Elektronika2. Teoretické otázky na skúšku

Transcript

1 Elektronika Teoretické otázky na skúšku

2 ELEKTRONIKA - E2 1. Jednocestné a dvojcestné usmerňovače 2. Stabilizátory bez regulácie - parametrické 3. Stabilizátory so spojitou reguláciou - spätnoväzobné 4. Stabilizátory s nespojitou reguláciou - impulzné 5. Logické obvody DL, RTL, DTL, princíp činnosti, zapojenie 6. Logické obvody TTL, princíp činnosti, zapojenie 7. Logické obvody MOS, statický a dynamický režim 8. Logické obvody CMOS, princíp činnosti, zapojenie 9. Parametre logických obvodov 10. Charakteristiky logických obvodov 11. Analógové spínače, rozdelenie, princíp činnosti 12. Analógové multiplexory, princíp činnosti 13. Bistabilne preklápacie obvody, princíp, zapojenie 14. Monostabilne preklápacie obvody, princíp, zapojenie 15. Astabilne preklápacie obvody, princíp, zapojenie 16. Základné parametre A/D a D/A prevodníkov 17. Prevodníky D/A, princíp, chyby prevodníka 18. Prevodníky A/D, princíp, metódy prevodu 19. Programovateľné logické súčiastky PLD 20. Programovateľné hradlové polia FPGA 21. Polovodičové pamäte, rozdelenie, parametre 22. Polovodičové pamäte ROM, bloková schéma, činnosť 23. Polovodičové pamäte RAM, bloková schéma, činnosť 24. Štruktúra pamäťovej bunky statickej pamäte 25. Štruktúra pamäťovej bunky dynamickej pamäte 26. Elektromagnetická kompatibilita elektronických systémov 27. Konfigurácia jednozbernicového mikropočítača 28. Architektúra a organizácia mikroprocesora 29. Architektúra jednočípového mikropočítača 30. Inštrukčný cyklus mikropočítača, časovanie Skúška: Písomná časť 2 príklady, ústna časť 3 otázky

3 1. Jednocestné a dvojcestné usmerňovače- menia hod vstupnej str. velič na jedosmernú Jednocetný usmerňovač: Priníp činnosti: z obrázku vidno, usmerňovacím prvkom je dióda D. Touto diódou tečie prúd i F len vtedy, keď je na anóde diódy vyššie napätie ako na jej katóde, t.j. keď v bode a pôsobí kladná polvlna napätia u 2. Vtedy je dióda D otvorená ( je polarizovaná v priamom smere.) V čase, keď je dióda D otvorená tečie záťažou R Z usmernený, jednosmerný pulzujúci prúd i o, ktorý vytvára na tejto záťaži jednosmerné pulzujúce napätie u o. I 2max F max = RZ + R f Dvojcestný usmerňovač s odporovou záťažou. Ako z obrázku vidno, sekundárne vinutie sieťového transformátor a je rozdelené na dve rovnaké časti, takže na ňom vznikajú dve rovnako veľké sekundárne napätia u 2 a u 2, ktoré sú navzájom fázovo posunuté o 180 ( je to dosiahnuté tým, že koniec vinutia ab je spojený so začiatkom vinutia bc.) Činnosť obvodu: Pri kladnej polvlne napätia u 2 v bode a prechádza diódou D 1 prúd i F. Súčasne v bode c je záporná polvlna napätia u 2, čím je dióda D 2 uzatvorená ( na jej anóde je zápornejšie napätie ako na jej katóde.) V druhej polovici periódy T pôsobí kladná polvlna napätia u 2 v bode c, takže dióda D 2 je otvorená a tečie ňou prúd i F. Pretože v bode a zároveň pôsobí záporná polvlna napätia u 2, je dióda D 1 uzavretá. Diódy D 1 a D 2 sa teda striedajú v činnosti, výsledkom čoho je obvodom prechádzajúci pulzujúci prúd, ktorý vytvára na záťaži R Z zodpovedajúce pulzujúce napätie u 0 -ide o vhodne zapojené dva jednocestné usmerňovače, prúd tečie záťažou počas celej periódy T vstupného napätia u 1. I F max = I l F max = R Z 2 max + R f

4 2. Stabilizátory bez regulácie - parametrické Stabilizátory: Úlohou je udržať konštantné výstupné napätie prípadne prúd napájacieho zdroja. Pri kolísaní vstupného napätia a pri zmenách záťaže a teploty. Stabilizátory väčšinou potláčajú aj šumové a rušivé napätia. Superponované na jednosmerné výstupné. Charakteristické veličiny stabilizátora napätia -rozsah výstupného napätia,-maximálny výstupný výkon,-stabilita výstupného signálu,-odolnosť proti skratu,-teplotný rozsah,-rozmery. Výstupné napätie 2 stabilizátora napätia ovplyvňujú: zmeny vstupného napájacieho napätia, zmeny zaťaženia na výstupe, zmena teploty, dlhodobé časové zmeny. Stabilizátory napätia rozdeľujeme ich podľa umiestnenia riadiaceho prvku voči záťaži na paralelné a sériové. paralelných je riadiaci prvok umiestnený v priečnej vrstve a jeho odpor sa mení závislosti na stabilizovanom 2. Sériový riadiaci prvok v pozdĺžnej vetve a jeho odpor tiež závisí od 2. Ro Rozdelenie podľa spôsobu stailizácie: -1. bez regulácie (parametrické), -2. so spojitou reduláciou (spätno-väzbové), -3. s regululáciou nespojitou (impulzné) Stabilizátory bez regulácie: (parametrické): -Výstupné možno stabilizovať použitím polovodičového prvku (regulátora), zenerovej diódy. K stabilzácii výstupného využíva nelin priebehy VACH. Na obr. je priebeh Zenerovej diódy. (*=Δ)

5 3. Stabilizátory so spojitou reguláciou spätnoväzobné Stabilizátory: Úlohou je udržať konštantné výstupné napätie prípadne prúd napájacieho zdroja. Pri kolísaní vstupného napätia a pri zmenách záťaže a teploty. Stabilizátory väčšinou potláčajú aj šumové a rušivé napätia. Superponované na jednosmerné výstupné. Charakteristické veličiny stabilizátora napätia -rozsah výstupného napätia,-maximálny výstupný výkon,-stabilita výstupného signálu,-odolnosť proti skratu,-teplotný rozsah,-rozmery. Výstupné napätie 2 stabilizátora napätia ovplyvňujú: zmeny vstupného napájacieho napätia, zmeny zaťaženia na výstupe, zmena teploty, dlhodobé časové zmeny. Stabilizátory napätia rozdeľujeme ich podľa umiestnenia riadiaceho prvku voči záťaži na paralelné a sériové. paralelných je riadiaci prvok umiestnený v priečnej vrstve a jeho odpor sa mení závislosti na stabilizovanom 2. Sériový riadiaci prvok v pozdĺžnej vetve a jeho odpor tiež závisí od 2. Ro Rozdelenie podľa spôsobu stailizácie: -1. bez regulácie (parametrické), -2. so spojitou reduláciou (spätnoväzbové), -3. s regululáciou nespojitou (impulzné) St. so spojitou reguláciou - Princíp spočíva v porovnaní veľkosti výstupného s ref zdroja. Výsledná odchýlka sa zosilní a privádza sa na aktívny eln. obvod realizovaný tranzistorom, ktorý odchýlku výstupného minimalizeje. Sú to stabilizátory sa spätnou väzbou. so spojitou sériovou reg. (Au -zosilnenie) Stabilizácia s difererenčným zosilňovačom Výhodou je že nie je ohrozený pozistor v skrate, naopak pri chode naprázdno je zaťažovaný najviac. Celá rozdielová energia sa stráca na regulátore. S paralernou spojitou reguláciou

