MIKROSZÁMÍTÓGÉPEK TANKÖNYV
|
|
- Magda Juhász
- 10 évvel ezelőtt
- Látták:
Átírás
1 MATIJEVICS ISTVÁN MIKROSZÁMÍTÓGÉPEK TANKÖNYV KÉSZÜLT AZ APÁCZAI CSERE JÁNOS ALAPÍTVÁNY TÁMOGATÁSÁVAL SZABADKA, 2000
2 ELŐSZÓ A SZABADKAI MŰSZAKI FŐISKOLÁN 1976-ban kezdődött el a magyar nyelvű oktatás a villamosmérnöki szakon. A tanári kar összetétele, valamint a hallgatók száma lehetővé tette az első és második éven az oktatás teljes megszervezését magyar nyelven, az Informatika szakon pedig a képzés teljes ideje alatt. A Mikroszámítógépek tantárgy a Villamosmérnöki szak mindkét szakirányán, Irányításés robottechnika, Elektronika és híradástechnika valamint a Műszaki informatika szakon is kötelező tantárgy. A Főiskoláról kikerülő mérnökök megismerkednek a szakmájukban ma már nélkülözhetetlen mikroszámítógép-technikával, képessé válnak ezen berendezések tervezésére, bővítésére, üzemeltetésére és karbantartására. A Mikroszámítógépek nevű tantárgy évről évre változik, a témakörben igen dinamikus a fejlődés. Nyomtatott anyaggal igen nehéz ellátni a hallgatókat, de a tantárgy jobb elsajátítása ezt szükségessé teszi. Az itt nyomtatásban, az Interneten és CD-n megjelenő tankönyv a tantárgy a Műszaki Főiskola tantervében előirt anyagát tartalmazza. A tankönyv követi az órákon előadott, valamint a gyakorlatokon begyakorolt, illetve a laboratóriumban kipróbált anyagot. A tantárgy feldolgozza a két szakon tanított más szaktantárgyakhoz kötődő mikroszámítógépes ismereteket, természetesen külön hangsúlyt fektetve a mikrovezérlőkre is. Mivel az ilyen tipusú mérnökképzés erősen kötődik az alapok jó elsajátításához, ezért a tantárgy, illetve a tankönyv csak alpjaiban foglalkozik a nagyon elterjedt személyi számítógépek (PC-k) felépítésével, csak a legszükségesebb kapcsolódási pontokat ismertetve. Minden oktatási egységet kérdések követnek, amelyek egyuttal vizsgakérdések is. Itt mondok köszönetet kollégáimnak, munkatársaimnak az anyag összeállításánál, illetve a tankönyv megírásánál nyújtott segítségért. Külön köszönöm az Apáczai Csere János Alapítvány támogatását. Szabadka, A szerző: Prof. Dr. Matijevics István, egyetemi docens (mistvan@vts.su.ac.yu) 2
3 TARTALOMJEGYZÉK ELŐSZÓ.. 2 TARTALOMJEGYZÉK BEVEZETÉS A MIKROSZÁMÍTÓGÉPEK ALKALMAZÁSI TERÜLETEI Számítástechnika Távközlés Műszertechnika Folyamatirányítás Orvostudomány Robottechnika HOL, MIKOR ÉS MIT HASZNÁLJUNK?.. 13 Ellenőrző kérdések A SZÁMÍTÁSTECHNIKA FELOSZTÁSA DIGITÁLIS ÉS ANALÓG SZÁMÍTÁSTECHNIKA Ellenőrző kérdések INFORMATIKAI BEVEZETŐ AZ ADAT, MINT INFORMÁCIÓHORDOZÓ. 17 Ellenőrző kérdések DIGITÁLIS TECHNIKA BEVEZETÉS DIGITÁLIS-TECHNIKAI ÁRAMKÖRÖK, ELEMEK Alapáramkörök ÉS (AND) kapu VAGY (OR) kapu NEM (NOT, inverter) kapu ÉS-NEM (NAND) kapu VAGY-NEM (NOR) kapu KIZÁRÓ-VAGY (EXCLUSIVE OR, XOR) KAPU NÉHÁNY ISMERT LOGIKAI ÖSSZEFÜGGÉS, JELÖLÉS.. 23 Ellenőrző kérdések SZÁMRENDSZEREK BEVEZETÉS A TIZES SZÁMRENDSZER A KETTES (BINÁRIS) SZÁMRENDSZER SZÁMÁBRÁZOLÁS A KETTES (BINÁRIS) SZÁMRENDSZERBEN Előjeles, abszolútértékes számábrázolás Kettes komplemensú számábrázolás A TIZENHATOS (HEXADECIMÁLIS) SZÁMRENDSZER.. 29 Ellenőrző kérdések SZÁMÍTÓGÉPEK SZÁMÖTÓGÉPHARDVER FEJLŐDÉSÉNEK ÁTTEKINTÉSE SZÁMÍTÓGÉPEK CSOPORTOSÍTÁSA.. 31 Ellenőrző kérdések JELLEGZETES DIGITÁLIS SZÁMÍTÓGÉP ARCHITEKTÚRÁK BEVEZETÉS
4 7.2. NEUMANN-FÉLE SZÁMÍTÓGÉPEK HARVARD STRUKTÚRÁJÚ SZÁMÍTÓGÉPEK VEKTORSZÁMÍTÓGÉPEK TÖMBPROCESSZOROS SZÁMÍTÓGÉPEK ÜZENETÁTADÁSOS SZÁMÍTÓGÉPEK ADATVEZÉRELT SZÁMÍTÓGÉPEK. 39 Ellenőrző kérdések SZÁMÍTÓGÉPEK UATSÍTÁSKÉSZLETE BEVEZETÉS MIKROPROCESSZOROK UTASÍTÁSKÉSZLETE 42 Ellenőrző kérdések MIKROPROCESSZOR TECHNOLÓGIÁK BEVEZETÉS ALKALMAZOTT FÉLVEZETŐ TECHNOLÓGIÁK MOS (Matal Oxide Semiconductor) technológia PMOS technológia NMOS technológia CMOS technológia MOS integrált áramkör Bipoláris félvezető technológia Schottky TTL (Transistor Transistor Logic) technológia LPS TTL (kisfogyasztású Schottky TTL) technológia ECL (Emitter Coupled Logic) technológia I2L (Integrated Injection Logic) technológia KÜLÖNBÖZŐ TECHNOLÓGIÁK ÖSSZEHASONLÍTÁSA.. 47 Ellenőrző kérdések MIKROPROCESSZOR, MIKROSZÁMÍTÓGÉP, MIKROVEZÉRLŐ BEVEZETÉS MIKROPROCESSZOR MIKROSZÁMÍTÓGÉP A MIKROSZÁMÍTÓGÉPES RENDSZER A MIKROSZÁMÍTÓGÉP ÉS A MIKROVEZÉRLŐ ÖSSZE- HASONLÍTÁSA 55 Ellenőrző kérdések A MIKROSZÁMÍTÓGÉP MŰKÖDÉSÉNEK ISMERTETÉSE BEVEZETÉS A MIKROPROCESSZOR MODELL Az utsítások Egyszerű mikroprocesszor modell 60 Ellenőrző kérdések A MIKROPROCESSZOR ELEMEI BEVEZETÉS A VEZÉRLŐ EGYSÉG AZ ARITMETIKAI-LOGIKAI EGYSÉG AZ AKKUMULÁTOR ÉS AZ ÁLTALÁNOS CÉLÚ REGISZTEREK CÍMREGISZTEREK Ellenőrző kérdések MEMÓRIAKEZELÉS
5 13.1. A MEMÓRIA KIVÁLASZTÓ LOGIKA (TELJES CÍMDEKÓDO- LÁS) A MEMÓRIA KIVÁLASZTÓ LOGIKA (NEM TELJES CÍMDE- KÓDOLÁS) VEREMTÁR ÉS VEREMTÁR-MUTATÓ (STACK ÉS STACK POINTER). 98 Ellenőrző kérdések PERIFÉRIAKEZELÉS KIMENETI ÉS BEMENETI INTERFÉSZEK, PERIFÉRIÁLIS EGYSÉGEK PÁRHUZAMOS I/O VEZÉRLŐ-ILLESZTŐ EGYSÉGEK A CENTRONIX párhuzamos adatátviteli csatorna SOROS I/O VEZÉRLŐ-ILLESZTŐ ESZKÖZÖK Soros szinkron és aszinkron adattovábbítás Szinkron soros adatátvitel Aszinkron soros adatátvitel RS-232 C aszinkron, feszültségszintű soros átviteli csatorna Ellenőrző kérdések I2C SOROS BUSZ BEVEZETÉS EGY BIT ÁTVITRLE AZ I2C BUSZON EGY BÁJT ÁTVITELE AZ I2C BUSZON ADATFORGALOM A BUSZON TÖBB ESZKÖZ KÖZÖTT MASTER WRITE (mester írás)-állapot MASTER READ (mester olvasás)-állapot Az ismételt START állapot használata folyamatos adatátvitelnél 117 Ellenőrző kérdések ADATÁTVITEL A MIKROSZÁMÍTÓGÉP, MIKROVEZÉRLŐ ÉS A PERIFÉRIÁK KÖZÖTT BEVEZETÉS PROGRAMOZOTT I/O ADATÁTVITEL Feltétel nélüli programozott I/O adatátvitel Feltételes programozott I/O adatátvitel Feltételes, kiválasztásos (Polling) I/O adatátvitel MEGSZAKÍTÁSSAL KEZDEMÉNYEZETT ADATÁTVITEL A megszakításforrás azonosítása A megszakításforrás azonosítása az eszközök lekérdezése A megszakításforrás azonosítása vektoros megszakítás ADATÁTVITEL KÖZVETLEN MEMÓRIAHOZZÁFÉRÉSSEL DMA Bevezetés A közvetlen memóriahozzáférés szervezése DMA adatátvitel a processzor leállításával DMA adatátvitel cikluslopással DMA adatátvitel cpu/dma multiplexálással A DMA műszaki megvalósítása 132 Ellenőrző kérdések
