GS-7-05
Szerző(k):
Tresó Pál
Mikrovezérlők
ISBN: 978 615 6719 02 7
Digitális terjedelem: 192 oldal
Nyomtatott terjedelem: 192 oldal
Formátum: B/5
Kiadás éve: 2025
Foglalkozás(ok):
Elektronikai technikus
Tankönyvvé minősítési határozat
4
36
2A mikrovezérlők világába való bevezetés izgalmas kaland, amely új távlatokat nyit az elektronika és programozás területén. Ez a könyv azzal a céllal született, hogy az elektrotechnika ágazat tanulói számára közérthető, gyakorlatias útmutatót nyújtson az Arduino és PIC mikrovezérlők világába.
Napjainkban a mikrovezérlők életünk szerves részeivé váltak - okoseszközeinkben, háztartási gépeinkben, járműveinkben mind-mind ott rejtőznek ezek a kis "számítógépek". Az Arduino platform népszerűsítette a mikrovezérlők világát, míg a PIC mikrovezérlő az iparban bizonyít évtizedek óta.
E két platform megismerésével betekintést nyerhetünk mind a hobbi elektronika, mind az ipari alkalmazások világába.
A könyv felépítése követi az egyszerűtől a bonyolult felé elvet, így fokozatosan vezet be a digitális elektronika, a programozás és a mikrovezérlők működésének rejtelmeibe. Az elméleti alapok mellett nagy hangsúlyt fektetünk a gyakorlati példákra és projektekre, hiszen a valódi tudás a gyakorlati tapasztalatszerzés során alakul ki.
Bízunk benne, hogy ez a könyv nemcsak tananyag lesz, hanem inspirál is saját projektek megvalósítására. A mikrovezérlők programozása olyan készségeket fejleszt, mint a logikus gondolkodás, problémamegoldás, kreativitás, mindezek a jövő technológiai kihívásainak megoldásában nélkülözhetetlenek lesznek.
A könyvben lévő kódok letöltése pdf-ben
PIC16F877A_LCD.X.ZIP
ht1080z_v1.7.0.zip
UnoArduSimV2.9.2.zip
Előszó
5
Hogyan használjuk a könyvet?
6
Digitális elérés, kiegészítések
6
1. Hazárd jelenségek
7
1.1. Összetett kombinációs hálózatok vizsgálata
7
1.2. Hazárdok
8
1.2.1. Statikus hazárd
8
1.2.2. Dinamikus hazárd
8
1.2.3. Funkcionális hazárd
9
1.2.4. Hazárd mentesítése
10
2. Sorrendi hálózatok
11
2.1. Aszinkron hálózat
11
2.1.1. Állapotátmeneti tábla, állapotdiagram
11
2.2. Szinkron sorrendi hálózatok
12
2.2.1. A szinkron sorrendi hálózatok leírási módszerei
12
2.2.2. Állapotdiagram, állapotátmeneti tábla, ütemdiagram, kapcsolási vázlat
13
2.2.3. Tároló áramkörök
13
2.2.4. Tároló áramkörök típusai
14
2.2.5. Szinkron sorrendi hálózatok tervezése és analízise
15
3. Funkcionális sorrendi hálózatok
19
3.1. Funkcionális sorrendi hálózatok
19
3.1.1. A regiszterek elvi működése
19
3.1.2. Shift regiszterek
19
3.1.3. Puffer regiszterek
20
3.1.4. Párhuzamosan is írható shift regiszterek
20
3.1.5. Regiszter IC jelképi jelölése, bővítése
20
3.1.6. Shift regiszter alkalmazásai
21
4. Aritmetikai áramkörök
25
4.1. Aritmetikai áramkörök
25
4.1.1. Félösszeadó
25
4.1.2. Teljes összeadó
25
4.1.3. Soros 4 bites összeadó kialakítása
26
4.1.4. Az átvitelgyorsítás célja, elve és megvalósítása
27
4.1.5. Bináris összeadó IC jelképi jelölése, bővítése
27
4.1.6. Bináris kivonó
29
4.1.7. BCD (Binary-Coded Decimal) összeadó kialakítása
31
4.1.8. Komparátorok elvi felépítése
32