6 4. Stabilizátory s nespojitou reguláciou impulzné Stabilizátory: Úlohou je udržať konštantné výstupné napätie prípadne prúd napájacieho zdroja. Pri kolísaní vstupného napätia a pri zmenách záťaže a teploty. Stabilizátory väčšinou potláčajú aj šumové a rušivé napätia. Superponované na jednosmerné výstupné. Charakteristické veličiny stabilizátora napätia -rozsah výstupného napätia,-maximálny výstupný výkon,-stabilita výstupného signálu,-odolnosť proti skratu,-teplotný rozsah,-rozmery. Výstupné napätie 2 stabilizátora napätia ovplyvňujú:-zmeny vstupného napájacieho napätia,- zmeny zaťaženia na výstupe,-zmena teploty,-dlhodobé časové zmeny. Stabilizátory napätia rozdeľujeme ich podľa umiestnenia riadiaceho prvku voči záťaži na paralelné a sériové. paralelných je riadiaci prvok umiestnený v priečnej vrstve a jeho odpor sa mení závislosti na stabilizovanom 2. Sériový riadiaci prvok v pozdĺžnej vetve a jeho odpor tiež závisí od 2. Ro Rozdelenie podľa spôsobu stailizácie: -1. bez regulácie (parametrické), -2. so spojitou reduláciou (spätno-väzbové), -3. s regululáciou nespojitou (impulzné) Stabilizátory s nespojitou reguláciou: Odchýlka výstupného je stabilizovaná regulačným členom (spínač - filter) len v určitých časovo vymedzených intervaloch. Napäťový menič transformuje jednosmerné napätie n na jednosmerné s dvojstupňovou konverziou DC -> AC-> DC. Regulačný prvok (tranzistor, tyristor) pracuje ako riadený spínač. Výkonová strata v zopnutom stave spínača je rádovo menší ako spojitého regulátorta. Spínací regulačný člen musí byť naviazaný na filtračný člen, ktorý výrazný akumulačný charakter. Pre vačšie výstuoné výkony je tvorený C a C. Zosilnená odchylka A je privádzaná do impulzného modulátora, ktorý určuje pomer častových intervalov. Tak, aby sa odchylka výstupného napätia S blížila k nule. Výstupné napätie je nespojito stabilizované pomocou spätnej väzby, hoci rozdielový zosilnovač pracuje spojite. Dosiahnutie požadovaných dynamických parametrov je podmienené dostatočne vysokou pracovnou frekvenciou nespojitého regulátora. Princíp regulácie umožňuje výraznú redukciu výkonovej straty na regulačnom člene. A tým nárast účinnosti stabilizátora.

7 5. Logické obvody DL, RTL, DTL, princíp činnosti, zapojenie LOGICKÉ OBVODY: Činnosť : - činnosť log obvodov je založená na pravidlách logiky. Pracujú s výrokmi, ktoré môžu byť pravdivé (log.1 ) alebo nepravdivé (log.0.) Teda nadobúda dve hodnoty - 0 a 1, pričom sa nemôžu sa meniť spojite. S polovodičovými prvkami môžeme realizovať ľubovoľne zložité spínacie funkcie vo všetkých zariadeniach na spracovanie informácií. Napr.: počítačoch, riadiacich obvodoch priemyselových zariadeniach, telefónných ústredniach... Rozdelenie: 1.kombinačné, 2. Sekvenčné: a) synchronné b) asynchronné Označenie logic. stavov: logická nula -log L (low), logická jednotka log H (higth) Označenie logických úrovní: ( 0-output, I-input, L-low, H-high) vst.log 0 f vst.log1 výst.log 0 výst.log1 VST ( 0) VST (1) VÝST ( 0) VÝST (1) Logické členy: Logickými obvodmi realizujeme funkcie tzv. Boolovej algebry. Sú to: Logický súčin AND, Logický súčet OR, Invertor člen na realizovanie logickej negácie logické funkcie - negacia. Pochopiteľne, že log. obvodmi nerealizujeme len samostatné spomínané logické funkcie, ale aj ich najrôznejšie kombinácie. IL IH OL OH Dvojhodnotová logika 1.Pozitívna: f 2.Negatívna: L H Logický zisk:je daný počtom vstupov logických členov, ktoré môžeme pripojiť na výstup jedného logického člena. Výkonové členy sú riešené ako členy s otvoreným kolektorom. H L Štruktúra logických obvodov: DL: diódová logika, -malý logický zisk, -nevieme realizovať negáciu Logika s priamo viazanými tranzistormi: RTL: odporovo tranzist log. -stačiamalé úrovnenaovládanie -malý stratový výkon -malá spínacia rýchlosť -rozptyl vstupných charakteristýk negácia pomocou tranzist- pnp -rezistormi R 1 a R 2 sa znižuje spínacia rýchlosť a rozptyl. Činnosť: výstupný signál je privádzaný na bázy cez odpory. eliminuje sa nepriaznivý rozptyl vstupných char. tranzistorov. Kedže je obmedzený aj budiaci prúd, relatívne vzrastie aj logický zisk. DTL: diódovo tranzistorová logika D 4, D 5 zvyšujú šumovú odolnosť tranzistora - dokonalé uzavretie tranzistora (HDTL, HTL, HLL.. )Činnosť: tranzistor ako aktívny prvok, slúži ako invertor v obvode.