6 17. A/D ÉS D/A EGYSÉGEK ILLESZTÉSE MIKROSZÁMÍTÓGÉPEK- HEZ BEVEZETÉS AZ ANALÓG DIGITÁLIS ÁTALAKÍTÁS Az A/D átalakítás sebessége Az analóg jel átalakítása, szóhosszúság Az analóg feszültség tartománya, normalizálás Az érzékelők karakterisztikájának hatása az A/D átalakításra A DIGITÁLIS ANALÓG ÁTALAKÍTÁS. 140 Ellenőrző kérdések A MIKROSZÁMÍTÓGÉP, MIKROVEZÉRLŐ PROGRAMJÁNAK ÍRÁSA BEVEZETÉS A PROGRAMOZÁSHOZ SZÜKSÉGES HARDVER ISMERETEK A mikroprocesszor A MIKROPROCESSZOR, MIKROVEZÉRLŐ PROGRAMOZÁ- SÁNAK SZOFTVER SEGÉDESZKÖZEI Az asszembler A C-32 asszembler Néhány gyakaran használt direktíva. 148 Ellenőrző kérdések KÜLÖNBÖZŐ JELEK ILLESZTÉSE A MIKROSZÁMÍTÓGÉPHEZ, MIKROVEZÉRLŐHÖZ BEVEZETÉS BEMENETI ELEMEK Mikrokapcsolók és végálláskapcsolók Fotoelektromos kapcsolók Egyutas fénysorompó Visszaverődéses fénysorompó Diffúz reflexiós típusú fenysorompó Közelítéskapcsolók Szintérzékelők Kapacitív szintérzékelők Ellenállásos szintmérők Ultrahangos szintmérők Hőmérséklet-mérők Hőelem Ellenállás hőmérő Termisztor KIMENETI ELEMEK Érintkezős kimenetek Jelfogók Szilárdtest-jelfogók Triak-kimenetek BEMENETI ÉS KIMENETI EGYSÉGEK ILLESZTÉSE A MIKRO- SZÁMÍTÓGÉPHEZ Bevezetés 158 6
7 Jelformálás a mikroszámítógép, mikrovezérlő bemenetein Jelformálás a mikroszámítógép, mikrovezérlő kimenetein Bemeneti és kimeneti egységek illesztése 163 Ellenőrző kérdések AZ INTEL 8051 MIKROVEZÉRLŐ CSALÁD BEVEZETÉS AZ MCS-51 CSALÁD ÁLTALÁNOS JELLEMZÉSE AZ MCS-51 CSALÁD LEGFONTOSABB JELLEMZŐI A 8051/8031 MIKROVEZÉRLŐ HARDVER FELÉPÍTÉSE A 8051/8031 memória szervezése és belső regiszterei A 8051/8031 órajelének előállítása A 8051 párhuzamos portjai A 8031 összekapcsolása külső memóriával (RAM és EPROM) Beépített időzítő/számláló áramkörök Soros adatátvitel és soros port vezérlő és állapotregiszter Megszakításkezelés (Interrupt) A rendszer alaphelyzete A mikrovezérlő kisebb fogyasztású változata A T0 és T1 időzítő/számláló és üzemmódjaik (0-3) A portok A portok terhelhetősége (Fan-Out) READ-MODIFY-WRITE utasítások A megszakítások és használatuk 186 Ellenőrző kérdések A 8051 MIKROVEZÉRLŐ CSALÁD UTASÍTÁSKÉSZLETE BEVEZETÉS BIT-, ÉS BÁJTSZERVEZÉSŰ MŰKÖDÉS AZ UTASÍTÁSOK HOSSZA UTASÍTÁSVÉGREHAJTÁSI ÉS FUTÁSI IDŐ AZ UTASÍTÁSOK CÍMZÉSI MÓDJAI Regiszter címzés Direkt címzés Indirekt címzés Közvetlen címzés Indirekt regiszter-címzés A KÜLÖNBÖZŐ UTASÍTÁS FAJTÁK Az adatátviteli utasítások Az aritmetikai utasítások Logikai és Boole utasítások Vezérlő utasítások AZ UTASÍTÁSOK HOSSZA ÉS VÉGRAHAJTÁSI IDEJÜK A FLAG-EKET BEFOLYÁSOLÓ UTASÍTÁSOK READ-MODIFY-WRITE UTASÍTÁSOK. 200 Ellenőrző kérdések A PIC 16Cxx MIKROVEZÉRLŐ CSALÁD BEVEZETÉS
8 22.2. A PIC 16c71-ES MIKROVEZÉRLŐ A PIC 16c71 belső hardver felépítése, regiszterei A mikrovezlrlő regiszterei A PIC 16c71 megszakítás-kezelése, az INTCON regiszter A PIC 16c71 A/D konverziós egysége A PIC 16c84 MIKROVEZÉRLŐ Ellenőrző kérdések A PIC MIKROKONTROLLEREK UTASÍTÁSKÉSZLETE Ellenőrző kérdések IBM PC ÉS KOMPATIBILIS SZEMÉLYI SZÁMÍTÓGÉPEK BEVEZETÉS A 8086, 8088 MIKROPROCESSZOR BELSŐ FELÉPÍTÉSE Az INTEL 8086 processzor felépítése A 8086 mikroprocesszor működése A 8086 címzési technikája A programozási címzési módok Adatmemória címzési módok , 80386, 80486, PENTIUM, PENTIUM II ÉS PENTIUM III PROCESSZOROK AZ IBM PC SINRENDSZERE Bevezetés IBM PC belső sinrendszer (busz) IBM PC külső sinrendszere AZ IBM PC, vagy XT sin AT, ISA sin A VESA sin A PCI sin A PCMCIA sin. 231 Ellenőrző kérdések 232 IRODALOM
9 1. BEVEZETÉS Az utóbbi néhány évben a számítástechnika fejlődése rendkívüli méreteket öltött, betört életünk minden területére. Ma már nincs olyan háztartás, üzem, berendezés stb. ahol ne lenne jelen valamilyen módon a mikroszámítástechnika. Óriási terhet vesz le a vállunkról alkalmazása, felhasználása, teljesen új, sokszor előre nem látott szolgáltatásokat nyújtva, gondoljunk csak a most robbanásszerű fejlődést mutató Internet hálózatra, vagy a globálissá, világot átfogóvá fejlődő mobil telefonhálózatra. A tervezésben, gyártásban alkalmazva új és jobb berendezáseket állíthatunk elő, ez pedig visszahat a számítástechnika fejlődésére. A mikroszámítógép bizonyos feladatokat gyorsabban, pontosabban, olcsóbban és hatásosabban végez el mint az ember, vagy más műszaki megoldást felhasználó berendezés A MIKROSZÁMÍTÓGÉPEK ALKALMAZÁSI TERÜLETEI Hol találkozhatunk mikroprocesszorokkal, mikrovezérlőkkel? A válasz meglepő, mindenhol, de ma már ez valahogy fel sem tűnik. A digitális karórában az óra lelke egy kis processzor, de a TV hangolóegységét is mikroprocesszor vezérli, ez a kisméretű integrált áramkör (IC) gondoskodik a mikrohullámú sütő programjának végrehajtásáról is. Mi az oka a mikroszámítógépek (lelke a mikroprocesszor ami köré különböző elemeket építünk) ilyen méretű elterjedésének? A magyarázat egyszerű, ezek az elemek ma már hihetetlenül olcsók, kicsi a fogyasztásuk, nem elhanyagolható az elterjedésükből eredő sok alkalmazási tapasztalat, megbízhatóak, de ami rendkívül fontos, a hagyományos elemekkel szemben teljesen új szolgáltatásokat is nyújtanak, sokkal összetettebb feladatok megoldására is alkalmasak. A teljesség igénye nélkül sorolunk fel néhány jellegzetes alkalmazási területet Számítástechnika A mikroprocesszorok, mikroszámítógépek és mikrovezérlők megjelenésük után azonnal a különböző számítógépperifériák nélkülözhetetlen elemeivé váltak. Így a monitorok, teleprinterek, párhuzamos és soros nyomtatók, mágnesszalag egységek, Winchesterek, rajzolók stb. mind mikroprocesszoros, mikrovezérlős megoldásokat tartalmaznak. A perifériák összetett feladatait, mint adatátvitel szinkronizálás, adattárolás, a mechanikai elemek, meghajtómotorok vezérlését képesek elvégezni. 9
10 A különböző házi és személyi számítógépek processzorai is a mikroszámítógépek csoportjába tartoznak. Annyira hatásosak, hogy ezen gépek még komoly ipari vezérlések nélkülözhetetlen részeivé is váltak. A mikroprocesszorok azon tulajdonsága, hogy párhuzamos üzemmódban is használhatók biztosította a multiprocesszoros (többprocesszoros) rendszerek kialakítását. Ez igen fontos a gyors, sok adat egyidejű feldolgozását igénylő rendszerek esetében, mint amilyenek a tudományos számítások (alapkutatásoknál szimulálás, képfeldolgozás, keresés nagy adatbázisokban stb,). A mikroszámítástechnika komoly teljesítménye, valamint viszonylag alacsony ára segítette elő a disztribuált (térben szétosztott) adatfeldolgozó rendszerek kialakulását, ahol egy vagy több központi gép köré telepített alállomás képes elvégezni helyben összetett feladatokat. Egy ilyen rendszer ma már térben igen nagy távolságokra levő viszonylag sok gépet tartalmazhat Távközlés A különböző távközlési berendezések kis és nagy számítógépei, a terminálok és hálózatok a digitális formában történő adatátvitelt biztosítják. Ezen berendezésekben a jelek átalakítását, a berendezések közötti kapcsolatfelvételt és adatátvitelt (protokoll) bonyolítják le. Itt a legkülönbözőbb információ átvitele lehetséges, kép, hang, számadat stb. Mikrogépekkel oldják meg a kapcsolatfelvételt, adattömörítést, és ami nagyon fontos a hibamentes adatátvitelt is. Igen fontos és nélkülözhetetlen szerepet kaptak a mikroprocesszoros berendezések a postai rendszerekben, a telefonközpontokban, az egészen kis kapacitású házi központoktól a nagy kapacitású, városokat, országokat összekötő rendszerekig. A távközlési berendezések fontos feladata a mindenkori hibafelderítés és javítás, ami ma már teljes mértékben számítógépesített eljárás. 10
