Obsah

Téma č. 1 MIKROPROCESORY A MIKROKONTROLÉRY

← MNK Téma 25

MNK Téma 2 →

Téma č. 1 MIKROPROCESORY A MIKROKONTROLÉRY

Úloha 1.1

Definovať základný rozdiel medzi mikroprocesorom a mikrokontrolérom.
Popísať základné časti mikroprocesora.
Popísať základné časti mikrokontroléra.

Úloha 1.2

Popísať, aké typy zariadení (prvkov) môže obsahovať mikroprocesorový systém.
Vymenovať periférne zariadenia, ktoré môže obsahovať mikrokontrolér alebo mikroprocesorový systém.
Uviesť príklady na využitie mikrokontroléra a mikroprocesora z praxe.

Úloha 1.3

Stručne popísať pojmy: RAM, ROM, CPU, ALU, register
Vymenovať programovacie jazyky, ktoré sa môžu používať pri programovaní mikrokontrolérov
Vysvetliť, prečo a v akých zriadeniach sa používajú mikrokontroléry a mikroprocesory
Roztriediť zariadenia na vstupné a výstupne: klávesnica, LCD displej, myš, A/D prevodník, D/A prevodník, Hallov snímač, tenzometer, LED dióda, fotorezistor, mikrofón, reproduktor

Úloha 1.1

Definovať základný rozdiel medzi mikroprocesorom a mikrokontrolérom

1. Mikroprocesor je obyčajne iba jadro. Je to CPU a niekedy doplnené pamäťovým radičom a ničím iným. Používa sa s inými komponentmi, ako sú pamäťové moduly (pre dátovú aj programovú pamäť), pamäťové zariadenia a vstupné / výstupné periférie. Typickými komponentmi, ktoré nájdete v mikroprocesore, sú ALU, registre, načítavacie a dekódovacie jednotky atď.

2. Mikrokontrolér je jediný integrovaný obvod, ktorý obvykle obsahuje malé jadro procesora, program a dátovú pamäť a programovateľné periférie vstupu / výstupu. Mikrokontroléry sú zamerané na vstavané aplikácie, na rozdiel od mikroprocesorov, ktoré sú zamerané na osobné počítače. Vo všeobecnosti majú mikrokontroléry pamäť (programová pamäť a niektoré RAM), IO porty, počítadlá, UART, všetky integrované do jedného čipu.

Popísať základné časti mikroprocesora

ALU (Aritmetic Logic Unit — Aritmeticko logická jednotka) - je základná a veľmi dôležitá súčasť každého mikroprocesora, táto jednotka vykonáva operácie ako sčítanie, odčítanie, logické posuny, porovnávanie a logické operácie (AND, OR, NOT, atď.), bez nej by mikroprocesor nemohol fungovať.

Register — slúži pre uchovanie a rýchle čítanie/zapisovanie operandov alebo stavov mikroprocesora, zväčša ich je v mikroprocesore viacero, zväčša v pároch, niektoré môžu mať špeciálne funkcie

Control Unit — Riadiaca jednotka – riadi všetky procesy v mikroprocesore, pre jej správnu funkčnosť musí byť taktovaná danou frekvenciu, bez toho by taktiež mikroprocesor vôbec nefungoval, obsahuje sekvenčnú a kombinačnú logiku.

Popísať základné časti mikrokontroléra

CPU — mozog mikrokontroléra, vykonáva inštrukcie, spája všetky časti mikrokontroléra do celku

Pamäť — slúži pre uchovanie dát a programu, mikrokontrolér má pamäť rozdelenú na ROM (pevná pamäť) a RAM (rýchlo prístupná, možno do nej zapisovať a čítať údaje)

Vstupno-výstupné porty — slúžia na riadenie a obsluhu externých zariadení ako LCD displej, LEDky, motorčeky, atď.

Sériový port — slúži na komunikáciu s externými zariadeniami

Čítače/ časovače — slúžia pre časovanie vnútri procesora, z ich použitím sa dajú vytvárať rôzne modulácie, generovanie pulzov, meranie frekvencie, atď.

DAC/ADC prevodníky — DAC (digitálno-analógové) - slúžia napr. k riadeniu motorov, ako výstup akustického alebo video signálu, atď. ; ADC (analógovo-digitálne) slúžia k meraniu rôznych hodnôt ako napr. napätia, teploty, osvetlenia, atď.

Ovládanie prerušenia — využíva sa pri chode programu, môže byť interný alebo externý

Úloha 1.2

Popísať, aké typy zariadení (prvkov) môže obsahovať mikroprocesorový systém

RAM, ROM, obvod pre riadenie portov, komunikáciu, čítače, podporné obvody, radiče, periférie

Vymenovať periférne zariadenia, ktoré môže obsahovať mikrokontrolér alebo mikroprocesorový systém

Čítače, prevodníky, obvody kt. obstarávajú prerušenie, obvody pre sériovú komunikáciu, atď.

Uviesť príklady na využitie mikrokontroléra a mikroprocesora z praxe

Mikrokontroléry: PLC jednotky, jednoúčelové prístroje (meracie prípravky, ovládače motor, riadiace elektronika v TV), periférne zariadenia (klávesnica, myš, tlačiareň) Mikroprocesory: mikropočítače, kalkulačky, riadiace jednotky, meracie prístroje, vesmírne sondy

Úloha 1.3

Stručne popísať pojmy: RAM, ROM, CPU, ALU, register

RAM (Random Access Memory - pamäť s náhodným/ľubovoľným prístupom) - slúžia na ukladanie údajov, ktoré počítač potrebuje na spracovanie práve vykonávanej úlohy

ROM (Read Only Memory - Permanentná pamäť) - ROM sa používa na trvalé uchovanie údajov

CPU (Central Processing Unit - Centrálna výpočtová jednotka) - CPU interpretuje a vykonáva inštrukcie obsiahnuté v softvéri a vykonáva výpočty

ALU (Aritmetic Logic Unit – Aritmeticko-logická jednotka) - je centrálna časť procesora v ktorej sa vykonávajú základné aritmetické a logické operácie s číslami

Register – slúži pre uchovanie a rýchle čítanie/zapisovanie operandov alebo stavov mikroprocesora, zväčša ich je v mikroprocesore viacero, zväčša v pároch, niektoré môžu mať špeciálne funkcie

Vymenovať programovacie jazyky, ktoré sa môžu používať pri programovaní mikrokontrolérov

Jazyky: napr. Python, C, Assembler

Vysvetliť, prečo a v akých zariadeniach sa používajú mikrokontroléry a mikroprocesory

Mikrokontroléry: PLC jednotky, jednoúčelové prístroje (meracie prípravky, ovládače motor, riadiace elektronika v TV), periférne zariadenia (klávesnica, myš, tlačiareň)

Mikroprocesory: mikropočítače, kalkulačky, riadiace jednotky, meracie prístroje, vesmírne sondy