8 6. Logické obvody TTL, princíp činnosti, zapojenie LOGICKÉ OBVODY: Činnosť : - činnosť log obvodov je založená na pravidlách logiky. Pracujú s výrokmi, ktoré môžu byť pravdivé (log.1 ) alebo nepravdivé (log.0.) Teda nadobúda dve hodnoty - 0 a 1, pričom sa nemôžu sa meniť spojite. S polovodičovými prvkami môžeme realizovať ľubovoľne zložité spínacie funkcie vo všetkých zariadeniach na spracovanie informácií. Napr.: počítačoch, riadiacich obvodoch priemyselových zariadeniach, telefónných ústredniach... Rozdelenie: 1.kombinačné, 2. Sekvenčné: a) synchronné b) asynchronné Označenie logic. stavov: logická nula -log L (low), logická jednotka log H (higth) Označenie logických úrovní: ( 0-output, I-input, L-low, H-high) vst.log0 vst.log1 výst.log 0 výst.log1 VST ( 0) VST (1) VÝST ( 0) VÝST (1) Logické členy: Logickými obvodmi realizujeme funkcie tzv. Boolovej algebry. Sú to: Logický súčin AND, Logický súčet OR, Invertor člen na realizovanie logickej negácie logické funkcie - negacia. Pochopiteľne, že log. obvodmi nerealizujeme len samostatné spomínané logické funkcie, ale aj ich najrôznejšie kombinácie. IL IH OL OH Dvojhodnotová logika 1.Pozitívna: H f L 2.Negatívna: L f H TTL: tranzistor-tranzistor-logika. -logický člen s aktívnym vstupom T 2 - budiaci, T 3,T 4 - tvoria koncový stupeň (akívny výstup), D-zaisťuje dokonalé uzavretie T 3 (šumová odolnosť), R4- obmedzujú odpor výstupného prúdu Princíp činnosti: Predpokladajme, že vstupy X 1 a X 2 sú pripojené na elektrickú zem. Tranzistor T 1 plní funkciu tranzistora. Prúdom cez rezistor R 1 do bázy je otvorený a prechod C-E má vo vodivom stave. Tým, že báza tranzistora T 2 je pripojená na kolektor tranzistora T 1, je tranzistor T 2 uzatvorený. Na emitore tranzistora T 2 je nulové napätie zeme, ktorým je tranzistor T 4 uzatvorený ( cez rezistor R 3.) Na kolektore tranzistora T 2 sa objaví dostatočne veľké kladné napätie cez rezistor R 2 z napájania, ktorým sa tranzistor T 3 otvorí. Na výstupe dostávame kladné napätie - log.1. Toto napätie má hodnotu: výst = cc - R4 - sat4 - D = 3,5 3,7 V

9 7. Logické obvody MOS, statický a dynamický režim LOGICKÉ OBVODY: Činnosť : - činnosť log obvodov je založená na pravidlách logiky. Pracujú s výrokmi, ktoré môžu byť pravdivé (log.1 ) alebo nepravdivé (log.0.) Teda nadobúda dve hodnoty - 0 a 1, pričom sa nemôžu sa meniť spojite. S polovodičovými prvkami môžeme realizovať ľubovoľne zložité spínacie funkcie vo všetkých zariadeniach na spracovanie informácií. Napr.: počítačoch, riadiacich obvodoch priemyselových zariadeniach, telefónných ústredniach... Rozdelenie: 1.kombinačné, 2. Sekvenčné: a) synchronné b) asynchronné Označenie logic. stavov: logická nula -log L (low), logická jednotka log H (higth) Označenie logických úrovní: ( 0-output, I-input, L-low, H-high) vst.log0 Dvojhodnotová logika VST ( 0) IL 1.Pozitívna: f vst.log1 výst.log 0 výst.log1 VST (1) VÝST ( 0) VÝST (1) Logické členy: Logickými obvodmi realizujeme funkcie tzv. Boolovej algebry. Sú to: Logický súčin AND, Logický súčet OR, Invertor člen na realizovanie logickej negácie logické funkcie - negacia. Pochopiteľne, že log. obvodmi nerealizujeme len samostatné spomínané logické funkcie, ale aj ich najrôznejšie kombinácie. IH OL OH H f L 2.Negatívna: L H Logický zisk: je daný počtom vstupov logických členov, ktoré môžeme pripojiť na výstup jedného logického člena. Výkonové členy sú riešené ako členy s otvoreným kolektorom. Integrované logické obvody MOS: Patria medzi logické obvody realizované technikou TTL. Na rozdiel od obvodov realizovaných bipolárnymi tranzistormi, kde sa používali okrem tranzistorov aj nastavovacie rezistory, integrované obvody MOS sú zostavené výlučne z tranzistorov, ktoré plnia funkciu tak aktívnych, ako aj pasívnych prvkov. MOS s kanáom:-1. N (NMOS) otvorený ak je GS kladné, - 2.P (PMOS) otvorený ak je GS záporné. Prúd I D riadený napätím GS. Prahové napätia T : PMOS ( 4V), NMOS(+2V), MOS otvorený R( Ω), zatvorený ( Ω). NMOS:-statická logika, využíva PMOS: -dynamická logika. Invertor: 1 všetky tr. nevodivé 0 aspoň jeden 1vodivý Zaťažovací T 2 je spínaný impulzami TC. (hodinovými)t 1 spínač, jeho stav je závislý na hodnote na vstupe a tiež na v bode x. T 1,T 3, tvoria sériový spínač a otvárajú sa impulzom TC. Ak privedieme TC, T 2,T 3 sa otvoria a napätie v x je DD. Ak na A je T 1 sa otvára a v x klesne na 0. Cez otvorený T 3 počas trvania impulzu TC sa prenesie potenciál z bodu x na 0 - Tr. Sú otvorené kapacitu C. Tá hodnota tam zostane až do impulzu. 1 - aspoň jeden nevodivý

10 8. Logické obvody CMOS, princíp činnosti, zapojenie LOGICKÉ OBVODY: Činnosť : - činnosť log obvodov je založená na pravidlách logiky. Pracujú s výrokmi, ktoré môžu byť pravdivé (log.1 ) alebo nepravdivé (log.0.) Teda nadobúda dve hodnoty - 0 a 1, pričom sa nemôžu sa meniť spojite. S polovodičovými prvkami môžeme realizovať ľubovoľne zložité spínacie funkcie vo všetkých zariadeniach na spracovanie informácií. Napr.: počítačoch, riadiacich obvodoch priemyselových zariadeniach, telefónných ústredniach... Rozdelenie: 1.kombinačné, 2. Sekvenčné: a) synchronné b) asynchronné Označenie logic. stavov: logická nula -log L (low), logická jednotka log H (higth) Označenie logických úrovní: ( 0-output, I-input, L-low, H-high) vst.log0 vst.log1 výst.log 0 výst.log1 VST ( 0) VST (1) VÝST ( 0) VÝST (1) Dvojhodnotová logika Logické členy: Logickými obvodmi realizujeme funkcie tzv. Boolovej algebry. Sú to: Logický súčin AND, Logický súčet OR, Invertor člen na realizovanie logickej negácie logické funkcie - negacia. Pochopiteľne, že log. obvodmi nerealizujeme len samostatné spomínané logické funkcie, ale aj ich najrôznejšie kombinácie. IL IH OL OH H f L 2.Negatívna: L f H 1.Pozitívna: Logický zisk: je daný počtom vstupov logických členov, ktoré môžeme pripojiť na výstup jedného logického člena. Výkonové členy sú riešené ako členy s otvoreným kolektorom. Integrované logické obvody MOS: Patria medzi logické obvody realizované technikou TTL. Na rozdiel od obvodov realizovaných bipolárnymi tranzistormi, kde sa používali okrem tranzistorov aj nastavovacie rezistory, integrované obvody MOS sú zostavené výlučne z tranzistorov, ktoré plnia funkciu tak aktívnych, ako aj pasívnych prvkov. MOS s kanáom:-1. N (NMOS) otvorený ak je GS kladné, - 2.P (PMOS) otvorený ak je GS záporné. Prúd I D riadený napätím GS. Prahové napätia T : PMOS ( 4V), NMOS(+2V), MOS otvorený R( Ω), zatvorený ( Ω). CMOS:, označuje technológiu zhotovenia integrovaných obvodov MOS s pármi komplementárnych tranzistorov MOS ( komplementárnou dvojicou ) s kanálmi P a N Vstup 1 -> výstup 0 Y-log1: T 1, T 2 vodivé Vstup 0 -> výstup 1 T 3,T 4 nevodivé, A,B -1 Y-log0: aspoň 1 z T 3,T 4 vodivý, aspoň 1(A,B)- 1 Vlastnosti: Tieto io obvody majú dlhšie spínacie časy ako TTL, menší príkon, ten však závisí od pracovného kmitočtu a dobrú šumovúodolnos ť. cc= 4 15V