11 Külön figyelmet érdemel a rendkívüli ütemben fejlődő Internet, egész világra kiterjedő számítógépes hálózat. A rendszer óriási előnye az, hogy nem igényel új berendezéseket, hanem a meglevő különböző számítógépeket köti egy egész világot átfogó olcsó hálózatba. Az elektronikus posta forradalmasítja a levelezést. A vállalatok, könyvtárak, szórakoztatóipar, egyszóval bárki és bármilyen szervezet ezen a rendszeren keresztül tarthat akár még on-line (azonos idejű) kapcsolatot fenn egymással, de még pénzügyi forgalmat is lebonyolíthat. Egyes szakemberek az Internet jelentőségét a kerék feltalálásaval hasonlítják össze. Az Internet mellett ma a legdinamikusabban fejlődő másik távközlési rendszer a mobil telefónia, amely szintén alkalmazza a számítástechnika eredményeit, új távlatokat nyit az emberek közötti kommunikációban. Összekapcsolódik az informatikával, átalakítja az élet minden területét. Ma már elektronikus levelezés is lebonyolítható egy mobil készülékkel, de akár az autóriasztóval is összeköthető Műszertechnika A legkülönfélébb műszerek ma már nélkülözhetetlen részét alkotják a mikroszámítógépek, mikrovezérlők. A digitális többfunkciójú mérőműszerektől kezdve a számlálókon, oszcilloszkópokon, logikai analizátorokon keresztül a nagybonyolultságú hibaellenőrző berendezésekig mindenütt találkozhatunk velük. A mikroprocesszorok egyszerű és gyors átprogramozhatósága teszi lehetővé a legösszetettebb feladatok megvalósítását, a gyors és hatásos adatbevitelt, a mért értékek legkülönbfélébb kielemzését, a felhasználó igényeit a legmesszemenőbben figyelembe vevő adatkijelzést, az állandó önellenőrzést, autómatikus kalibrációt, a számítógépekkel való kapcsolatteremtést. A különféle szabványos sinrendszerek (busz) alkalmazása a műszerek összekapcsolásával a legkülönfélébb autómatikus mérőrendszerek kialakítását teszik lehetővé. 11
12 Folyamatirányítás Ipari folyamatok autómatizásása ma már elképzelhetetlen ezen berendezések alkalmazása nélkül. Fokozatosan szorították ki a hagyományos, analóg technikákon alapuló szabályozókat, adatgyűjtőket nemcsak átvéve azok feladatait, hanem minőségileg új funkciók beépítésével forradalmasítva azok működését, felhasználási területeit. Helyettesítik a diszkrét logikai elemeket is, a jelfogókat, tranzisztoros- és félvezetős logikai kapukat, mégpedig jórészt szoftverrel, ami ezen berendezések gyors átprogramozását is lehetővé teszik. A mikroszámítástechnika alkalmazása az automatizálásban nemcsak pontosabb, gyorsabb mérést és távmérést tesz lehetővé, de megnyitotta az utat az ipar területén az energiatakarékosabb és ami szintén nem elhanyagolható, a környezetbarát ipari berendezések létrehozására. A folyamatirányító rendszerek kiépítési, üzemeltetési költségei lényegesen csökkennek a mikroszámítógépek alkalmazásával. Még a térben viszonylag távol álló berendezéseknél is egy hálózat kialakítása egyszerű, a helyi feladatok helyszínen való megoldása miatt pedig a kábelezési költségek óriási mértékben csökkennek, ezzel csökkentve az összköltséget, de a hibák lehetőségének a számát is, növelve a rendszer megbízhatóságát Orvostudomány A mikroszámítógépek alakalmazása igen elterjedt a különféle orvosi műszerekben, kezdve a bonyolult véranalizátoroktól egészen a vérnyomásmérőkig. Igen sokfajta segédeszköz készül a valamilyen formában károsult egyének számára, mint például az írott szöveget hangos beszéddé átalakító készülék is, kükönféle művégtagok vezérlése. A bonyolult kórházi betegőrző és ellenőrző, felügyelő rendszerek költségei a mikroszámítógépek alkalmazásával csökkentek, a szolgáltatások minősége és mennyisége viszont nőtt. Egy-egy ágynál elhelyezett rendszer a beteg számára fontos megfigyelést végzi, ezt helyileg kijelzi, de a központi számítógépbe is átküldi az adatokat további feldolgozásra. Különleges szoftver, a szakértői rendszer alkalmas diagnózis felállítására és terápia meghatározására anélkül, hogy állandóan orvosi konzíliumot kellene tartani sok szakember segítségével Robottechnika A gyáriparban a legkülönbözőbb berendezések összeszerelését végzik a robotok. Nemcsak állandó pontosságuk, fáradhatatlanságuk miatt terjedtek el ilyen mértékben az 12
13 autóipartól kezdve a kőolajiparig, de igen fontos hogy az ember számára veszélyes helyeken is kitünően alakalmazhatók. A személyi számítógépek alcsony ára jórészt az összeszerelésükkor nélkülözhetetlen robotok alkalmazása miatt alakult igy HOL, MIKOR ÉS MIT HASZNÁLJUNK A mérnökök feledataik megoldása közben állandóan szembesülnek a problémával, mikor milyen megoldást a legcélszerűbb alkalmazni. A kérdés igen bonyolult, mert a nem megfelelően megválasztott műszaki megoldás amellett hogy nagyon drága is lehet, lehet hogy nem látja el megfelelően a kitűzött feladatokat (ami megint csak költség). Az 1.1. ábrán található folyamatábra segíthet annak megválaszolásában, hogy elemezve bizonyos feltételeket, mikor milyen megoldás használata a legcélszerűbb ábra: Folyamatábra a legcélszerűbb műszaki megoldás megválasztására 13
14 Ellenőrző kérdések 1. Sorolja fel hol alkalmaznak mikroszámítógépet, mikrovezérlőt. 2. A számítástechnika mely eszközeiben található mikroszámítógép? 3. A távközlési berendezések mely részei tartalmaznak mikroszámítógépet? 4. Milyen műszerekben találhatók mikroszámítógépek és milyen előnnyel jár beépítésük ezekbe a berendezésekbe? 5. A mikrogépek alkalmazása a folyamatirányításban milyen előnnyel jár? 6. Az orvostudomány hogyan alkalmazza a mikroszámítógépeket? 7. Mi a szerepe a mikroszámítógépeknek a robottechnikában? 8. Ismertesse a mikroszámítógép alkalmazásának kritériumait, mikor érdemes alkalmazni ezeket az eszközöket? 9. Amennyiben a mikrogép működési sebessége nem elégíti ki a feldolgozási sebességgel szemben támasztott igényeket, mit alkalmazunk az ilyen berendezésekben? 14
