מחבר: דוד מור-יוסף ונדב פיכמן

שנת ההוצאה: תשע"ד -2014

מילות מפתח: הנדסת חשמל ואלקטרוניקה

ספר זה הנו כרך ב' של הספר "מיקרו-בקרים ושפה עילית".
הספר מותאם לתכנית הלימודים במקצוע "מיקרו-בקרים ושפה עילית" לכיתה י"ג (טכנאים) במגמת "הנדסת אלקטרוניקה ומחשבים".
הספר מתאים לתכנית הלימודים בשתי ההתמחויות העוסקות בנושא זה.
תקנית למחשב האישי ושפת- C הספר נכתב בהנחה שלקורא ישנה היכרות קודמת עם שפת C הסף של המיקרו-בקר 8051. על אף הנחה זו מובאים בספר הסברים מפורטים של שפת למיקרו-בקר.
הדוגמאות הרבות המובאות בספר C51 תוך כדי הדגשת ייחודה של שפת עוסקות גם בחומרה של המיקרו-בקר. בחלק מן הדוגמאות מופיע גם קוד בשפת-הסף של ה 8051.
בכל פרק בספר מובאים תרגילים מגוונים וניתנות להם תשובות מפורטות בסוף הספר (מתוך ההקדמה). אל הספר

נושא/נושאים: , הנדסת אלקטרוניקה ומחשבים

תוכן הספר:

• מיקרו-בקרים ושפה עילית - כרך ב

• תוכן עניינים

• הקדמה

• פרק 1: הכרת שפת C51

• 1.1 ארבע התכונות של שפת C51

• 1.2 תרגום תכנית בשפות C/C51 לשפת מכונה

• 1.3 שילוב קוד בשפות-סף בתכניות בשפות עיליות

• 1.4 התכונה המרכזית של שפת C51

• איור ‭1.1‬ חיבור לחצנים ונוריות למפתחי ‭1001-ה‬

• 1.5 הפיכת רכיבי ה-8051 למשתנים בשפת C

• איור ‭1.2‬ חיבור לחצנים ונוריות למפתחי ‭1508-ה‬

• איור ‭1.1‬ חיבור מפתחי קלט0 פלט באמצעות הפסים

• איור ‭1.1‬ מבנה עקרוני של המפתח הדו-כיווני של דוגמה ‭1.7‬

• 1.6 תכניות העוסקות בייצוג רכיבים בגודל של בתים

• איור ‭1.0‬ הצגת ספרות עשרוניות בתצוגת ‭-7‬ מקטעים, באמצעות ממיר ‭BCD to7-SEG‬

• איור ‭1.6‬ תרשים הדקים של המפענח 71111

• 1.7 תכניות לייצוג רכיבי סיביות של ה-8051 כמשתני שפת C

• שאלות חזרה לפרק 1

• סיכום פרק 1

• פרק 2: הקצאת משתנים בשפת C51

• 2.1 הקצאת משתנים בשפות C ו-C51

• 2.2 ההבדלים בין פקודות ההקצאה בשפת C51 לפקודות ההקצאה בשפת C

• טבלה ‭2.1‬ טיפוסי המשתנים השלמים בשפת C

• טבלה ‭2.2‬ טיפוסי המשתנים הממשיים בשפת C

• 2.3 מרחבי הזיכרון של C51

• טבלה ‭2.2‬ מרחבי הזיכרון של ‭C51‬

• איור ‭2.1‬ שמונת מרחבי הזיכרון של ‭C51‬

• 2.4 הפקודות להקצאה מרחבית של C51

• 2.5 הפקודות להקצאה הפרטנית של C51

• שאלות חזרה לפרק 2

• איור ‭2.2‬ הדלקת שתי נוריות באמצעות לחצן אחד

• סיכום פרק 2

• פרק 3: אופרטורים חשבוניים ובוליאניים

• 3.1 אופרטורים חשבוניים ובוליאניים

• 3.2 אופרטור ההשמה של C51

• 3.3 אופרטורים אריתמטיים

• טבלה ‭3.1‬ האופרטורים האריתמטיים

• טבלה ‭3.2‬ סדר הקדימויות של האופרטורים האריתמטיים

• 3.4 אופרטורים בוליאניים

• טבלה ‭3.3‬ טבלאות אמת של שלוש פעולות בוליאניות בין שתי סיביות

• 3.5 אופרטורים בוליאניים בשפת C51

• 3.6 השמה עצמית

• טבלת סיכום של סדר הפעולות

• שאלות חזרה לפרק 3

• סיכום פרק 3

• פרק 4: מבני בקרה – משפט תנאי

• 4.1 ביטוי לוגי פשוט

• טבלה ‭4.1‬ אופרטורי היחס הלוגיים ודוגמה ליישומם

• 4.2 משפט תנאי בסיסי

• 4.3 משפט התנאי if else

• 4.4 משפט התנאי else if

• 4.5 ביטוי לוגי מורכב

• טבלה ‭4.2‬ אופרטורי יחס לוגיים מורכבים ודוגמאות ליישומם

• 4.6 קינון משפטי תנאי

• 4.7 משפט בררה, switch case

• 4.8 משתנה מסוג enumeration

• איור ‭4.1‬ מכונת מצבים מסוג Moore

• 4.9 אופרטור תנאי טרינארי

• שאלות חזרה לפרק 4

• איור ‭4.2‬ דיאגרמת המצבים לשאלה ‭4.18‬

• טבלת סיכום לסדר הפעולות

• סיכום פרק 4

• פרק 5: מבני בקרה – משפטי חזרה (לולאות)