11 Vach obohateného typu Tr. MOSFET: 13. (ds,g) 14.

12 9. Parametre logických obvodov LOGICKÉ OBVODY: Činnosť : - činnosť log obvodov je založená na pravidlách logiky. Pracujú s výrokmi, ktoré môžu byť pravdivé (log.1 ) alebo nepravdivé (log.0.) Teda nadobúda dve hodnoty - 0 a 1, pričom sa nemôžu sa meniť spojite. S polovodičovými prvkami môžeme realizovať ľubovoľne zložité spínacie funkcie vo všetkých zariadeniach na spracovanie informácií. Napr.: počítačoch, riadiacich obvodoch priemyselových zariadeniach, telefónných ústredniach... Rozdelenie: 1.kombinačné, 2. Sekvenčné: a) synchronné b) asynchronné Parametre logických obvodov Obvody TTL využívajú pri činnosti zakladný princíp zapojenia viac-emitorového tranzistora. Preto sú aj niektoré parametre rovnako pre viac typov TTL obvodov. Niektoré parametre sa líšia len s ohľadom na špecifické vlastnosti určitých obvodov. Medzné hodnoty: Medzné parametre sú definované ako najvyššie hodnoty určitej veličiny, pri ktorých môže daný obvod pracovať, pričom ešte nedôjde k poruche. Charakteristické vlastnosti: 1. statické, 2. dynamické. 1.statické: -udávajú sa pre najnepriaznivejšie podmienky z hľadiska napájania, zaťaženia.. vstupné pre úroven,,h,,, vstupné pri,,l,,, výstupné pre L a H., vstupné I pre L a H., odber zo zdroja L, H., logický zisk, odolnosť voči rušeniu- (šumová imunita). 2.dynamické: -popisujú vlastnosti logických obvodov v dynamickom režime, to znamená, počas prevádzky pri prenose signálu zo vstupu n avýstup. : -doba oneskorenia tp. (je doba potrebná k prenosu stavu premennej zo vstupu na výstup log. Obvodu. Výstupný signál nereaguje hned na privedený vstupný signál. Dochádza k oneskoreniu) vstup signál výstup signál

13 10. Charakteristiky logických obvodov LOGICKÉ OBVODY: Činnosť : - činnosť log obvodov je založená na pravidlách logiky. Pracujú s výrokmi, ktoré môžu byť pravdivé (log.1 ) alebo nepravdivé (log.0.) Teda nadobúda dve hodnoty - 0 a 1, pričom sa nemôžu sa meniť spojite. S polovodičovými prvkami môžeme realizovať ľubovoľne zložité spínacie funkcie vo všetkých zariadeniach na spracovanie informácií. Napr.: počítačoch, riadiacich obvodoch priemyselových zariadeniach, telefónných ústredniach... Rozdelenie: 1.kombinačné, 2. Sekvenčné: a) synchronné b) asynchronné Charakteristiky logických obvodov Vlastnosti log.io vyplývajú zo základných charekteristík. Najčastejšie sa uvádza prenosová, výstupná a odberová. Prenosová (prevodová) obvodu TTL: Zobrazuje závislosť výstupného napätia i od vstupného napätia 0. Táto charakteristika má štyri výrazné oblasti.* V oblasti a (od 0-0,7V pre vstup) sú tranzistory T 2 a T 3 uzatvorené. * V oblasti b sa tranzistor T 2 začína otvárať, ale tranzistor T 3 je ešte stále uzatvorený. Poklesom napätia na kolektore T 2 je mierne privretý aj tranzistor T 4. * V oblasti c sa otvára tranzistor T 3 a zatvára tranzistor T 4. * V oblasti d je tranzistor T 3 v saturácii a tranzistor T 4 úplne zatvorený. -vieme určit L a H úroveň. Vstupná vharakteristika: rčuje závislosť vstupného prúdu od veľkosti vstupného napätia. Záporný prúd znamená, že tento vyteká cez R = 4 kw a prechod B-E tranzistora T 1 von do zdroja signálu. Pri vst = 1,4 V je prúd vstupu I vst = 0 ma. Nad toto napätie vst je prúd I vst asi 10 ma. Tu je prechod B-E polarizovaný v závernom smere. Pri vst väčšom ako 7 V prúd vstupu prudko narastá z dôvodu poškodenia priechodu PN medzi E-B tranzistora T 1. Výstupné charakter.: záv. výst pri vstupnom prúde

14 11. Analógové spínače, rozdelenie, princíp činnosti Analógové spínače:-spínajú analógový signál bez veľkosti a tvaru. Základné typy spínačov Spínanie analógových signálov požiadavky: veľká rýchlosť, presnosť (obtiažnejšie ako spínanie digitálnych signálov hlavne pri malom js ai. Rušivé vplyvy: ofset, drift, termonapätie Mechanické vplyvy:- priaznivejší odpor v zapnutom a rozopnutom stave, - nižšia spínacia rýchlosť. Elektrické spínače: -1- vyššia spínacia rýchlosť, spoľahlivosť - 2-.jednoduchšia obsluha, údržba Tranzistor FET analógový spínač dokonalá izolácia,- nulové ofsetové napätie v zapnutom stave,- malý ovládací výkon Tranzistor JFET s kanálom N: JFET- ak ovládací vstup má úroveň L (0V), T2je v oblasti nasýtenia, D. je zatvorená pri e (-5V./. +5V) gs na T1 je nezávislé od e. T1 je otvorený. ak cvl. Vstup má úroveň H (+5V) T2 zatvorený, D je vodivá, potenciál hradla G j e-15 T1 je zatvorený. Tranzistor MOSFET s kanálom N: Podobne ako JFET. potenciál A- G (gate) sa mení (-20/ +5V). Pri zatvorenom T1 je gs v nepriamom prípade -15V. v priaznovom prípade -25V. Pri otvorenom T1 je gs (0/ +10V) najmenej je pri e= +5V Sériový bipolárny spínač