15 2. A SZÁMÍTÁSTECHNIKA FELOSZTÁSA 2.1 DIGITÁLIS ÉS ANALÓG SZÁMÍTÁSTECHNIKA A technológia mai fejlettségi fokán a legelterjedtebb az elektronikus digitális (ezen belül a kettes (bináris) számrendszert használó) számítógép. Itt is a legismertebb a képernyőt, nyomtatót és billentyűzetet használó rendszer. Az ilyen konfiguráció kialakulásának oka egyrészt anyagi jellegű (az alacsony ár), kihatnak kialakulására a különböző fizikai paraméterek (méret, adatfeldolgozási sebesség, megbízhatóság), de meghatározó a kitűzött feladat jellege is (számok, szöveg bevitele, egyszerű színes képes megjelenítés, nyomtatás). Természetesen a számítástechnika fejlődése magával hozta az újabbnál újabb megoldások alkalmazását, ezek közül néhány tartósan megmaradt, sok pedig elveszítette jelentőségét. Bizonyos különleges alkalmazási területen megmaradt ezen megoldások közül néhány, itt ma is indokolt alkalmazásuk (például nagy sebesség, zavarmentesség, környezeti károsodás). Megszoktuk a hagyományos képernyő-billentyűzet-nyomtató összetételű rendszert, amihez ma már a legkülönbözőbb eszközöket kapcsolhatjuk, így kialakítva a multimédiás berendezést. Természetesen egy mikroszámítógépes rendszer egészen más elemeket is tartalmazhat, ugyanakkor lehet, hogy sem képernyő, sem billentyűzet sincs a rendszerben. A 2.1. táblázat tartalmazza az analóg- és digitális számítástechnika néhány jellegzetességét. A bennünket körülvevő fizikai mennyiségek jó része a folytonos jelek közé tartozik (hőmérséklet, nyomás, feszültség stb.), de sok csak két, vagy esetleg több jól meghatározott értéket vehet fel (motor ki- be kapcsolása, jelzőlámpa világit, nem világit stb). Ezen jelek feldolgozására ugyan alkalmas mindkét módszer, de a műszaki megoldások egyszerűbbé, pontosabbá teszik a digitális feldolgozást. Bizonyos esetekben nagyon gyors, folytonos jelek feldolgozását csak analóg elemeket tartalmazó rendszerrel oldhatunk meg táblázat: A számítástechnika felosztása analóg digitális folytonos jelek folytonos feldolgozása folytonos jelek diszkrét feldolgozása diszkrét jelek feldolgozása Osszeadó, integrátor, szorzó hardver,szoftver analóg-digitális és digitális-analóg átalakítók A számítástechnikai elemek különböző fizikai hordozókkal valósíthatók meg, ezek összefoglalása található meg az 2.2. táblázatban táblázat: A számítástechnika fizikai hordozói Elektronikus mechanikus pneumatikus, hidraulikus Elektromechanikus elemek 15
16 Ellenőrző kérdések 1. Melyek a legelterjedtebb számítógépek? 2. Mely eszközök alkotják a mai modern személyi számítógépeket? 3. A környezetünkben levő jelek milyen két csoportba sorolhatók? 4. Soroljon fel néhány folytonos jelet. 5. Soroljon fel néhány diszkrét jelet. 6. Milyen fizikai elemek (hordozók) használatosak a számítástechnikában? 16
17 3. INFORMATIKAI BEVEZETŐ 3.1. AZ ADAT, MINT INFORMÁCIÓHORDOZÓ Minden számítástecnikai elem információfeldolgozást végez, a vele adat formájában közölt információt dolgozza fel- és át a felhasználó számára értelmes formájú eredménnyé. Az információ adat formájában kerül a gépbe, majd vissza a felhasználóhoz. Felhasználó alatt nem feltétlenül embert értünk, pl. egy hőmérsékletszabályozásnál a szabályozó egy márőátalakítótól kap adatot a pillanatnyi hőmérsékletről, egy beavatkozó szerven keresztül pedig adatot küld a hőmérséklet megváltoztatására. Az adat olyan tapasztalati tény (vagy tények összessége), mérési eredmény vagy számított érték, amely egy adott feltételrendszerben egy állapotot jellemez. Igen sokféle adatról beszélhetünk, ezeket többféle szempont szerint osztályozhatjuk. A táblázatok, illetve 3.1 ábra szerinti felosztás leginkább a programozási gyakorlatra jellemző, de jól mutatja az adatok sokféleségét táblázat: Az adatok felosztása adat Kiindulási eredmény 3.2. táblázat: Az adatok felosztása adat Külső belső 3.3. táblázat: Az adatok felosztása adat Elemi tömb struktúra 3.4. táblázat: Az adatok felosztása adat Felhasználói Aritmetikai kódolt numerikus numerikus karakterlánc decimális Bináris programvezérlő lánc pointer cimke 17
18 3.1. ábra: Az adatok felosztása A kiindulási adatok a probléma megoldásának kezdőértékei; ezek segítségével állítja elő a rendszer az eredményadatokat. Az eredményadatok meghatározására szolgál tulajdonképpen a program. A külső adatokat a rendszer a külvilágtól várja valamilyen bemenő műveleten keresztül, a belső adatokat maga a program állítja elő. A belső adatok a kiindulási és eredményadatok közti összekötő láncszemet is jelentik. Ezeket a program csak saját céljaira használja. Ha az adat egyedi azonosítóval rendelkezik, akkor ez elemi adat. Ha több adatot egyetlen azonosítóval jellemezhetünk, akkor ez 18
19 adatcsoport. Ha egy adatot csak a program futásának befolyásolására használunk, akkor ez programvezérlő adat. Számunkra a felhasználói adatok a legfontosabbak. A számítógépek adatábrázolása igen egyszerű. Amikor egy adat bekerül a mikroprocesszorba, akkor a mikroprocesszor automatikusan nem vizsgálja meg, hogy az milyen adat. Az egyes adattípusokat programmal kell megkülönböztetnünk, vagyis maga a művelet határozza meg az adat típusát. Ellenőrző kérdések 1. Mi az információ? 2. Mi az adat? 3. Milyen szempontok szerint és hogyan oszthatjuk fel az adatokat? 4. DIGITÁLIS TECHNIKA 4.1 BEVEZETÉS A hagyományos logikai tervezés eltér a mikroprocesszoros tervezéstől, számunkra azonban mégis fontos a logikai tervezés mivel a mikrogép interfészeket (illesztő elemeket) általában így kell létrehoznunk. Valamilyen logikai áramkör létrehozása a megvalósítandó logikai függvény meghatározásából és ennek alapján az ezt megvalósító áramkör összeállításából áll. A logikai függvény meghatározása azonban nem azt jelenti, hogy pontosan ezt a függvényt kell realizálnunk, hiszen a logikai függvények bizonyos szabályok alapján lényegesen egyszerűsíthetők. Az áramkörtervezésnél a megvalósítandó logikai függvény egyszerűsítésének nemcsak az a célja, hogy az áramkör kevesebb elemet tartalmazzon és a lehető legegyszerűbb legyen, hanem az is, hogy a véletlenszerűen fellépő, a tervezésből adódó hibajelenségeket a minimálisra csökkentsük, az esetleges hibajavítást és áramkörmódosítást minél könnyebbé tegyük. Kétféle alapvetően különböző logikai hálózattípus ismert, a kombinációs és a sorrendi (szekvenciális) hálózat (4.1. ábra): 19