4.1.8.1. Kétbites komparátor tervezése
32
4.1.8.2. Négybites komparátor tervezése
32
4.2. Aritmetikai-logikai egységek
34
4.3. Paritáselőállító és -vizsgáló áramkörök
36
4.4. Félvezetős memóriák
37
4.4.1. Memóriacellák felépítése
38
5. Multiplexerek
39
5.1. A multiplexerek feladata
39
5.1.1. Logikai függvények megvalósítása multiplexer segítségével
40
5.2. Dekódoló (demultiplexer) áramkörök
41
5.2.1. Dekódoló (demultiplexer) áramkör működése
41
5.2.2. Dekódoló áramkör tervezése
42
5.3. Kódátalakító áramkörök
43
5.3.1. Kódátalakító áramkörök elvi felépítése
43
5.3.2. Kódátalakító áramkör tervezése
43
6. Számlálók
45
6.1. Bináris és BCD számlálók
45
6.1.1. 4 bites aszinkron számláló
45
6.1.2. 4 bites párhuzamos átvitelű szinkron számláló
45
6.1.3. 4 bites soros átvitelű szinkron számláló
47
6.1.4. Aszinkron előre/hátra számláló
47
6.1.5. BCD számlálók
48
6.1.6. Számláló IC-k alkalmazása
50
6.1.7. Tetszőleges számlálási állapotú számláló tervezése
50
7. A/D átalakítók
51
7.1. A/D és D/A átalakítók
51
7.1.1. Az A/D és a D/A konverterek felépítése, tulajdonságai
51
7.1.2. A/D konverter
51
7.1.3. D/A konverter
54
7.1.4. D/A konverterek jellemzői
55
7.1.4.1. Statikus jellemzők
56
7.1.4.2. Dinamikus jellemzők
57
7.1.5. Az A/D és a D/A konverterek alkalmazásai
58
8. Mikrovezérlők – bevezetés
59
8.1. Mikrovezérlők technikai alapjai
59
8.2. Mikroprocesszoros rendszertechnika
62
8.2.1. Mikroszámítógépek
63
8.2.2. Mikroprocesszor működése
64
8.2.2.1. Utasítások végrehajtása
64
8.2.2.2. Regiszterek és adatmozgatás
64
8.2.2.3. ALU (Arithmetic Logic Unit)
65
8.2.2.4. Memória és Cache
65
8.2.2.5. Órajel
65
8.2.2.6. Flash memória és EEPROM
65
8.2.2.7. Utasítások felépítése
66
9. Mikrovezérlők alapjai
67
9.1. A mikrovezérlők belső egységei
67
9.1.1. CPU
68
9.1.2. Program memória
70
9.1.3. Adatmemória
70
9.1.4. Órajel megoldások
71
9.1.5. RESET áramkör
72
9.1.6. Watchdog timer (WDT)
72
10. Perifériák
73
10.1. Digitális I/O portok
73
10.2. Időzítők és számlálók (timers and counters)
74
10.3. UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) modul
75
10.4. USART (Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter)
77
10.4.1. TXSTA (Transmit Status and Control Register)
77
10.4.2. RCSTA (Receive Status and Control Register)
78
10.4.3. SPBRG (USART Baud Rate Generator)
79
10.4.4. TXREG (USART átviteli regiszter)
79
10.4.5. RCREG (USART vételi regiszter)
79
10.4.6. Példaprogram soros átvitel tesztelésére
80
10.5. SPI (Serial Peripheral Interface) és I2C (Inter-Integrated Circuit)
82
10.5.1. SSPSTAT – MSSP Status Register
85
10.5.2. SSPCON1 – MSSP Control Register 1
86
10.5.3. SSPCON2 – MSSP Control Register 2
87
10.5.4. SSPSR, SSPBUF, SSPADD regiszterek
88
11. A/D modul
89
11.1. A/D átalakító
89
11.1.1. A/D Control Register 0 (ADCON0)
90
11.1.2. A/D Control Register 1 (ADCON1)
91
11.1.3. A/D Result High Register (ADRESH) A/D Result Low Register (ADRESL)
92
12. Megszakítások
93
12.1. Megszakítások
93
12.1.1. INTCON regiszter
93
12.1.2. OPTION_REG regiszter
94
12.1.3. PIE1 regiszter
95
12.1.4. PIR1 regiszter
96
12.1.5. PIE2 regiszter