15 12. Analógové multiplexory, princíp činnosti Analógové spínače:-spínajú analógový signál bez veľkosti a tvaru. Základné typy spínačov Spínanie analógových signálov požiadavky: veľká rýchlosť, presnosť (obtiažnejšie ako spínanie digitálnych signálov hlavne pri malom js ai. Rušivé vplyvy: ofset, drift, termonapätie Mechanické vplyvy:- priaznivejší odpor v zapnutom a rozopnutom stave, - nižšia spínacia rýchlosť. Elektrické spínače: -1- vyššia spínacia rýchlosť, spoľahlivosť - 2-.jednoduchšia obsluha, údržba Analógové multiplexory: MX=MPX Analógové multiprexory anlógové signály privádzané na vstupy pripájajú postupne na jediný analógový výstup. Funkciou multiplexora možno prirovnať k mechanickému viacpolohovému. MPX Poloha prepínača je určená binárnom kóde. DMPX demoltiplexor, realizuje opačnú funkciu Použitím MX-DMX možno redukovať počet prenosových kanálov, respektíve vedení. Realizácia so spínačmi CMOS:

16 13. Bistabilne preklápacie obvody, princíp, zapojenie Preklápacie obvody: 1. Prúdovo riadené, 2. napätovo riadené. Preklápacie obvody: 1. astabilné preklápacie obvody, ktoré sa volne preklápajú(nemajúžiaden stabilný stav ) 2. monostabilné preklápacie obvody, ktoré majú jeden stabilný a jeden nestabilný stav 3. bistabilné preklápacie obvody, ktoré majú dva stabilné stavy ( nemajú žiaden nestabilný stav ) Tranzistorové klopné obvody: Generujú impulzy definovanej dĺžky a ampl, alebo generujú signály určitej dĺžky amplitúdy a frekvencie. Patria do skupiny riadených obvodov. Podľa charakteru Z 1 a Z 2 - dostávame MONO, BI, ASTA preklápací charakter. Bistabilný preklápací obvod zotrváva v jednom z dvoch stabilných stavov počas ľubovoľného časového intervalu a preklopí sa až po privedení spúšťacieho impulzu. Má dva vstupy a dva výstupy. I B1 zo zdroja napájania + CC. Ide teda o jednosmernú väzbu medzi tranzistormi. bistabilného preklápacieho obvodu nie je po pripojení napájacieho napätia + CC úplne jednoznačne dané, ktorý tranzistor sa otvorí ako prvý a ktorý ostane uzatvorený. My budeme predpokladať, že po pripojení napájania sa ako prvý otvorí tranzistor T 1 a tranzistor T 2 ostane uzatvorený. Tranzistor T 2 je zatvorený preto, lebo rezistor R B2 je cez otvorený prechod C E tranzistora T 1 pripojený na elektrickú zem obvodu a preto je medzi bázou a emitorom tranzistora T 2 nulové napätie. Do bázy tranzistora T 2 netečie žiaden budiaci prúd I B2. Naopak, tranzistor T 1 je cez rezistory R K2 a R B1 budený trvalým prúdom

17 14. Monostabilne preklápacie obvody, princíp, zapojenie Preklápacie obvody: 1. Prúdovo riadené, 2. napätovo riadené. Preklápacie obvody: 1. astabilné preklápacie obvody, ktoré sa volne preklápajú(nemajúžiaden stabilný stav ) 2. monostabilné preklápacie obvody, ktoré majú jeden stabilný a jeden nestabilný stav 3. bistabilné preklápacie obvody, ktoré majú dva stabilné stavy ( nemajú žiaden nestabilný stav ) Tranzistorové klopné obvody: Generujú impulzy definovanej dĺžkya ampl, alebo gener. Signály určitej dĺžky amplytúdy a frekvencie. Patria do skupiny riadených obvodov. Podľa charakteru Z 1 a Z 2 - dostávame MONO, BI, ASTA preklápací charakter. Monostabilný preklápací obvod je obvod s jedným stabilným stavom a s jedným nestabilným stavom. V stabilnom stave môže zotrvať neobmedzene dlhú dobu, v nestabilnom stave len určitú prechodnú dobu. Táto prechodná doba závisí od vlastností obvodu a označuje sa ako doba kyvu monostabilného obvodu. Zo stabilného stavu do nestabilného stavu sa obvod dostáva pôsobením krátkeho vonkajšieho impulzu. Z toho vyplýva, že monostabilný preklápací obvod na rozdiel od astabilného preklápacieho obvodu má nielen výstupné svorky, ale aj vstupné svorky. Monostabilný preklápací obvod nie je symetrický obvod. báza tranzistora T 2 je pripojená cez rezistor R B2 na kolektor tranzistora T 1. Monostabilný preklápací obvod má vstup, na ktorý sa pripája budiaci zdroj pravouhlého signálu. Z tohoto pravouhlého signálu sa kondenzátorom C V vytvoria krátke impulzy, ktorými sa potom monostabilný preklápací obvod ovláda spúšťa. Po pripojení napájacieho napätia + CC cez rezistor R B1 tečie prúd I B1, ktorý spôsobí úplné otvorenie tranzistora T 1, teda KE1 = 0 V. Cez otvorený prechod C E tranzistora T 1 sa rezistor R B2 svojou ľavou svorkou ( podľa schémy ) pripojí na elektrickú zem. Tým je zabezpečené, že medzi bázou a emitorom tranzistora T 2 je nulové napätie, čo má za následok úplné uzatvorenie tranzistora T 2 a teda KE2 = + CC. Pokiaľ je tranzistor T 2 uzatvorený môže sa kondenzátor C 2 nabiť cez rezistor R K2 na napätie : C2 = CC BE1 = CC 0,6 V

18 15. Astabilne preklápacie obvody, princíp, zapojenie Preklápacie obvody: 1. Prúdovo riadené, 2. napätovo riadené. Preklápacie obvody: 1. astabilné preklápacie obvody, ktoré sa volne preklápajú(nemajúžiaden stabilný stav ) 2. monostabilné preklápacie obvody, ktoré majú jeden stabilný a jeden nestabilný stav 3. bistabilné preklápacie obvody, ktoré majú dva stabilné stavy ( nemajú žiaden nestabilný stav ) Astabilne preklápacie obvod: Základným typom je zapojenie s dvoma tranzistormi rovnakej polarity. V schéme je navyše zapojený spínač S, ktorý sa v reálnom, praktickom zapojení nepoužíva. V našom obvode je zapojený len z dôvodu zadefinovania si východzích podmienok obvodu pri sledovaní procesov prebiehajúcich v obvode. Spínač S je rozopnutý. Po pripojení napájacieho napätia sa tranzistory T 1 a T 2 otvoria, dostanú sa do stavu saturácie, pretože sú budené prúdmi I B1 a I B2 cez rezistory R B1 a R B2 zo zdroja napájania + CC. Spínač S je zopnutý. V okamihu t o spínač S zopneme. Kladná ( + ) svorka kondenzátora C 2 sa cez otvorený prechod C E tranzistora T 2 pripojí na elektrickú zem obvodu. Druhá svorka kondenzátora C 2, t.j. záporná ( ), je pripojený na bázu tranzistora T 1 ( kondenzátor na schéme zakreslený čiarkovane.) Kondenzátor C 2 svojím napätím C2 na báze tranzistora T 1 pôsobí ako zdroj záporného napätia, ktorým sa tranzistor T 1 okamžite uzavrie. Napätie na jeho kolektore KE1 narastá na napätie + CC, no nie okamžite, ale s určitým časovým oneskorením. Toto časové oneskorenie je dané nabíjaním kondenzátora C 1 cez rezistor R K1.