• 5.1 לולאות while ו- do while

• איור ‭5.1‬ תרשים זרימה של לולאות - א. while ב. ‭do while‬

• 5.2 הוראות break ו- continue

• 5.3 לולאת המתנה

• 5.4 ביצוע לולאת קלט בתקשורת טורית

• 5.5 לולאת for

• שאלות חזרה לפרק 5

• סיכום פרק 5

• פרק 6: מערכים ומחרוזות

• 6.1 הגדרת מערך חד-ממדי

• איור ‭6.1‬ תיאור עקרוני של מערך

• 6.2 מחרוזת, string

• טבלה ‭6.1‬ פונקציות לטיפול במחרוזות

• 6.3 מערכים ומחרוזות במרחב התכנית code

• 6.4 מערכים ומחרוזות במרחבי הנתונים

• שאלות חזרה לפרק 6

• סיכום פרק 6

• פרק 7: פונקציות בשפת C51

• 7.1 מבני הנתונים ועידון תכנית

• 7.2 פונקציות

• 7.3 הצהרה על פונקציה

• 7.4 הגדרת הפונקציה

• 7.5 הקריאה לפונקציה

• 7.6 סוגי משתנים

• 7.7 תיעוד הפונקציה

• 7.8 פונקציות שונות

• שאלות חזרה לפרק 7

• סיכום פרק 7

• פרק 8: פסיקות C51

• 8.1 בקרת תהליכים והתקנים

• 8.2 תשאול מול פסיקה

• איור ‭8.1‬ מערכת בקרת תהליכים והתקנים

• 8.3 סוגי פסיקות

• 8.4 מקורות הפסיקה ב-8051

• 8.5 בקר הפסיקות

• איור ‭8.2‬ מבנהו הפנימי של בקר הפסיקות

• טבלה ‭8.1‬ סדר עדיפות הפסיקות ‭8051-ב‬

• טבלה ‭8.2‬ הכתובות הקבועות של הפסיקות

• 8.6 האוגרים המשמשים לניהול של מניעה ואפשור פסיקות

• טבלה ‭8.3‬ תפקידי הסיביות באוגר המיוחד IE

• 8.7 קביעת סוג הפסיקה ודגלי הפסיקה

• איור ‭8.3‬ חיבור מפסק לחיצה

• איור ‭8.4‬ חיבור נורית LED

• 8.8 קביעת עדיפות

• 8.9 שגרת פסיקה

• 8.10 דוגמה מסכמת

• איור ‭8.5‬ מערכת ממשק משתמש עקרונית

• שאלות חזרה לפרק 8

• סיכום פרק 8

• פרק 9: מונים וזמננים

• 9.1 מונה

• איור ‭9.1‬ מערכת מנייה

• 9.2 מונים ב-8051

• טבלה ‭9.1‬ חלקי יחידות המנייה וכתובתם

• 9.3 אופני הפעולה של המונים/זמננים

• טבלה ‭9.2‬ חלקי יחידות המנייה וכתובתם

• איור ‭9.2‬ תרשים עקרוני לבחירה בין קוצב זמן למונה אירועים

• איור ‭9.3‬ בקרת שליטה באות השעון למונה

• איור ‭9.9‬ מונה אפס הפועל באופן פעולה 0

• איור ‭9.0‬ מונה 1 הפועל באופן פעולה 1

• איור ‭9.6‬ מונה 1 הפועל באופן פעולה 2

• איור ‭9.7‬ מונה 0 הפועל באופן פעולה 3

• 9.4 מדידת זמן

• 9.5 שימושים אופייניים במונה המודד זמן

• איור ‭9.1‬ תרשים זרימה של שגרת הפסיקה בשעון

• איור ‭9.9‬ אופן חיבור האות הנמדד ‭1001-ל‬

• 9.6 מונה אירועים

• שאלות חזרה לפרק 9

• סיכום פרק 9

• פרק 10: תקשורת טורית

• 10.1 תקן TIA232

• איור ‭10.1‬ חיבור מסופים באמצעות מודם

• איור ‭10.2‬ קווי חיבור בין יחידות הקצה

• טבלה ‭10.1‬ קווי התקשורת בתקן ‭EIA23‬

• איור ‭10.3‬ חיבור מלא בין שתי יחידות קצה DTE

• איור ‭10.4‬ חיבור בין שתי יחידות DTE באמצעות שלושה קווים בלבד, ‭3-Wire‬

• איור ‭10.4a‬ דיאגרמת חיבורים בשיטת ‭3-Wire‬ בין שני התקני תקשורת

• איור ‭10.5‬ רמות לוגיות ורמות מתחים בתקן ‭RS232‬

• איור ‭10.6‬ תיאור רמות המתח

• איור ‭10.7‬ זוג מתאמי רמות מתחים

• איור ‭10.8‬ שידור התו ‭'M'‬

• איור ‭10.9‬ שידור מסגרות עם בדיקת זוגיות מסוג א. אי-זוגי ‭( ODD )‬ ב. זוגי ‭( EVEN )‬