20 a kombinációs hálózatok kimeneteinek (függő változók) értéke (állapota) csak az aktuális bemeneti kombinációtól, azaz a független változók pillanatnyi értékétől függ, a sorrendi (szekvenciális) hálózatok aktuális kimeneti kombinációja az aktuális bemeneti kombinációktól és az előző időpillantban, és/vagy időpillanatokban fennálló kimeneti kombinációtól gügg ábra: Kombinációs és sorrendi hálózat A mikroszámítógépekben használatos elemek a digitális technika elemkészletéből állnak, ezért szükséges az alapfogalmak ismertetése DIGITÁLIS-TECHNIKAI ÁRAMKÖRÖK, ELEMEK Mint már a 2. fejezetben látható volt, a mikroszámítógépeknél a digitális technikában alkalmazott eljárásokhoz hasonlóan történik a műveletvégzés, ezért célszerű néhány alapfogalom ismertetése. A két elektromos értékkel leírt digitális bináris jel az áramkörök be- ill. kimenő értéke. Az áramkörök működése jól leírható a kapcsolók működésével is. A két érték jelölése sokféle lehet, legelterjedtebb a 0 és 1, LOW és HIGH, HAMIS vagy IGAZ stb. A további tárgyalásban feltételezzük, hogy a két állapot mellett csak az átmentben lehet más értékű a jel, elhanyagolhatóan rövid ideig Alapáramkörök ÉS (AND) kapu A 2, vagy több bemenetet és egy kimenetet tartalmazó logikai szorzást végző áramkör kimenetén logikai egyes csak akkor jelenik meg, ha az összes bemenet logikai egyes értékű. Az áramkör igazságtáblája, jelképi jelölése és idődiagramja a 4.2. ábrán látható ábra: Az ÉS kapu igazságtáblázata, jelölése és idődiagramja 20
21 VAGY (OR) kapu A 2, vagy több bemenetet és egy kimenetet tartalmazó logikai összeadást végző áramkör kimenetén logikai egyes akkor jelenik meg, ha legalább egy bemenet logikai egyes értékű. Az áramkör igazságtáblája, jelképi jelölése és idődiagramja a 4.3. ábrán látható ábra: A VAGY kapu igazságtáblázata, jelölése és idődiagramja NEM (NOT, inverter) kapu A NEM logikai kapu olyan egybementű és egykimenetű áramkör, amely kimenetén mindig a bemenettel ellentétes szint jelenik meg. 21
Informatika érettségi vizsga
Informatika 11/L/BJ Informatika érettségi vizsga ÍRÁSBELI GYAKORLATI VIZSGA (180 PERC - 120 PONT) SZÓBELI SZÓBELI VIZSGA (30 PERC FELKÉSZÜLÉS 10 PERC FELELET - 30 PONT) Szövegszerkesztés (40 pont) Prezentáció-készítés
Számítógép felépítése
Alaplap, processzor Számítógép felépítése Az alaplap A számítógép teljesítményét alapvetően a CPU és belső busz sebessége (a belső kommunikáció sebessége), a memória mérete és típusa, a merevlemez sebessége
IT - Alapismeretek. Feladatgyűjtemény
IT - Alapismeretek Feladatgyűjtemény Feladatok PowerPoint 2000 1. FELADAT TÖRTÉNETI ÁTTEKINTÉS Pótolja a hiányzó neveket, kifejezéseket! Az első négyműveletes számológépet... készítette. A tárolt program
IRÁNYÍTÁSTECHNIKAI ALAPFOGALMAK, VEZÉRLŐBERENDEZÉSEK FEJLŐDÉSE, PLC-GENERÁCIÓK
IRÁNYÍTÁSTECHNIKAI ALAPFOGALMAK, VEZÉRLŐBERENDEZÉSEK FEJLŐDÉSE, PLC-GENERÁCIÓK Irányítástechnika Az irányítás olyan művelet, mely beavatkozik valamely műszaki folyamatba annak: létrehozása (elindítása)
TARTALOMJEGYZÉK. 1. BEVEZETÉS A logikai hálózatok csoportosítása Logikai rendszerek... 6
TARTALOMJEGYZÉK ELŐSZÓ... 3 1. BEVEZETÉS... 4 1.1. A logikai hálózatok csoportosítása... 5 1.2. Logikai rendszerek... 6 2. SZÁMRENDSZEREK ÉS KÓDRENDSZEREK... 7 2.1. Számrendszerek... 7 2.1.1. Számok felírása
5-6. ea Created by mrjrm & Pogácsa, frissítette: Félix
2. Adattípusonként különböző regisztertér Célja: az adatfeldolgozás gyorsítása - különös tekintettel a lebegőpontos adatábrázolásra. Szorzás esetén karakterisztika összeadódik, mantissza összeszorzódik.
Logikai áramkörök. Informatika alapjai-5 Logikai áramkörök 1/6
Informatika alapjai-5 Logikai áramkörök 1/6 Logikai áramkörök Az analóg rendszerekben például hangerősítő, TV, rádió analóg áramkörök, a digitális rendszerekben digitális vagy logikai áramkörök működnek.
2. Számítógépek működési elve. Bevezetés az informatikába. Vezérlés elve. Külső programvezérlés... Memória. Belső programvezérlés
. Számítógépek működési elve Bevezetés az informatikába. előadás Dudásné Nagy Marianna Az általánosan használt számítógépek a belső programvezérlés elvén működnek Külső programvezérlés... Vezérlés elve
1. Digitális írástudás: a kőtáblától a számítógépig 2. Szedjük szét a számítógépet 1. örök 3. Szedjük szét a számítógépet 2.
Témakörök 1. Digitális írástudás: a kőtáblától a számítógépig ( a kommunikáció fejlődése napjainkig) 2. Szedjük szét a számítógépet 1. ( a hardver architektúra elemei) 3. Szedjük szét a számítógépet 2.
Alapismeretek. Tanmenet
Alapismeretek Tanmenet Alapismeretek TANMENET-Alapismeretek Témakörök Javasolt óraszám 1. Történeti áttekintés 2. Számítógépes alapfogalmak 3. A számítógép felépítése, hardver A központi egység 4. Hardver
Máté: Számítógép architektúrák
Fixpontos számok Pl.: előjeles kétjegyű decimális számok : Ábrázolási tartomány: [-99, +99]. Pontosság (két szomszédos szám különbsége): 1. Maximális hiba: (az ábrázolási tartományba eső) tetszőleges valós
Összeadás BCD számokkal
Összeadás BCD számokkal Ugyanúgy adjuk össze a BCD számokat is, mint a binárisakat, csak - fel kell ismernünk az érvénytelen tetrádokat és - ezeknél korrekciót kell végrehajtani. A, Az érvénytelen tetrádok
Nagy adattömbökkel végzett FORRÓ TI BOR tudományos számítások lehetőségei. kisszámítógépes rendszerekben. Kutató Intézet
Nagy adattömbökkel végzett FORRÓ TI BOR tudományos számítások lehetőségei Kutató Intézet kisszámítógépes rendszerekben Tudományos számításokban gyakran nagy mennyiségű aritmetikai művelet elvégzésére van
IT - Alapismeretek. Megoldások
IT - Alapismeretek Megoldások 1. Az első négyműveletes számológépet Leibniz és Schickard készítette. A tárolt program elve Neumann János nevéhez fűződik. Az első generációs számítógépek működése a/az
6. óra Mi van a számítógépházban? A számítógép: elektronikus berendezés. Tárolja az adatokat, feldolgozza és az adatok ki és bevitelére is képes.
6. óra Mi van a számítógépházban? A számítógép: elektronikus berendezés. Tárolja az adatokat, feldolgozza és az adatok ki és bevitelére is képes. Neumann elv: Külön vezérlő és végrehajtó egység van Kettes
Számítógépek felépítése
Számítógépek felépítése Emil Vatai 2014-2015 Emil Vatai Számítógépek felépítése 2014-2015 1 / 14 Outline 1 Alap fogalmak Bit, Byte, Word 2 Számítógép részei A processzor részei Processzor architektúrák
1. Milyen eszközöket használt az ősember a számoláshoz? ujjait, fadarabokat, kavicsokat
1. Milyen eszközöket használt az ősember a számoláshoz? ujjait, fadarabokat, kavicsokat 2. Mit tudsz Blaise Pascalról? Ő készítette el az első szériában gyártott számológépet. 7 példányban készült el.