19 16. Základné parametre A/D a D/A prevodníkov Číslicové analógové, Analógovo - číslicové prevodníky: -číslicové spracovanie signálu, diskretizácia: spojitý nespojitý, vzorkovanie signálu - podľa času, kvantovanie signálu - podľa veľkosti. x 1 x 2... x max - diskrétne hodnoty analógového signálu 0000,0001-kódové slovo číslicového signálu Základné parametre prevodníkov: -rozlišovacia schopnosť - počet rozlíšiteľných úrovní analógového signálu, n - bitový prevodník 2 n úrovní, m miestny prevodník 10 m úrovní, n = úrovní, m = úrovní -rozsah- určení min a max hodnotou analóg. signálu. Ozn. FS. -krok kvantovania- najmenšia rozlíšiteľná veľkosť Analog. Signálu LSB... LSB= FS / 2 n - chyba kvantovania- maximálny rozdiel medzi hodnotou analóg. veličiny a hodnotou zodpovedajúcou kódovému slovu = 0,5 LSB -rýchlosť prevodu- počet prevodov (krokov za jednotku času, resp. času jedného prevodu) -presnosť prevodníka rozdiel medzi skutočnou analógovou hodnotou a hodnotou kódového slova. aditívna chyba konšt. pre celý rozsah spôsobná posunutím nuly Multidcikatívna chyba- spôsobná chybou analógového zosilnenia

20 17. Prevodníky D/A, princíp, chyby prevodníka DA prevodník: prevádza vstupný číselný signál na výstupný analógový signál binárne kódové slovo na vstupe : B = B - Ak FS je rozsah prevodníka je výstupné napätie potom: DA prevodník s váhovou rezistorovou sieťou n-1 n n Bn B1 2 + B0 2 n-1 mvy Bn Bo = n FS 2 ref: - referenčné napätie. B0,B1,B2 bity kódového slova (0,1). B2 B1 B0 Iv = ref.( + + ) R 2R 4R nevýhoda: - veľké rozpätie hodnôt odporov rezistorovej siete. Prúd zo zdroja ref závisí od kombinácie núl a jednotiek. Rozptyl hodnôt rezistorov (hlavne nízke bity) 2 0 DA prevodník s priečkovou rezstorovov sieťou Rezistory majú 2 hodnoty (R, 2R). Vnútorný odporov rezistorovej siete je konštantný. Nezávislý od B 0,B 1,B 2. Prevodník AD s dvojitou integráciou výhoda: Len 2 hodnoty odporov stabilita presnosti, konštantný odpor rezistorovej siete stabilita zdroja ref Počas T 1 na vstup pripojí analógové napätie X, pri zápornom X sa napätie na integrátore sa zväčšuje na kladnú polaritu. Po naplnení čítača interval T 1 skončí a náraz napätia 1 sa zastaví. Paralelný prevodník (Paral. prev.) A/D je najrýchlejší prevod sa uskutočňuje v jednotke kroku. Ak X = 0 všetky komparátory majú na výstupe 0. Ak sa bude X zväčšovať, bude sa zväčšovať aj počet komp., ktoré budú mať na výstupe 1. Nevýhoda je veľký počet komparátorov. Kompromisné riešenie metóda postupných riešení.

21 18. Prevodníky A/D, princíp, metódy prevodu Číslicové analógové, Analógovo - číslicové prevodníky: -číslicové spracovanie signálu, diskretizácia: spojitý nespojitý, vzorkovanie signálu - podľa času, kvantovanie signálu - podľa veľkosti. Prevodník A/D s dvojitou integráciou Počas T 1 na vstup pripojí analógové napätie X, pri zápornom X sa napätie na integrátore sa zväčšuje na kladnú polaritu. Po naplnení čítača interval T 1 skončí a náraz napätia 1 sa zastaví. Paralelný prevodník A/D je najrýchlejší prevod sa uskutočňuje v jednom kroku. Ak X = 0 všetky komparátory majú na výstupe 0. Ak sa bude X zväčšovať, bude sa zväčšovať aj počet komp., ktoré budú mať na výstupe 1. Nevýhoda je veľký počet komparátorov. Kompromisné riešenie metóda postupných riešení.

22 19. Programovateľné logické súčiastky PLD Programovateľné logické súčiastky 1.Štrukturálny návrh (ELD programable, logic, device) 2. Procedurálny návrh (mikroprocesor) PLD- pozostáva z logických hradiel, logických obvodov, programovateľné prenosové cesty. Tieto je možné poprepájať pri programovaní. Typy programovania: EEPROM. Architektúra programovateľné logické polia (PLA) - programovateľná súčtová matica,, súčinová matica,, štruktúra vhodná na implementáciu kombinačných logických sietí disjunktnom tvare f 2-1»»» 1, 2 n = å f N x x x n N ç = 0 ( x x,..., x ) n æ ç è ö ø N Architektúra programovateľné pole logiky(pal, GAL) - programable súčinová matica - programable makro bunka rieši výber funkcií vstupu a výstupu (vstup, výstup, register, výstup priamy, výstup negovaný, výstup trojstavový...) - štuktúra vhodná na intempletáciu kombinačných aj sekvenčných aj logických sieti disjunktnom stave Architektúra: zložite programovateľné logické súčiastky (CPLD) - jadro predstavujú polia PAL - programovateľná makrobunka rieši výber funkcii vstupu a výstupu ale ja iné funkcie (logická kompatilita, globálne signály...) - štruktúra vhodná na intempletáciu komb. aj sekv. log. sietí často doplnená o optimalizované štandardné štruktúry (dekóder)

23 20. Programovateľné hradlové polia FPGA Osobitnou skupinou PLD súčiastok sú hradlové polia. FPG je oveľa flexibilnejšia oproti predchádzajúcim obvodom PLD. Čip FPGA pozostáva z obvodov pre vstupno/výstupné, logické a prepojovacie funkcie. Polo možno charakterizovať, ako flexibilnú štruktúru s kombinačnými, registrovými a vstupnom/výstupnými schopnosťami. Distribúcia signálu pokrýva celý čip. Vnútorné zbernice možno ovládať aj trojstavovo. Vstupná úroveň sa dá nadstaviť na TTL alebo CMOS. Architektúra: pole programovateľných logických útvarov (FPGA) - čip FPGA položený z konfiguračnej a funkčnej vrstvy. - jadro funk. vrstvy predstavujú konfigurovateľné logické bloky, vstupné výstupné bloky, matice prepojení. - programovateľná konfiguračná vrstva vytvára požadovanú štruktúru hornej vrstvy. - štruktúra vhodná na intempletáciu zložitých kombinačných aj sekv. log. sietí.