• 10.2 המפתח הטורי ב-8051

• איור ‭10.10‬ חוצצי ערוץ התקשורת הטורי

• 10.3 אוגרי המפתח הטורי

• טבלה ‭10.2‬ תפקידי הסיביות באוגר SCON

• טבלה ‭10.3‬ פירוט תפקידי הסיביות באוגר PCON

• 10.4 קצב העברת הסיביות, Baud Rate, באופני הפעולה השונים

• 10.5 תיאור אופני הפעולה השונים בתקשורת טורית

• איור ‭10.11‬ תקשורת מסוג ‭Half Duplex‬

• 10.6 סביבה מרובת מעבדים

• איור ‭10.12‬ מערכת תקשורת מרובת מעבדים

• 10.7 טיפול בשגיאות קלט

• 10.8 הספרייה stdio.h

• שאלות חזרה לפרק 10

• סיכום פרק 10

• פרק 11: חיבור התקנים חיצוניים ל-8051

• 11.1 פסי המיקרו-בקר

• איור ‭11.1‬ תיאור פסי ‭1001-ה‬ ואופן ריבובם

• איור ‭11.2‬ תלות מתחי ההדקים בזמן במחזור הכתיבה לזיכרון חיצוני

• איור ‭11.3‬ מחזור קריאה מן הזיכרון חיצוני

• 11.2 חיבור רכיבי זיכרון

• איור ‭11.4‬ מימוש מערכת פענוח באמצעות מפענח

• טבלה ‭11.1‬ טבלת האמת של הדקי הבקרה ברכיב 6264

• איור ‭11.0‬ הדקי רכיב הזיכרון ‭6264 RAM‬

• איור ‭11.6‬ חיבור רכיבי זיכרון לפסים

• איור ‭11.7‬ מעגל לבחירת רכיבי הזיכרון ממומש באמצעות מפענח

• 11.3 הגדלת מספר המפתחים

• איור ‭11.1‬ תרשים הדקים של 74373

• טבלה ‭11.2‬ טבלת אמת של 74373

• איור ‭11.9‬ תרשים הדקים של 74244

• טבלה ‭11.3‬ טבלת אמת של 74244

• איור ‭11.10‬ נועל כהתקן פלט במרחב הזיכרון החיצוני

• איור ‭11.11‬ חיבור ישיר של שלושה נועלים למפתח פלט יחיד

• איור ‭11.12‬ חוצץ כהתקן קלט במרחב הזיכרון החיצוני

• איור ‭11.13‬ נועל וחוצץ בחיבור ישיר למפתח יחיד

• איור ‭11.14‬ תרשים הדקים של ‭PPI8255‬

• טבלה ‭11.4‬ טבלת האמת של הרכיב ‭PPI8255‬

• איור ‭11.10‬ תיאור ההדקים באופן פעולה ‭- 1‬ קלט

• איור ‭11.16‬ מצבי אותות הבקרה בתהליך קליטת המידע באופן 1

• איור ‭11.17‬ תיאור ההדקים באופן פעולה ‭- 1‬ פלט

• איור ‭11.11‬ מצב אותות הבקרה בתהליך שידור המידע באופן 1

• איור ‭11.19‬ חיבור לוח מקשים ‭"ב 1200-ל‬נוהל לחיצת-יד"

• 11.4 ממשק משתמש

• 11.5 התקני קלט

• ב– חיבור ‭Pull Down‬

• איור ‭– א 11.20‬ חיבור ‭Pull Up‬

• איור ‭11.21‬ הריטוטים במפסק

• איור ‭11.22‬ חיבור קבל למניעת ריטוטים

• איור ‭11.23‬ לוח מקשים ‭2 x 2‬

• איור ‭11.24‬ מבנה לוח מקשים ‭4 x 4‬ וחיבורו למבוא קלט

• טבלה ‭11.0‬ מצב מוצאי המערכת הלוגית בארבעת שלבי מחזור אחד

• איור ‭11.20‬ לוח מקשים ובקר לוח מקשים

• 11.6 התקני פלט

• איור ‭11.26‬ אופני חיבור אפשריים של דפ"א למבוא: א' – הפעלה בגבוה ב' – הפעלה בנמוך

• איור ‭11.27‬ מבנה פנימי של תצוגות ‭-7‬מקטעים א – קתודה משותפת, ב – אנודה משותפת

