Kurs 12.1 Aufbau und Arbeitsweise eines Mikrocomputers

10 Aufbau eines Mikrocomputers

Zeitrichtwert: 45 Ustd.

Die Schülerinnen und Schüler verstehen, aufbauend auf digitale Schaltungen, die Komplexität des Blockschaltbildes eines Mikrocomputers. Sie sind in der Lage, die Funktion und das Zusammenwirken der einzelnen Komponenten zu beschreiben sowie den Computer auf Assemblerebene so zu programmieren, dass die Realisierung einfacher Steuerungen mit Ein- und Ausgabeschnittstellen möglich ist.

Gliederung

Das Blockschaltbild kann als Ausgangs- oder Endprodukt für die Erläuterungen zu Aufbau und Arbeitsweise des Mikrocomputers dienen.

Grundlagen der Speichertechnik

Halbleiterspeicher (ROM/RAM)

Aufbau von Arbeitsspeichern
Adressierung
Kapazitätserweiterung

Prinzip des Zusammenschaltens von Schaltkreisen zu einem Arbeitsspeicher

Bussystem

Struktur (Adress-, Daten-, Steuerbus)

Zusammenschalten von Funktionsgruppen

Stromversorgung, Takt
Prinzip des Tri-State-Modus

Mikroprozessor

Zusammenwirken der Struktureinheiten einer CPU
Rechenwerk (Register, ALU)
Steuerwerk (Befehlsdecoder, -register, Flags)

Befehlsabarbeitung
Abarbeitung elementarer Befehle
automatische Programmsteuerung und zentrale Steuerschleife

Unterbrechnungssytem
Wirkprinzip (Vergleich mit Polling)
maskierbares und nichtmaskierbares Interrupt

Auswahl des Prozessortyps entsprechend der Laborübungen (auch 8-Bit-Technologie)

ausgewählte Prozessorinstruktionen

Interfacetechnik

Technische Protokolle werden mit ihren Parametern als Beispiele der Realisierung erläutert

parallele und serielle Datenübertragung

asynchrone und synchrone Übertragung
parallele und serielle Schnittstellen

Programmierung eines Mikrocomputers

Nutzung eines Assemblers

einfache Programmbeispiele mit der Nutzung von Komponenten des Betriebsystems mit Einlesen von Messwerten und Ausgabe von Steuersignalen

u.a. arithmetische Operationen, Datentransfer, Tastatureingaben, Bildschirmausgaben

	Das Blockschaltbild kann als Ausgangs- oder Endprodukt für die Erläuterungen zu Aufbau und Arbeitsweise des Mikrocomputers dienen.
Grundlagen der Speichertechnik
Halbleiterspeicher (ROM/RAM) Aufbau von Arbeitsspeichern Adressierung Kapazitätserweiterung	Prinzip des Zusammenschaltens von Schaltkreisen zu einem Arbeitsspeicher
Bussystem
Struktur (Adress-, Daten-, Steuerbus) Zusammenschalten von Funktionsgruppen	Stromversorgung, Takt Prinzip des Tri-State-Modus
Mikroprozessor
Zusammenwirken der Struktureinheiten einer CPU Rechenwerk (Register, ALU) Steuerwerk (Befehlsdecoder, -register, Flags) Befehlsabarbeitung Abarbeitung elementarer Befehle automatische Programmsteuerung und zentrale Steuerschleife Unterbrechnungssytem Wirkprinzip (Vergleich mit Polling) maskierbares und nichtmaskierbares Interrupt	Auswahl des Prozessortyps entsprechend der Laborübungen (auch 8-Bit-Technologie) ausgewählte Prozessorinstruktionen
Interfacetechnik	Technische Protokolle werden mit ihren Parametern als Beispiele der Realisierung erläutert
parallele und serielle Datenübertragung asynchrone und synchrone Übertragung parallele und serielle Schnittstellen
Programmierung eines Mikrocomputers
Nutzung eines Assemblers einfache Programmbeispiele mit der Nutzung von Komponenten des Betriebsystems mit Einlesen von Messwerten und Ausgabe von Steuersignalen	u.a. arithmetische Operationen, Datentransfer, Tastatureingaben, Bildschirmausgaben