24 21. Polovodičové pamäte, rozdelenie, parametre Polovodičová pamäť je integrovaný obvod alebo zostava integrovaných obvodov schopná prijať, uchovať a vydať informáciu zakódovanú v tvare dvojkových čísel. Tieto obvody sa používajú predovšetkým v počítačových a mikroprocesorových systémoch. Ich základné parametre sú : kapacita - určuje maximálny objem informácií ( počítaný v bit alebo byte ), aký môže byť súčasne uchovaný v danej pamäti ( dohodnutá jednotka 1 kbit = 2 10 = 1024 bitov ) rýchlosť činnosti - určená obyčajne prístupovým časom a časom cyklu. Prístupový čas je časový úsek od privedenia signálov na vstupy adries po okamih objavenia sa dát na výstupoch. Čas cyklu je najmenší časový úsek medzi dvoma postupnými odbermi informácií na adresových vstupoch. odoberaný výkon - udaný obyčajne na 1 bit uchovávanej informácie. Pri porovnávaní pamätí sa udávajú aj nemenej dôležité parametre napr. cena pamäte a spoľahlivosť. Dôležitá je aj organizácia pamäte, t.j. dĺžka slova ( počet bitov ), ktorá môže byť súčasne odvedená z pamäte cez jej výstupy. Napr. pamäť s kapacitou ( ) bitov obsahuje 4096 bitov, zorganizovaných v tvare 1024 štvorbitových slov. Základná črta, pomocou ktorej môžeme klasifikovať polovodičovú pamäť, je spôsob prístupu k informácii uchovávanej v pamäti. Poznáme dve skupiny polovodičových pamätí :1. so sériovým prístupom 2.s voľným prístupom ( maticové ) Pamäte so sériovým prístupom sú posuvné registre - bipolárne a unipolárne a predovšetkým registre zostavené zo súčiastok s nábojovou väzbou ( CCD = Charge Coupled Devices ). Prístupový čas v pamätiach s voľným prístupom nezávisí od adresy pamäťovej bunky, čiže od jej miesta v matici. Tieto maticové pamäte rozdeľujeme na: pamäť so záznamom aj snímaním RWM ( Read-Write Memory ), označované tiež RAM - umožňuje čítanie aj zápis, pre svoju činnosť, t.j. zapamätanie si, potrebuje vždy napájacie napätie -permanentné pamäterom ( Read Only Memory ) - sú určené prevažne iba na čítanie, pre svoju činnosť nevyžaduje zdroj energie Delenie: Polovodičové pamäte je možné rozdeliť z viacerých hľadísk, ktoré rešpektujú ich vlastnosti a použitie. V zásade je možné pamäte rozdeliť podľa: druhu technológie výroby: bipolárne, unipolárne, spôsobu prevádzky: statické, dynamické, spôsobu záznamu a čítania dát: s meniteľným obsahom dát- RWM, so stálym obsahom dát- ROM, spôsobu prístupu k zaznamenaným dátam: s ľubovoľným prístupom- RAM, so sériovým prístupom- FIFO, LIFO, so špeciálnym prístupom- CAM.

25 22. Polovodičové pamäte ROM, bloková schéma, činnosť Pamäť ROM (Read Only Memory, t.j. len možnosť čítania) slúži na uchovávanie programov a dát, ktoré počas prevádzky počítača netreba meniť. Informácia sa zachováva aj po odpojení napájacieho zdroja. Podľa spôsobu zápisu dát a vymazania rozdeľujeme pamäte ROM: -MPROM, - PROM, - PROM,- EEPROM ( EAPROM ),-FLASH Maskovo-programovateľné ROM Programuje sa maskami priamo vo výrobe a informácie v nej zaznamenané sa už nemôžu meniť. Dátová maska sa v ROM vytvorí nanesením hrubej vrstvy kysličníka, ktorý sa vyleptá na miestach hradiel prístupových tranzistorov. Na túto vrstvu kysličníka sa nanesie kovová vrstva ( prepojovacie cesty.) Tie tranzistory, ktoré majú kysličníkovú vrstvu zredukovanú na tenkú vrstvu, ako si to vyžaduje funkčný tranzistor, sú odblokované, ostatné prístupové tranzistory sú zablokované. Nevýhoda: - pre každý súbor dát treba vyhotoviť osobitnú masku, čo sa vyplatí iba pri veľkej sérii. Bloková schéma: Štruktúra pamäti ROM Pamäti ROM sa vyznačujú stálym nemeniteľným obsahom údajov. Informácie možno len vyčítať. Každá pamäť ROM sa skladá z vlastnej pamäťovej matice, dekóderu adries a s výstupných obvodov. A0 až AK sú adresové vstupy, Y1 až Y3 sú výstupy. Vstup CS je blokovanie alebo výber puzdra. Adresa sa privádza v tvare k-bitového slova na adresné vstupy A0 až AK. Dekóder privádza adresu z binárneho kódu na kód 1zm. Výstupné obvody upravujú signál na požadovanú úroveň.

26 23. Polovodičové pamäte RAM, bloková schéma, činnosť Pamäte RAM rozdeľujeme ako už bolo povedané na pamäte - statické a - dynamické Štruktúra pamätí RAM Polovodičové pamäte RAM s ľubovoľným prístupom, nedeštruktívnym čítaním, konštantnou vybavovacou dobou sú energeticky závislé. Bipolárne polovodičové pamäte môže byť len statické, unipolárne môže byť v prevedení ako statické. Základ tvorí pamäťová matica, ktorej pamäťové bunky sú adresované. Znamená, že je aktivovaný vždy jeden z m riadkov a z jeden z m stĺpcov, pomocou dekodérov adries riadkov a stĺpcov. Vstupné dáta D1 a výstupné dáta DO sa privádzajú cez vstupno/výstupné zosilňovače, ktoré oddeľujú periférne obvody od matice. Signál CS dáva povel k uvoľneniu, resp. výberu čipu, teda k aktivizácií obvodu. Signál R/W rozhoduje o stave režimu čítania a zápisu pamäti.

27 24. Statické a dynamické pamäte, princíp, pamäťová bunka Statická pamäť RAM Jedna z možných štruktúr statickej bunky pamäte RAM realizovanej technológiou NMOS je na obr.6. Statická bunka NMOS RAM je tvorená párom krížovo prepojených invertorov a ďalšími dvoma NMOS tranzistormi použitými na prístup k bunke na účely zápisu dátového bitu alebo vyčítanie tohto pamätaného bitu, to zabezpečujú prístupové tranzistory. Obidva prístupové tranzistory pracujú obojsmerne a smer prenosu dát je vybratý trojstavovým ovládaním zapisovacieho zosilňovača.