Alapkapuk és alkalmazásaik
Alapkapuk és alkalmazásaik Bevezetés az analóg és digitális elektronikába Szabadon választható tárgy Összeállította: Farkas Viktor Irányítás, irányítástechnika Az irányítás esetünkben műszaki folyamatok
Számítógépek felépítése, alapfogalmak
2. előadás Számítógépek felépítése, alapfogalmak Lovas Szilárd, Krankovits Melinda SZE MTK MSZT kmelinda@sze.hu B607 szoba Nem reprezentatív felmérés kinek van ilyen számítógépe? 2 Nem reprezentatív felmérés
elektronikus adattárolást memóriacím
MEMÓRIA Feladata A memória elektronikus adattárolást valósít meg. A számítógép csak olyan műveletek elvégzésére és csak olyan adatok feldolgozására képes, melyek a memóriájában vannak. Az információ tárolása
XI. DIGITÁLIS RENDSZEREK FIZIKAI MEGVALÓSÍTÁSÁNAK KÉRDÉSEI Ebben a fejezetben a digitális rendszerek analóg viselkedésével kapcsolatos témákat
XI. DIGITÁLIS RENDSZEREK FIZIKAI MEGVALÓSÍTÁSÁNAK KÉRDÉSEI Ebben a fejezetben a digitális rendszerek analóg viselkedésével kapcsolatos témákat vesszük sorra. Elsőként arra térünk ki, hogy a logikai értékek
Laborgyakorlat Logikai áramkörök számítógéppel segített tervezése (CAD)
Laborgyakorlat Logikai áramkörök számítógéppel segített tervezése (CAD) Bevezetés A laborgyakorlatok alapvető célja a tárgy későbbi laborgyakorlataihoz szükséges ismeretek átadása, az azokban szereplő
2. Fejezet : Számrendszerek
2. Fejezet : Számrendszerek The Architecture of Computer Hardware and Systems Software: An Information Technology Approach 3. kiadás, Irv Englander John Wiley and Sons 2003 Wilson Wong, Bentley College
3. gyakorlat. Kettes számrendszer: {0, 1} Tízes számrendszer: {0, 1, 2,..., 9} 16-os (hexadecimális számrendszer): {0, 1, 2,..., 9, A, B, C, D, E, F}
3. gyakorlat Számrendszerek: Kettes számrendszer: {0, 1} Tízes számrendszer: {0, 1, 2,..., 9} 16-os (hexadecimális számrendszer): {0, 1, 2,..., 9, A, B, C, D, E, F} Alaki érték: 0, 1, 2,..., 9,... Helyi
Bevezetés az informatikába Tételsor és minta zárthelyi dolgozat 2014/2015 I. félév
Bevezetés az informatikába Tételsor és minta zárthelyi dolgozat 2014/2015 I. félév Az informatika története (ebből a fejezetből csak a félkövér betűstílussal szedett részek kellenek) 1. Számítástechnika
1. tétel. A kommunikáció információelméleti modellje. Analóg és digitális mennyiségek. Az információ fogalma, egységei. Informatika érettségi (diák)
1. tétel A kommunikáció információelméleti modellje. Analóg és digitális mennyiségek. Az információ fogalma, egységei Ismertesse a kommunikáció általános modelljét! Mutassa be egy példán a kommunikációs
A mikroprocesszor felépítése és működése
A mikroprocesszor felépítése és működése + az egyes részegységek feladata! Információtartalom vázlata A mikroprocesszor feladatai A mikroprocesszor részegységei A mikroprocesszor működése A mikroprocesszor
Előadó: Nagy István (A65)
Programozható logikai áramkörök FPGA eszközök Előadó: Nagy István (A65) Ajánlott irodalom: Ajtonyi I.: Digitális rendszerek, Miskolci Egyetem, 2002. Ajtonyi I.: Vezérléstechnika II., Tankönyvkiadó, Budapest,
Alapkapuk és alkalmazásaik
Alapkapuk és alkalmazásaik Tantárgy: Szakmai gyakorlat Szakmai alapozó évfolyamok számára Összeállította: Farkas Viktor Bevezetés Az irányítástechnika felosztása Visszatekintés TTL CMOS integrált áramkörök
egy szisztolikus példa
Automatikus párhuzamosítás egy szisztolikus példa Áttekintés Bevezetés Példa konkrét szisztolikus algoritmus Automatikus párhuzamosítási módszer ötlet Áttekintés Bevezetés Példa konkrét szisztolikus algoritmus
Processzor (CPU - Central Processing Unit)
Készíts saját kódolású WEBOLDALT az alábbi ismeretanyag felhasználásával! A lap alján lábjegyzetben hivatkozz a fenti oldalra! Processzor (CPU - Central Processing Unit) A központi feldolgozó egység a
Máté: Számítógép architektúrák
Bit: egy bináris számjegy, vagy olyan áramkör, amely egy bináris számjegy ábrázolására alkalmas. Bájt (Byte): 8 bites egység, 8 bites szám. Előjeles fixpontok számok: 2 8 = 256 különböző 8 bites szám lehetséges.
Informatika a valós világban: a számítógépek és környezetünk kapcsolódási lehetőségei
Informatika a valós világban: a számítógépek és környezetünk kapcsolódási lehetőségei Dr. Gingl Zoltán SZTE, Kísérleti Fizikai Tanszék Szeged, 2000 Február e-mail : gingl@physx.u-szeged.hu 1 Az ember kapcsolata
DIGITÁLIS TECHNIKA I BINÁRIS SZÁMRENDSZER BEVEZETŐ ÁTTEKINTÉS BINÁRIS SZÁMRENDSZER HELYÉRTÉK. Dr. Lovassy Rita Dr.
26..5. DIGITÁLIS TEHNIK I Dr. Lovassy Rita Dr. Pődör álint Óbudai Egyetem KVK Mikroelektronikai és Technológia Intézet INÁRIS SZÁMRENDSZER 5. ELŐDÁS 2 EVEZETŐ ÁTTEKINTÉS 6. előadás témája a digitális rendszerekben
4. Fejezet : Az egész számok (integer) ábrázolása
4. Fejezet : Az egész számok (integer) ábrázolása The Architecture of Computer Hardware and Systems Software: An Information Technology Approach 3. kiadás, Irv Englander John Wiley and Sons 2003 Wilson
Nagy Gergely április 4.
Mikrovezérlők Nagy Gergely BME EET 2012. április 4. ebook ready 1 Bevezetés Áttekintés Az elektronikai tervezés eszközei Mikroprocesszorok 2 A mikrovezérlők 3 Főbb gyártók Áttekintés A mikrovezérlők az
Számítógép architektúra
Budapesti Műszaki Főiskola Regionális Oktatási és Innovációs Központ Székesfehérvár Számítógép architektúra Dr. Seebauer Márta főiskolai tanár seebauer.marta@roik.bmf.hu Irodalmi források Cserny L.: Számítógépek
A számítógép fő részei
Hardver ismeretek 1 A számítógép fő részei 1. A számítógéppel végzett munka folyamata: bevitel ==> tárolás ==> feldolgozás ==> kivitel 2. A számítógépet 3 fő részre bonthatjuk: központi egységre; perifériákra;
ELŐADÁS 2016-01-05 SZÁMÍTÓGÉP MŰKÖDÉSE FIZIKA ÉS INFORMATIKA
ELŐADÁS 2016-01-05 SZÁMÍTÓGÉP MŰKÖDÉSE FIZIKA ÉS INFORMATIKA A PC FIZIKAI KIÉPÍTÉSÉNEK ALAPELEMEI Chip (lapka) Mikroprocesszor (CPU) Integrált áramköri lapok: alaplap, bővítőkártyák SZÁMÍTÓGÉP FELÉPÍTÉSE
Mintavételes szabályozás mikrovezérlő segítségével
Automatizálási Tanszék Mintavételes szabályozás mikrovezérlő segítségével Budai Tamás budai.tamas@sze.hu http://maxwell.sze.hu/~budait Tartalom Mikrovezérlőkről röviden Programozási alapismeretek ismétlés
Ismerkedjünk tovább a számítógéppel. Alaplap és a processzeor
Ismerkedjünk tovább a számítógéppel Alaplap és a processzeor Neumann-elvű számítógépek főbb egységei A részek feladatai: Központi egység: Feladata a számítógép vezérlése, és a számítások elvégzése. Operatív
3. óra Számrendszerek-Szg. történet
3. óra Számrendszerek-Szg. történet 1byte=8 bit 2 8 =256 256-féle bináris szám állítható elő 1byte segítségével. 1 Kibibyte = 1024 byte mert 2 10 = 1024 1 Mebibyte = 1024 Kibibyte = 1024 * 1024 byte 1
A számítógép egységei
A számítógép egységei A számítógépes rendszer két alapvető részből áll: Hardver (a fizikai eszközök összessége) Szoftver (a fizikai eszközöket működtető programok összessége) 1.) Hardver a) Alaplap: Kommunikációt
Békéscsabai Kemény Gábor Logisztikai és Közlekedési Szakközépiskola "Az új szakképzés bevezetése a Keményben" TÁMOP-2.2.5.