97
12.1.6. PIR2 regiszter
97
12.1.7. PCON (Power Control) regiszter
98
12.1.8. Példaprogram külső megszakításkezelésre
99
13. Időzítők
101
13.1. Időzítők (timerek)
101
13.1.1. Timer0
101
13.1.1.1. OPTION_REG
102
13.1.1.2. INTCON regiszter
103
13.1.1.3. TMR0 regiszter
104
13.1.2. Példakód a Timer0 használatára
104
13.1.3. Timer1
105
13.1.3.1. T1CON (Timer1 Control Register)
105
13.1.3.2. TMR1 (TMR1H és TMR1L)
105
13.1.4. Példakód a Timer1 használatára
106
13.1.5. Timer2
107
13.1.5.1. T2CON Regiszter
107
13.1.5.2. TMR2 regiszter PR2 regiszter
107
13.1.5.3. PR2 regiszter
107
13.1.5.4. PIR1 regiszter
107
13.1.6. Példakód a Timer2 használatára
108
14. Capture/Compare/PWM modul
109
14.1. Capture mód
110
14.2. Compare mód
110
14.3. PWM mód
110
14.3.1. Példaprogram a PWM használatára
111
15. Mikroszámítógépek felépítése
113
15.1. PIC16F877A bemutatása
113
15.2. A PIC16 utasításai
116
16. Fejlesztői környezet
117
16.1. PIC fejlesztői környezet bemutatása
117
17. Magasszintű programozási nyelv
119
17.1. A C, C++ programozás története
119
17.2. A C++ fejlesztői környezet kialakítása
120
17.3. Nyelvi alapok
122
17.3.1. Első programunk
122
17.3.2. Változók
123
17.3.3. Függvények
125
17.3.3.1. Rekurzió
126
17.3.3.2. Mutatótípusok
126
17.3.3.3. Hivatkozási típusok
128
17.3.3.4. Konstans típusok
129
17.3.3.5. Felsorolt típusok
130
17.3.3.6. Tömbtípusok
130
17.3.3.7. Többdimenziós tömbök
131
17.3.3.8. Kifejezések
131
17.3.3.9. Műveletek sorrendje
135
17.3.3.10. Típuskonverzió
135
17.3.3.11. Utasítások
135
17.3.4. Példaprogramok vezérléshez
140
18. Gépi kód alapjai
147
18.1. Bevezetés
147
18.2. Bináris és hexadecimális számrendszer
148
18.3. Z80 időzítése
149
18.4. Utasítás lehívás
149
18.5. Buszkérés és -nyugtázás ciklusa
150
18.6. Memória olvasási és írási ciklusai
152
18.7. Be- vagy kimenet ciklusai
153
18.8. Megszakítás kezelés
154
18.9. Nem maszkolható megszakítás kezelés
154
18.10. Hardver és szoftver megvalósítás
156
18.11. Memória bővítése
157
18.12. Z80 utasításkészlete
157
18.12.1. Címzési módok
157
18.12.2. Z80 emulátor
158
18.12.3. Egyszerű Z80 program
158
19. Fejlesztőeszközök
159
19.1. Az Arduino IDE fejlesztői környezet
159
19.2. UnoArduSim
160
19.2.1. A szimulátorról röviden
160
19.2.2. A szimulátor felületei
160
19.2.2.1. Programozói felület
161
19.2.2.2. Változók
161
19.2.2.3. Labor felület
162
19.2.2.4. Menü
162
19.2.2.5. File menü
162
19.2.2.6. Execute
163
19.2.2.7. Options → I/O Devices
163
19.2.3. A szimulátor használata
164
19.2.3.1. Programozás
164
19.2.4. I/O eszközök
165
19.2.4.1. Nyomógomb (PUSH)
165
19.2.4.2. Színes LED
165
19.2.4.3. Soros port (SERIAL)
166
19.2.4.4. Digital pulser (PULSER)
166
19.2.4.5. Analóg függvénygenerátor
167
19.2.4.6. Léptetőmotor (STEPPER)
167
19.3. Wokwi Arduino Simulator
171
19.3.1. Kezdő lépések
171
19.3.2. Új projekt létrehozása
171
19.3.3. Első programunk
172
20. Arduino környezet
181
20.1. Hardver
181
20.2. Megszakításkezelés
185
20.3. Fejlesztői csomagok
187
Irodalomjegyzék
188
Szakkönyvek
188
Képek forrásai
188
Internetes források
188
Tárgymutató
189
