1 Aufgabe: Peripherie, Memory Mapped betrieben (38P)

Fach: Angewandte Computertechnik
Datum: 20. Juli 2005
Name:...................................
Vorname:....................................
Unterschrift:.........................
Matrikelnummer:.......................
Dauer: 90 Minuten
Hilfsmittel: Skript,Taschenrechner
Ergebnisse müssen mit erkennbarem Lösungsweg angegeben werden
1 Aufgabe: Peripherie, Memory Mapped betrieben (38P)
Unter den Adressen FF00 und FF01 liegen Statusregister und Datenregister eines AnalogDigital (AD)-Wandlers für eine Auflösung von 8 Bit. Das Statusregister soll folgendes
Format besitzen:
Bits: FF00.7 FF00.6 FF00.5 FF00.4 FF00.3 FF00.2 FF00.1 FF00.0
Adr: Rdy
FF00
Prä
MX2
MX1
MX0
Rdy: 1: „Ready“ (die Wandlung ist fertig!); 0: die Wandlung ist noch nicht abgeschlossen
Prä: 1: höhere Präzision; 0: niedere Präzision (dafür höhere Geschwindigkeit)
Grau: ohne Funktion
MX2
0
0
0
0
1
1
1
1
MX1
0
0
1
1
0
0
1
1
MX0
0
1
0
1
0
1
0
1
Kanal
0
1
2
3
4
5
6
7
Mit einem Schreibvorgang an das Datenregister bei Adresse FF01 wird der
Wandlungsvorgang gestartet.
1.1
Skizzieren Sie, wie sich die beiden Register des AD-Wandlers in den Adressraum des
Speichers (Memory) einfügen.
1.2
Wie fordern Sie eine Wandlung von Kanal 6 mit hoher Präzision an?
1.3
Mit welcher Anweisung können Sie auf die Fertigstellung der Wandlung „warten“.
Formulieren Sie eine Do…Loop- Struktur zur fortlaufenden Wandlung und Übergabe
des Wandlungsergebnisses an Port 5.
Hilfestellungen:
1.4
2
Aufgabe: Eingabe eines Bits
über einen Taster (32P)
Schaltung:
2.1 An P1.7 eines 8051 ist die
Kombination Taster/
Arbeitswiderstand angeschlossen.
Welches Funktionsdetail
vermittelt Ihnen die beigefügte
Zeitfunktion?
2.2 Stellen Sie die Funktion des
Arbeitswiderstandes R1 in einem
Diagramm dar, das wie ein
Ausgangskennlinienfeld gestaltet
ist (Ordinate: Strom in R1,
Abszisse: Spannung über dem
Taster u1). Markieren Sie die bei
Ruhezustand und Betätigung des
Tasters sich einstellenden
Arbeitspunkte.
2.3 Der in der Zeitfunktion sichtbare
einmalige Betätigungsvorgang
soll einmal mit einem Zähler
erfasst (gezählt) werden. Wird
dieser Zähler seinen Zählerstand
um exakt 1 erhöhen? Falls nicht,
um etwa wie viel? Warum?
u1
u1(t)
Zeitfunktion:
2.4 Auf welche Weise können Sie die
des Tasters
2.1 beobachtete
Stellen SieRealität
die Funktion
des Arbeitswiderstandes R1 in einem Diagramm dar, das wie
von
Software her so
einder
Ausgangskennlinienfeld
gestaltet ist (Ordinate: Strom in R1, Abszisse: Spannung
aufbereiten,
dass
der
Zähler
eine
über dem Taster u1). Markieren Sie die bei Ruhezustand und Betätigung des Tasters
Zählung
um exakt 1 Arbeitspunkte.
vornimmt?
sich einstellenden
Geben Sie Details dieser
an.
2.2 Aufbereitung
Der in der Zeitfunktion
sichtbare einmalige Betätigungsvorgang soll einmal mit einem
Zähler erfasst (gezählt) werden. Welche Baugruppe
desTaster-Betätigung
8051 in welcher Betriebsart ist
Start der
hierzuBedingung
grundsätzlich
geeignet?
2.5 Welche
muss
erfüllt Wird dieser Zähler seinen Zählerstand um exakt 1
erhöhen?
Falls
nicht,
um
etwa wie viel?
sein, damit der Taster alternativ
an P0.7 angeschlossen werden
kann?
(jeweils pro Einheit)
t
3
Aufgabe (30P)
Folgende Spannungs-Zeitfunktion an P1.3 eines Controllers 80517a soll erzeugt werden.
uP1.3/V
5
0
0
20
40
60
t/(ms)
Zählerstand Timer T2
t/(ms)
3.1
Welche Wiederholfrequenz der Spannung an P1.3 können Sie feststellen? Berechnen
Sie den Gleichspannungs-Mittelwert der Spannung an P1.3.
3.2
uP1.3(t) soll mit Hilfe des Verfahrens der Pulsweitenmodulation PWM erzeugt werden.
Berechnen Sie den jeweils erforderlichen Wert zur Eintragung in das Reload- sowie
das Compare-Register (Reloadwert sowie Comparewert). Die Taktfrequenz für die
zeitbestimmende Baugruppe soll auf 1MHz eingestellt sein.
3.3
Ergänzen Sie in obiger Skizze den Zeitverlauf des Zählerstandes für Timer 2.
Markieren Sie charakteristische Werte auf den Koordinatenachsen.
3.4
Welches Detail von uP1.3(t) wird im Rahmen einer PWM ganz typisch verändert?
Welches Anwendungsumfeld kann man sich bei den gegebenen Zahlenwerten
erschließen?