Szakképesítés: Log Autószerelő - 54 525 02 iszti Tantárgy: Elektrotechnikaelektronika Modul: 10416-12 Közlekedéstechnikai alapok Osztály: 12.a Évfolyam: 12. 32 hét, heti 2 óra, évi 64 óra Ok Dátum: 2013.09.21
Programozó- készülék Kezelőkozol RT óra (pl. PC) Digitális bemenetek ROM memória Digitális kimenetek RAM memória Analóg bemenet Analóg kimenet
2. ZH A csoport 1. Hogyan adható meg egy digitális műszer pontossága? (3p) Digitális műszereknél a pontosságot két adattal lehet megadni: Az osztályjel ±%-os értékével, és a ± digit értékkel (jellemző
1. Kombinációs hálózatok mérési gyakorlatai
1. Kombinációs hálózatok mérési gyakorlatai 1.1 Logikai alapkapuk vizsgálata A XILINX ISE DESIGN SUITE 14.7 WebPack fejlesztőrendszer segítségével és töltse be a rendelkezésére álló SPARTAN 3E FPGA ba:
5. KOMBINÁCIÓS HÁLÓZATOK LEÍRÁSÁNAK SZABÁLYAI
5. KOMBINÁCIÓS HÁLÓZATOK LEÍRÁSÁNAK SZABÁLYAI 1 Kombinációs hálózatok leírását végezhetjük mind adatfolyam-, mind viselkedési szinten. Az adatfolyam szintű leírásokhoz az assign kulcsszót használjuk, a
A/D és D/A konverterek vezérlése számítógéppel
11. Laboratóriumi gyakorlat A/D és D/A konverterek vezérlése számítógéppel 1. A gyakorlat célja: Az ADC0804 és a DAC08 konverterek ismertetése, bekötése, néhány felhasználási lehetőség tanulmányozása,
Labor gyakorlat Mikrovezérlők
Labor gyakorlat Mikrovezérlők ATMEL AVR ARDUINO 1. ELŐADÁS BUDAI TAMÁS Tartalom Labor 2 mikrovezérlők modul 2 alkalom 1 mikrovezérlők felépítése, elmélet 2 programozás, mintaprogramok Értékelés: a 2. alkalom
Előadó: Dr. Oniga István DIGITÁLIS TECHNIKA 3
Előadó: Dr. Oniga István DIGITÁLIS TEHNIK 3 Logikai függvények logikai függvény olyan egyenlőség, amely változói kétértékűek, és ezek között csak logikai műveleteket végzünk függvények megadása történhet
Labor gyakorlat Mikrovezérlők
Labor gyakorlat Mikrovezérlők ATMEL AVR ARDUINO 1. ELŐADÁS BUDAI TAMÁS 2015. 09. 06. Tartalom Labor 2 mikrovezérlők modul 2 alkalom 1 mikrovezérlők felépítése, elmélet 2 programozás, mintaprogramok Értékelés:
A processzor hajtja végre a műveleteket. összeadás, szorzás, logikai műveletek (és, vagy, nem)
65-67 A processzor hajtja végre a műveleteket. összeadás, szorzás, logikai műveletek (és, vagy, nem) Két fő része: a vezérlőegység, ami a memóriában tárolt program dekódolását és végrehajtását végzi, az
3. óra Számrendszerek-Szg. történet
3. óra Számrendszerek-Szg. történet 1byte=8 bit 2 8 =256 256-féle bináris szám állítható elő 1byte segítségével. 1 Kibibyte = 1024 byte mert 2 10 = 1024 1 Mebibyte = 1024 Kibibyte = 1024 * 1024 byte 1
ÉRETTSÉGI TÉTELCÍMEK 2018 Informatika
Budapesti Egyetemi Katolikus Gimnázium és Kollégium ÉRETTSÉGI TÉTELCÍMEK 2018 Informatika Reischlné Rajzó Zsuzsanna Szaktanár Endrédi Józsefné Igazgató Kelt: Budapest, 2018. március 1. tétel A kommunikáció
OPERÁCIÓS RENDSZEREK. Elmélet
1. OPERÁCIÓS RENDSZEREK Elmélet BEVEZETÉS 2 Az operációs rendszer fogalma Az operációs rendszerek feladatai Csoportosítás BEVEZETÉS 1. A tantárgy tananyag tartalma 2. Operációs rendszerek régen és most
Közlekedés gépjárművek elektronikája, diagnosztikája. Mikroprocesszoros technika. Memóriák, címek, alapáramkörök. A programozás alapjai
Közlekedés gépjárművek elektronikája, diagnosztikája Mikroprocesszoros technika. Memóriák, címek, alapáramkörök. A programozás alapjai TÁMOP-2.2.3-09/1-2009-0010 A Széchenyi István Térségi Integrált Szakképző
MINTA Írásbeli Záróvizsga Mechatronikai mérnök MSc. Debrecen,
MINTA Írásbeli Záróvizsga Mechatronikai mérnök MSc Debrecen, 2017. 01. 03. Név: Neptun kód: Megjegyzések: A feladatok megoldásánál használja a géprajz szabályait, valamint a szabványos áramköri elemeket.
Digitális rendszerek. Digitális logika szintje
Digitális rendszerek Digitális logika szintje CPU lapkák Mai modern CPU-k egy lapkán helyezkednek el Kapcsolat a külvilággal: kivezetéseken (lábak) keresztül Cím, adat és vezérlőjelek, ill. sínek (buszok)
Segédlet az Informatika alapjai I. című tárgy számrendszerek fejezetéhez
Segédlet az Informatika alapjai I. című tárgy számrendszerek fejezetéhez Sándor Tamás, sandor.tamas@kvk.bmf.hu Takács Gergely, takacs.gergo@kvk.bmf.hu Lektorálta: dr. Schuster György PhD, hal@k2.jozsef.kando.hu
Alapismeretek. Tanmenet
Alapismeretek Tanmenet Alapismeretek TANMENET-Alapismeretek Témakörök Javasolt óraszám 1. Számítógépes alapfogalmak, számítógép generációk 2. A számítógép felépítése, hardver, A központi egység 3. Hardver
DIGITÁLIS TECHNIKA feladatgyűjtemény
IGITÁLIS TEHNIK feladatgyűjtemény Írta: r. Sárosi József álint Ádám János Szegedi Tudományegyetem Mérnöki Kar Műszaki Intézet Szerkesztette: r. Sárosi József Lektorálta: r. Gogolák László Szabadkai Műszaki
Bepillantás a gépházba
Bepillantás a gépházba Neumann-elvű számítógépek főbb egységei A részek feladatai: Központi egység: Feladata a számítógép vezérlése, és a számítások elvégzése. Operatív memória: A számítógép bekapcsolt
I. A DIGITÁLIS ÁRAMKÖRÖK ELMÉLETI ALAPJAI
I. A DIGITÁLIS ÁRAMKÖRÖK ELMÉLETI ALAPJAI 1 A digitális áramkörökre is érvényesek a villamosságtanból ismert Ohm törvény és a Kirchhoff törvények, de az elemzés és a tervezés rendszerint nem ezekre épül.
I. C8051Fxxx mikrovezérlők hardverfelépítése, működése. II. C8051Fxxx mikrovezérlők programozása. III. Digitális perifériák
I. C8051Fxxx mikrovezérlők hardverfelépítése, működése 1. Adja meg a belső RAM felépítését! 2. Miben különbözik a belső RAM alsó és felső felének elérhetősége? 3. Hogyan érhetők el az SFR regiszterek?
VI. SZOFTVERES PROGRAMOZÁSÚ VLSI ÁRAMKÖRÖK
VI. SZOFTVERES PROGRAMOZÁSÚ VLSI ÁRAMKÖRÖK 1 Az adatok feldolgozását végezhetjük olyan általános rendeltetésű digitális eszközökkel, amelyeket megfelelő szoftverrel (programmal) vezérelünk. A mai digitális
SZÓBELI ÉRETTSÉGI TÉMAKÖRÖK
INFORMATIKA SZÓBELI ÉRETTSÉGI TÉMAKÖRÖK Az emelt szint a középszint követelményeit magában foglalja, de azokat magasabb szinten kéri számon. 1. Információs társadalom 2. Informatikai alapismeretek - hardver
The Architecture of Computer Hardware and Systems Software: An InformationTechnology Approach 3. kiadás, Irv Englander John Wiley and Sons 2003
. Fejezet : Számrendszerek The Architecture of Computer Hardware and Systems Software: An InformationTechnology Approach. kiadás, Irv Englander John Wiley and Sons Wilson Wong, Bentley College Linda Senne,
TANMENET 2018/2019. tanév
Szolnoki Műszaki Szakképzési Centrum Pálfy-Vízügyi Szakgimnáziuma 5000 Szolnok, Tiszaparti sétány 2-3. Tel:06-56-424-955, Fax: 06-56-513-925 e-mail cím: titkarsag@palfy-vizugyi.hu TANMENET 2018/2019. tanév
Analóg-digitális átalakítás. Rencz Márta/ Ress S. Elektronikus Eszközök Tanszék
Analóg-digitális átalakítás Rencz Márta/ Ress S. Elektronikus Eszközök Tanszék Mai témák Mintavételezés A/D átalakítók típusok D/A átalakítás 12/10/2007 2/17 A/D ill. D/A átalakítók A világ analóg, a jelfeldolgozás
2. rész PC alapú mérőrendszer esetén hogyan történhet az adatok kezelése? Írjon pár 2-2 jellemző is az egyes esetekhez.
Méréselmélet és mérőrendszerek (levelező) Kérdések - 2. előadás 1. rész Írja fel a hiba fogalmát és hogyan számítjuk ki? Hogyan számítjuk ki a relatív hibát? Mit tud a rendszeres hibákról és mi az okozója
Kedves Diákok! A feladatok legtöbbször egy pontot érnek. Ahol ettől eltérés van, azt külön jelöljük.
Kedves Diákok! Szeretettel köszöntünk Benneteket abból az alkalomból, hogy a Ceglédi Közgazdasági és Informatikai Szakközépiskola informatika tehetséggondozásának első levelét olvassátok! A tehetséggondozással
MSP430 programozás Energia környezetben. Kitekintés, további lehetőségek
MSP430 programozás Energia környezetben Kitekintés, további lehetőségek 1 Még nem merítettünk ki minden lehetőséget Kapacitív érzékelés (nyomógombok vagy csúszka) Az Energia egyelőre nem támogatja, csak
Alapismeretek. Tanmenet
Alapismeretek Tanmenet Alapismeretek TANMENET-Alapismeretek Témakörök Javasolt óraszám 1. Számítógépes alapfogalmak 2. A számítógép felépítése, hardver, A központi egység 3. Hardver Perifériák 4. Hardver
Járműinformatika bevezetés II. 2. Óra
Járműinformatika bevezetés II. 2. Óra Járműves buszrendszerek osztályozása Alaprendszerek: SubBus: CAN (High-Speed, Low-Speed) SAE J1567 (C 2 D), SAE J1850 (PWM) SAE J1850 (PWM) VAN Nagysebeségű / Valós
10-es számrendszer, 2-es számrendszer, 8-as számrendszer, 16-os számr. Számjegyek, alapműveletek.