• איור ‭11.21‬ חיבור עקרוני של תצוגת ‭-7‬מקטעים

• איור ‭11.29‬ חיבור מפענח 4011 לתצוגה יחידה

• איור ‭11.30‬ חיבור שלוש יחידות ‭-7‬מקטעים בתצוגה מרובבת

• איור ‭11.31‬ תצוגת LCD של שתי שורות

• טבלה ‭11.6‬ טבלת 16 הכתובות של התווים בשתי שורות התצוגה

• איור ‭11.32‬ הדקי התצוגה

• טבלה ‭11.7‬ תפקידי ההדקים בתצוגת LCD

• איור ‭11.33‬ דיאגרמת זמנים של תהליך הכתיבה לרכיב

• טבלה ‭11.1‬ קודי ההפעלה ומשך ביצוע ההוראות בתצוגה

• איור ‭11.34‬ חיבור התצוגה באופן ישיר למיקרו-בקר

• 11.7 המרת אותות תקביליים לספרתיים

• איור ‭11.30‬ תרשים מלבנים של מערכת הממירה אותות

• 11.8 המרת אות תקבילי לספרתי

• איור ‭11.36‬ הדגמת תופעת ההתחזות

• איור ‭11.37‬ הדקי הממיר ומספריהם

• טבלה ‭11.9‬ שמות ההדקים בממיר ‭A/D‬ ותפקידם

• איור ‭11.31‬ דיאגרמת זמנים להתנעת תהליך ההמרה ולקריאת תוצאת ההמרה

• איור ‭11.39‬ חיבור אופייני של הממיר למיקרו-בקר

• 11.9 המרת אות ספרתי לתקבילי

• איור ‭11.40‬ אות הסינוס הנוצר במוצא ממיר DAC מרצף של 100 אותות בינאריים במבואו

• טבלה ‭11.10‬ שמות הדקי הממיר ותפקידם

• איור ‭11.41‬ הדקי הממיר ומספרם

• איור ‭11.42‬ חיבור אופייני של הממיר למיקרו-בקר

• 11.10 מנוע צעד

• איור ‭11.43‬ מבנה של מנוע צעד

• איור ‭11.44‬ הדקי הרכיב ומספריהם

• איור ‭11.40‬ הפעלת מנוע צעד באמצעות הדוחף ‭L293D‬

• טבלה ‭11.11‬ אופן מיתוג סלילי המנוע עבור שלושה אופני פעולה

• שאלות חזרה לפרק 11

• סיכום פרק 11

• פרק 12: תשובות

• נספח א – שילוב שפת-סף בסביבת Keil

• נספח ב – מרחבי זיכרון

• נספח ג – תקציר שפת C

• נספח ד – מרכיבי הבקר

עמודים:

1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  
26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  
51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  
76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  
101  102  103  104  105  106  107  108  110  111  112  113  114  115  116  117  118  119  120  121  122  123  124  125  126  
127  128  129  130  131  132  133  134  135  136  137  138  139  140  141  142  143  144  145  146  147  149  150  151  152  
153  154  155  156  157  158  159  160  161  162  163  164  165  166  167  168  169  170  171  172  173  174  175  176  177  
178  179  180  181  182  183  184  185  186  187  188  189  190  191  192  193  194  195  196  197  198  199  200  201  202  
203  204  205  206  207  208  209  210  211  212  213  214  215  216  217  218  219  220  221  222  223  225  226  227  228  
229  230  231  232  233  234  235  236  237  238  239  240  241  242  243  244  245  246  247  248  249  250  251  252  253  
254  255  256  257  258  259  260  261  262  263  264  265  266  267  268  269  270  271  272  273  274  275  276  277  278  
279  280  281  282  283  284  285  286  287  288  289  290  291  292  293  294  295  296  297  298  299  300  301  302  303  
304  305  306  307  308  309  310  311  312  313  314  315  316  317  318  319  320  321  322  323  324  325  326  327  328  
329  330  331  332  333  334  335  336  337  338  339  340  341  342  343  344  345  346  347  348  349  350  351  352  353  
354  355  356  357  358  359  360  361  362  363  364  365  366  367  368  369  370  371  372  373  374  375  376  377  378  
379  380  381  382  383  384  385  386  387  388  389  390  391  392  393  394  395  396  397  398  399  400  401  402  403  
404  405  406  407  408  409  410  411  412  413  414  415  416  417  418  419  420  421  422  423  424  425  426  427  428  
429  430  431  432  433  434  435  436  437  438  439  440  441  442  443  444  445  446  447  448  449  450  451  452  453  
454  455  456  457  458  459  460  461  462  463  464  465  466  467  468  469  470  471  472  473  474  476  477  478  479  
480