkron buss Bussar med seriella protokoll 5.3. Standardbussar Standardbussar i persondatorer 6. GRÄNSSNITT FÖR I/O-ENHETER 6.1. Allmänt Adressering av I/O-enheter 6.2. Maskinvara för I/O-gränssnitt Portar för parallella in- och utsignaler Binära räknare och timerkretsar Andra I/O-gränssnitt 6.3. Avbrott Cyklisk avfrågning och avbrott

4 Internt och externt genererade avbrott Vilka funktioner utför processorn vid avbrott? Maskering och prioritet Vektoriserade avbrott Avbrottsidentifiering och prioritetsstyrning Avbrottssystemet i AVR-seriens enkapseldatorer 6.4. DMA, direkt minnesåtkomst 7. I/O MED SERIESIGNALER 7.1. Inledning Principen för seriella gränssnitt Protokoll 7.2. Asynkron dataöverföring Signalformat och synkronisering Feldetektering Elektriska signaler Användning av asynkrona seriesignaler 7.3. Synkron dataöverföring SPI, Serial Peripheral Interface I²C, Inter Integrated Bus SPI och I²C, egenskaper och användning Ethernet 8. PROGRAMUTVECKLING 8.1. Allmänt om programutveckling för inbyggda system Programmering på olika nivåer Assemblering och kompilering Assemblerspråk och högnivåspråk, fördelar och nackdelar 8.2. Utvecklingsverktyg Verktygsbänkar Utvecklingskort Emulatorbaserade utvecklingssystem 8.3. Assemblerprogrammering Strukturen på en assemblersats Assemblerdirektiv Makroinstruktioner Uttryck, funktioner och villkorlig assembler Ett enkelt exempel 9. ENKAPSELDATORER 9.1. Allmänt Processorer Minnen I/O-gränssnitt 9.2. AVR-ATmega16 Blockschemat Generella register Programminne Dataminne och I/O-register

5 EEPROM-minnet Aritmetisk-logiska enheten Portar för parallella I/O-signaler Avbrott i ATmega16 med programexempel Litteratur