Mikrocomputertechnik


Prof. Jürgen Plate

Mikrocomputertechnik

Inhalt

1 Einführung

  1. Von-Neumann-Architektur
  2. Verbesserung der Leistungsfähigkeit
  3. Befehlszyklus
  4. Harvard-Architektur
  5. Begriffe
  6. Entwicklung
  7. Embedded Systems

2 Hardware von Mikrocomputern und -controllern

  1. Struktur eines Mikrocomputers
  2. Mikroprozessor
  3. Arbeitsspeicher
  4. E/A-Bausteine
  5. Timer (Zeitgeber)
  6. System-Konfiguration

3 Programmierung des Mikrocontrollers 68HC11

  1. Überblick
  2. Adressierungsarten
  3. Assembler-Befehlsaufbau
  4. Pseudobefehle (Assembler-Direktiven)
  5. CPU-Befehle
  6. Stapelspeicher (Stack)
  7. Unterprogramme (Subroutines)
  8. Interrupts (Programmunterbrechungen)

4 Der Mikrocontroller 68HC11

  1. Hardwarestruktur der 68HC11-CPU
  2. Typische Anwendungsschaltung
  3. Praktikumssystem PS11 mit M68HC11A0

5 Peripherie des Systems 68HC11

  1. Peripherie-Register
  2. Parallele Schnittstellen
  3. Serielle Schnittstellen
  4. Zähler
  5. Geschützte Register
  6. Interrupts

6 Ausblick: andere Controller

  1. Atmel AVR
  2. Microchip PIC
  3. Texas Instruments MSP430
  4. Intel 8051

Anhang

  1. Literatur
  2. Tips zur Programmierung
  3. ASCII-Tabelle
  4. I/O-Register
  5. Interrupt-Adressen
  6. Das Motorola S-Format
  7. 68HC11 Kurz-Befehlstabelle (PDF, 80 KByte)
  8. 68HC11 A8 Reference Manual (PDF, 3,8 MByte)
  9. 68HC11 Reference Manual (PDF, 7,6 MByte)

  10. Programmbeispiel-Sammlung
  11. Vorspann für die Assemblerprogramme

  12. Praktikumsanleitung
  13. Übung
  14. Versuche 1 bis 4
  15. Muster-Prüfungsaufgaben

  16. Hinweise zur Software-Sammlung

Download des gesamten Skripts

Mein besonderer Dank gilt dem Kollegen Prof. Peter Schwalb, der mir viele seiner Grafiken zur Verfügung gestellt hat.


Lust auf eigene Experimente mit anderen Controllern?

  1. Stone Board (www.netzmafia.de/skripten/hardware/Stone_Board/)
  2. Arduino (www.netzmafia.de/skripten/hardware/Arduino/)
  3. Raspberry Pi (www.netzmafia.de/skripten/hardware/RasPi/)


Jack Kilby: der Vater des Mikrochips

Jack Kilby baute 1958 den ersten integrierten Schaltkreis zusammen und legte damit die Grundlage für alle modernen Computerchips. Und das ist nur die bekannteste seiner Erfindungen.

Der Physik-Nobelpreisträger Jack Kilby starb am 20.6.2005 im Alter von 81 Jahren nach einem Krebsleiden in Dallas.

Bereits am 12. September 1958 präsentierte der Physiker den ersten Mikrochip in den Labors von Texas Instruments. Schon der erste Chip war nicht größer als eine Heftklammer. Mit geliehenen Werkzeugen hatte Kilby den ersten integrierten Schaltkreis konstruiert.

Für Texas Instruments entwickelte Kilby Chipanwendungen für Militär, Industrie und Wirtschaft. Von 1978 bis 1984 war der Amerikaner Professor an der Texas A&M Universität. In den letzten Jahren machte Kilby außerdem mit der Entwicklung verbesserter Systeme zur solaren Energiegewinnung von sich reden.

Kilby besaß 60 Patente und ermöglichte unter anderem die Entwicklung des Taschenrechners und des Handys. "Es gibt heute praktisch kaum noch einen Bereich des Lebens, der nicht irgendwie durch die integrierte Halbleiterschaltung beeinflusst wird", sagte Richard Templeton, President von Texas Instruments.

Im November 1993 erhielt Kilby das japanische Pendant zum Nobelpreis, den Kyoto-Preis. Ein Mitarbeiter von TI soll über ihn gesagt haben: "Jack hat die angeborene Fähigkeit, Probleme anders zu sehen, als es die meisten von uns tun. Ich denke, dass der neugierige Geist des Erfinders dahinter steckt."

Nach der Verleihung des Nobelpreises im Jahr 2000 verbrachte Kilby seine letzten Jahre als Berater von Texas Instruments und auf Vortragsreisen um die Welt. Kilby hinterlässt zwei Töchter, einen Schwiegersohn und fünf Enkeltöchter.

Im Jahr 2000 war Kilby zusammen mit dem Deutschen Herbert Kroemer und dem Russen Zhores Alferov der Physik-Nobelpreis verliehen worden. Kilby wurde für seine bahnbrechenden Arbeiten am Mikrochip ausgezeichnet. Der Inhaber von 60 Patenten war auch an der Entwicklung des Taschenrechners und des Thermoprinters beteiligt.

Kilbys erster integrierter Schaltkreis
hatte optisch keine große Ähnlichkeit mit
heutigen Chips
In seinem alten Notizbuch befindet sich
das Originaldesign von Kilbys Chip


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