28 25. Štruktúra jednozbernicového mikropočítača RJ - riadiaca jednotka koordinuje činnosť modulov zoskupených okolo vnútornej zbernice. HLJ - aritmeticko logická jednotka - vykonala v počítači aritmetické a logické operácie uskladňuje medzi výsledky pri operačných a pracovných registrov, zaznamenáva stav charakterizujúci výsledky operácií. CP - centrálny procesor je model počítača v ktorom sa fyzicky nachádza riadiaca jednotka spolu s ALJ. OP - operačná pamäť, uschováva program mikropočítača a údaje PV/V - paralelný vstup alebo výstup sprostredkováva prenos údajov medzi prídavným zariadením PZ a CP. SV/V - sériový vstup výstup. Sprostredkováva prenos údajov medzi PZ a CP. DMA - priamy prístup od pamäti. BS - systémová zbernica je skupina vodičov, ktorá jednotným spôsobom spája časti mikropočítača. Číslicový integrovaný obvod, ktorý na jednom čipe obsahuje najmenej RJ ALJ sa nazýva mikroprocesor.

29 26. Bloková schéma mikroprocesora

30 27. Inštrukčný súbor mikroprocesora, druhy inštrukcií Architektúra jedno čipového mikropočítača Charakteristika jedno čipového mikropočítača SOSY Základná charakteristika a funkčné bloky: 1. Arit. log. jednotka AL prevádza operácie s bitovými číslami (operanbami) 2. Vnútorná pamäť programu ROM mikropočítača je v rozsahu 0000 až OFFF (kapacita 4 KB) 3. Vnútorná pamäť RAM mikropočítača je v rozsahu 0000 až 007F (kapacita 128 B),... pamäťový priestor 0080 až 00FF (kapacita 128 B) sa používa na umiestnenie... funkcií SFR 4. mikroprocesor môže obsahovať vonkajšiu ROM v rozsahu 0000 až FFFF (kapacita až 64 KB) a tiež RAM v rozsahu 0000 až FFFF (kapacita 64 KB) 5. Mikropočítač má 4 8-bitové brány (fort 0 až port 3), ktoré sa dajú využiť obojsmerne. Každú bránu možno obsadiť nezávisle. 6. Mikropočítač obsahuje dva časovače (TIMER). 7. Program upc je možné prerušiť z... prerušenia 8. Na sériové prenos údajov slúži duplexná sériová brána. 9. Mikroprocesor dokáže realizovať aj jednobitové logické operácie 10. Abumulátor ACC (8-bitový Register) je napojený AL cez vyrovnávací register TMPY. Slúži na... hodnoty jedného... a spravidla aj na ukladanie výsledku aritmetickej alebo logickej operácie. 11. Degister B sa SE hlavne pri aritmetických operáciách násobenia a delenia. 12. kazovateľ zásobníkovej pamäti SP (... POINTER) jeho obsah sa... zvýši 0 1 (inkrementuje) potom sa ukladajú dáta do zásobníkovej pamäti (vyhradená časť pamäti RAM) pri vyberaní dát sa obsah SP zníži 0 1 (...) 13. Brány PORT 0 až PORT 3 majú... ovládame vstupu alebo výstupu programom. K nim sa pripájajú prídavné zariadenia. 14. Programové počítadlo PC (PROGRAM CONTER) je 16-bitový čítač, ktorý generuje adresu nasledujúcej inštrukcie. CY AC FO RSO RS1 OV P Príznak parity Príznak pretečenia Výber banky registrov Príznak pre používateľa Príznak pomocného prenosu Príznak prenosu Príznak stavového registra mikroprocesora SOSY Signál RST spôsobí počiatočné nastavenie (RESET) upc Pamäťový Priestor upc SOSY Mikropočítač... SO SY má tri základné pamäťové priestory: - vnútorný priestor pamäti programu ROM, OFFF (8 kapacitou 4 KB), alebo vonkajší priestor pamäti programu ROM, FFFF (s kapacitou 64 KB) - vnútorný priestor pamäti dát RAM EF (s kapacitou 64 BIT) Adresný priestor ROM má kapacitu 64 KB a je variabilný: - ak je vstupný vývod mikroprocesora EA non = 1 mikroprocesor vykonáva program podľa vnútornej pamäti programu ROM v intervale FFF. - ak je...mikroprocesor vykonáva program... adresy 1000 FFFF, už z vonkajšej ROM. - ak je EA non = 0 vyberá mikroprocesor inštrukcie z vonkajšej pamäti ROM v intervale 0000 FFFF Adresný priestor RAM sa skladá z vnútorného a vonkajšieho priestoru. Vnútorná pamäť obsahuje dve časti. Špeciálne... registre a vnútornej RAM pamäť V spodnej časti RAM sa nachádzajú 4 banky... registrov. Každá banka obsahuje súbor 8 pracovných registrov RO RA. Výber banky registrov sa určí programovo nastavením bitov RSO RS z RES.

31 28. Inštrukčný cyklus mikroprocesora, časovanie Časové a stavové diagamy mikropočítača Inštrukčný cyklus je čas potrebný na vykonanie určitej operácie z množiny inštrukcií mikroprocesora. - Inštrukčný cyklus obsahuje jeden alebo viac strojových cyklov M. - Strojový cyklus mikropočítača M má G Stavov S označených S1 S6 (12 periód oscicátora) - Každý stav sa rozkladá na dve fázy a označene P1, P2 - Fáza (takt) trvá jednu periódu oscicátora - signál OSC. - Časovanie mikropočítača sa odvíja od taktov oscicátora a časový priebeh vykonávania inštrukcií je znázornený. Pre inštrukcie, ktoré spolupracujú s dátami vonkajšej pamäti je treba vymedziť potrebný čas na presun dát pretože v tomto čase sa výber z programovej pamäti nedá uskutočniť. Väčšina inštrukcií mikropočítača sa vykoná v intervale jedného strojového syklu resp. dvoch strojových cyklov. Výnimku tvoria náročnejšie operácie napr. násobenie, delenie potrebné na vykonávanie operácie 4. strojové cykly.

32 29. Spoľahlivosť elektronických súčiastok a obvodov Ekonomické aspekty spoľahlivosti mnohý autori uvádzajú nasledujúci súvislosť medzi nadobúdacími, prevádzkovými, celospoločenskými nákladmy a spoľahlivosťou. Žiaľ čo náklady na elektronický systém s rastajúsou spoľahlivosťou vzrastajú a výroba spoľahlivejšieho systému vyžaduje spoľahlivejšie a teda drahšie súčiastky. Prevádzkové náklady klesajú zvyšujúcou sa spoľahlivosťou. Veľmi dôležitým pojmom sú náklady na životný cyklus systému z hľadiska LCC. Z hľadiska užívateľa sú práve najdôležitejšie. Pre užívateľa je neekonomický nákup lacného výrobku ak v opravách zaplatí neúnosné náklady na prevádzku schopnosť.

33 30. Elektromagnetická kompatibilita, zdroje rušenia a väzby Pod pojmom elektromagnetická kompatibilita rozumieme schopnosť súčasnej správnej funkcie elektrických biologických zariadení, alebo systémov, ktoré sú v spoločnom elektromagnetickom prostredí bez závažného ovplyvňovania ich normálnych funkcii. Jednotlivé zariadenia a systémy musia byť: -odolné voči pôsobeniam ostatných systémov a nesmú svojou činnosťou nepriaznivo ovplyvňovať iné zariadenia. Kompatibilita sa po bezpečnosti stáva najdôležitejšou vlastnosťou elektrických a elektronických zariadení.