Számrendszerek: 10-es számrendszer, 2-es számrendszer, 8-as számrendszer, 16-os számr. Számjegyek, alapműveletek. ritmetikai műveletek egész számokkal 1. Összeadás, kivonás (egész számokkal) 2. Negatív
Dr. Oniga István DIGITÁLIS TECHNIKA 2
Dr. Oniga István DIGITÁLIS TECHNIKA 2 Számrendszerek A leggyakrabban használt számrendszerek: alapszám számjegyek Tízes (decimális) B = 10 0, 1, 8, 9 Kettes (bináris) B = 2 0, 1 Nyolcas (oktális) B = 8
ATMEL ATMEGA MIKROVEZÉRLŐ-CSALÁD
Misák Sándor ATMEL ATMEGA MIKROVEZÉRLŐ-CSALÁD Nanoelektronikai és Nanotechnológiai Részleg DE TTK v.0.1 (2007.02.13.) 1. előadás 1. Általános ismeretek. 2. Sajátos tulajdonságok. 3. A processzor jellemzői.
Informatikai Rendszerek Alapjai
Informatikai Rendszerek Alapjai Egész és törtszámok bináris ábrázolása http://uni-obuda.hu/users/kutor/ IRA 5/1 A mintavételezett (egész) számok bináris ábrázolása 2 n-1 2 0 1 1 0 1 0 n Most Significant
Digitális technika VIMIAA hét
BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM VILLAMOSMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR MÉRÉSTECHNIKA ÉS INFORMÁCIÓS RENDSZEREK TANSZÉK VIMIAA02 14. hét Fehér Béla BME MIT Rövid visszatekintés, összefoglaló
1. előadás. Lineáris algebra numerikus módszerei. Hibaszámítás Számábrázolás Kerekítés, levágás Klasszikus hibaanalízis Abszolút hiba Relatív hiba
Hibaforrások Hiba A feladatok megoldása során különféle hibaforrásokkal találkozunk: Modellhiba, amikor a valóságnak egy közelítését használjuk a feladat matematikai alakjának felírásához. (Pl. egy fizikai
Assembly programozás: 2. gyakorlat
Assembly programozás: 2. gyakorlat Számrendszerek: Kettes (bináris) számrendszer: {0, 1} Nyolcas (oktális) számrendszer: {0,..., 7} Tízes (decimális) számrendszer: {0, 1, 2,..., 9} 16-os (hexadecimális
Az irányítástechnika alapfogalmai. 2008.02.15. Irányítástechnika MI BSc 1
Az irányítástechnika alapfogalmai 2008.02.15. 1 Irányítás fogalma irányítástechnika: önműködő irányítás törvényeivel és gyakorlati megvalósításával foglakozó műszaki tudomány irányítás: olyan művelet,
Szekvenciális hálózatok és automaták
Szekvenciális hálózatok a kombinációs hálózatokból jöhetnek létre tárolási tulajdonságok hozzáadásával. A tárolás megvalósítása történhet a kapcsolás logikáját képező kombinációs hálózat kimeneteinek visszacsatolásával
Irányítástechnikai alapok. Zalotay Péter főiskolai docens KKMF
Irányítástechnikai alapok Zalotay Péter főiskolai docens KKMF Az irányítás feladatai és fajtái: Alapfogalmak Irányítás: Műszaki berendezések ( gépek, gyártó sorok, szállító eszközök, vegyi-, hő-technikai
Digitális technika VIMIAA hét
BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM VILLAMOSMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR MÉRÉSTECHNIKA ÉS INFORMÁCIÓS RENDSZEREK TANSZÉK Digitális technika VIMIAA02 14. hét Fehér Béla BME MIT Digitális technika
Informatika Rendszerek Alapjai
Informatika Rendszerek Alapjai Dr. Kutor László Alapfogalmak Információ-feldolgozó paradigmák Analóg és digitális rendszerek jellemzői Jelek típusai Átalakítás rendszerek között http://uni-obuda.hu/users/kutor/
2) Tervezzen Stibitz kód szerint működő, aszinkron decimális előre számlálót! A megvalósításához
XIII. szekvenciális hálózatok tervezése ) Tervezzen digitális órához, aszinkron bináris előre számláló ciklus rövidítésével, 6-os számlálót! megvalósításához negatív élvezérelt T típusú tárolót és NN kaput
Architektúra, megszakítási rendszerek
Architektúra, megszakítási ek Mirıl lesz szó? Megszakítás fogalma Megszakítás folyamata Többszintű megszakítási ek Koschek Vilmos Példa: Intel Pentium vkoschek@vonalkodhu Koschek Vilmos Fogalom A számítógép
Flynn féle osztályozás Single Isntruction Multiple Instruction Single Data SISD SIMD Multiple Data MISD MIMD
M5-. A lineáris algebra párhuzamos algoritmusai. Ismertesse a párhuzamos gépi architektúrák Flynn-féle osztályozását. A párhuzamos lineáris algebrai algoritmusok között mi a BLAS csomag célja, melyek annak
Bevezetés az informatikába gyakorló feladatok Utoljára módosítva:
Tartalom 1. Számrendszerek közti átváltás... 2 1.1. Megoldások... 4 2. Műveletek (+, -, bitműveletek)... 7 2.1. Megoldások... 8 3. Számítógépes adatábrázolás... 12 3.1. Megoldások... 14 A gyakorlósor lektorálatlan,
10. Digitális tároló áramkörök
1 10. Digitális tároló áramkörök Azokat a digitális áramköröket, amelyek a bemeneteiken megjelenő változást azonnal érvényesítik a kimeneteiken, kombinációs áramköröknek nevezik. Ide tartoznak az inverterek
Harmadik gyakorlat. Számrendszerek
Harmadik gyakorlat Számrendszerek Ismétlés Tízes (decimális) számrendszer: 2 372 =3 2 +7 +2 alakiérték valódi érték = aé hé helyiérték helyiértékek a tízes szám hatványai, a számjegyek így,,2,,8,9 Kettes
Digitális jelfeldolgozás
Digitális jelfeldolgozás Kvantálás Magyar Attila Pannon Egyetem Műszaki Informatikai Kar Villamosmérnöki és Információs Rendszerek Tanszék magyar.attila@virt.uni-pannon.hu 2010. szeptember 15. Áttekintés
Digitális technika VIMIAA01
BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM VILLAMOSMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR MÉRÉSTECHNIKA ÉS INFORMÁCIÓS RENDSZEREK TANSZÉK Digitális technika VIMIAA01 Fehér Béla BME MIT Digitális Rendszerek Számítógépek
Szárazföldi autonóm mobil robotok vezérlőrendszerének kialakítási lehetőségei. Kucsera Péter ZMNE Doktorandusz
Szárazföldi autonóm mobil robotok vezérlőrendszerének kialakítási lehetőségei. Kucsera Péter ZMNE Doktorandusz A mobil robot vezérlőrendszerének feladatai Elvégzendő feladat Kommunikáció Vezérlő rendszer
Yottacontrol I/O modulok beállítási segédlet
Yottacontrol I/O modulok beállítási segédlet : +36 1 236 0427 +36 1 236 0428 Fax: +36 1 236 0430 www.dialcomp.hu dial@dialcomp.hu 1131 Budapest, Kámfor u.31. 1558 Budapest, Pf. 7 Tartalomjegyzék Bevezető...
Dr. Oniga István DIGITÁLIS TECHNIKA 4
Dr. Oniga István DIGITÁLIS TECHNIKA 4 Kombinációs logikai hálózatok Logikai hálózat = olyan hálózat, melynek bemenetei és kimenetei logikai állapotokkal jellemezhetők Kombinációs logikai hálózat: olyan
SZÁMÍTÓGÉPEK BELSŐ FELÉPÍTÉSE - 1
INFORMATIKAI RENDSZEREK ALAPJAI (INFORMATIKA I.) 1 NEUMANN ARCHITEKTÚRÁJÚ GÉPEK MŰKÖDÉSE SZÁMÍTÓGÉPEK BELSŐ FELÉPÍTÉSE - 1 Ebben a feladatban a következőket fogjuk áttekinteni: Neumann rendszerű számítógép
erettsegizz.com Érettségi tételek
erettsegizz.com Érettségi tételek Az informatika fejlődéstörténete, jogi ismeretek Információ és társadalom Az informatika fejlődéstörténete a XX. Században, napjainkban Jogi ismeretek, szerzőjog, szoftver
Aritmetikai utasítások I.
Aritmetikai utasítások I. Az értékadó és aritmetikai utasítások során a címzési módok különböző típusaira látunk példákat. A 8086/8088-as mikroprocesszor memóriája és regiszterei a little endian tárolást