Avtomatlashtirishning texnik vositalari

Ushbu "Avtomatlashtirishning texnik vositalari" fanidan leksiyalar kursi, O'zbekiston Respublikasi Oliy va O'rta ta'lim vazirligi Toshkent to'qimachilik va yengil sanoati instituti Texnologik jarayonlar va ishlab chiqarishni avtomatlashtirish va boshqarish kafedrasi tomonidan tayyorlangan bo'lib, 3-qism (Mikroprotsessorli vositalar) bo'yicha 5311000 yo'nalishi bakalavrlari uchun mo'ljallangan. Uning umumiy hajmi 442 betdan iborat. Unda mikroprotsessorlar, ularning asosiy tuzilishi, ishlash tamoyillari, turlari, shinalar, buyruqlar tizimi, axborot almashuvi, dasturlash, tashqi qurilmalar bilan aloqa, Arduino tizimi va boshqa muhim masalalar atroflicha yoritilgan.

Asosiy mavzular

1. Mikroprotsessor texnikasining asosi: Bu mavzuda har qanday mikroprotsessorli tizimning (oddiy mikrokontrollerdan to murakkab kompyuterlargacha) negizida yotuvchi asosiy g'oya ko'rib chiqiladi. Elektron tizim, masala, tezlik, moslashuvchanlik, ortiqchalik, interfeys, moslashuvchanlik, protsessor, mikroprotsessor, shina, moslashuvchan tizim, dasturlanuvchi elektron tizim, axborotlar oqimi, algoritm kabi asosiy atamalar tushuntiriladi. Shuningdek, "qattiq mantiq" va "moslashuvchan" tizimlarning afzalliklari hamda kamchiliklari tahlil qilingan.
2. Mikroprotsessorli tizimining ish tartiblari: Mavzu mikroprotsessorli tizimning ishlash jarayonida axborot almashuvining asosiy usullari, ya'ni axborotni dasturiy almashish, uzilishlardan (Intermupts) foydalanib axborot almashish, xotiraga bevosita ega bo'lish (XBEB, PDP, DMA) kabi usullar keng tahlil qilingan. Mikroprotsessor tizimining keng moslashuvchanligi va ish jarayonida bu moslashuvchanlikning ahamiyati ham tushuntirilgan.
3. Mikroprotsessorli tizimlar arxitekturasi: Ushbu mavzu mikroprotsessorli tizimlar arxitekturasining turlari, jumladan bir shinali (Fon-Neyman) va ikki shinali (Garvard) arxitekturasi batafsil ko'rib chiqilgan. Ularning afzalliklari va kamchiliklari hamda ularning qo'llanilish sohalari tahlil qilingan. Shuningdek, mikroprotsessorli tizimlarning turlari ham sanab o'tilgan.
4. Axborot almashuvini tashkillashtirish. Mikroprotsessorli tizimning shinalari.: Mavzu mikroprotsessorli tizimni loyihalashtiruvchining bilishi kerak bo'lgan eng muhim omil bo'lgan shinalar orqali axborot almashinuvini tashkil qilish tamoyillariga bag'ishlangan. Axborotlar shinasining vazifasi va tarkibi, manzillar shinasi va boshqarish shinasi hamda ularning vazifalari batafsil yoritilgan. Shuningdek, sinxron va asinxron almashuvlarning afzalliklari va kamchiliklari ham tahlil qilingan.
5. Axborot almashuv davri. Signallarni magistral bo'yicha o'tishi.: Ushbu mavzu dasturiy almashuv sikllari, uzilishlar bo'yicha almashuv sikllari, XBEB ish tartibi va signallarning magistral bo'yicha o'tishi kabi masalalar bilan tanishtiradi. Q-bus va ISA magistrallari misolida turli almashuv sikllarining vaqt diagrammalari keltirilgan va tahlil qilingan.
6. Magistralga ulangan qurilmalarning vazifalari.: Mavzu mikroprotsessorli tizimning asosiy qurilmalari, ya'ni protsessor, xotira va kiritish/chiqarish qurilmalarining magistralda o‘z-aro muloqotda bo‘lishini va ularning vazifalarini o‘rganishga bag‘ishlangan. Protsessorning vazifalari, uning ichki tuzilishi, registrlari, axborot almashuvi va boshqarish signallari bilan aloqasi batafsil ko‘rib chiqilgan. Xotiraning vazifasi va uni tizimga ulash usullari, hamda kiritish/chiqarish qurilmalarining vazifalari ham tahlil qilingan.
7. Protsessorning ishlash jarayoni. Operandalarni va protsessor registrlarini manzillash.: Ushbu mavzu protsessorning ishlash jarayonini, buyruqlarni bajarilishini, operandalar va protsessor registrlarining turlari va vazifalarini o‘rganishga bag‘ishlangan. Operandlarni manzillashning turli usullari, xotirani qismlarga ajratish va protsessorning registrlari batafsil ko‘rib chiqilgan.
8. Protsessorning buyruqlar tizimi.: Mavzu protsessorning buyruqlar tizimini tashkil etuvchi to‘rtta asosiy guruhni o‘z ichiga oladi: axborotlarni uzatish buyruqlari, arifmetik buyruqlar, mantiqiy buyruqlar va o‘tish buyruqlari. Har bir guruhning buyruqlari va ularning vazifalari batafsil tahlil qilingan.
9. Mikrokontrollerlarning tarkibi va tashkillashtirilishi.: Ushbu mavzu mikrokontrollerlarning turlari, ularning tarkibiy tuzilishi, protsessor yadrosi, buyruqlar tizimi va sinxronizatsiyalash sxemalari bilan tanishtiradi. Fon-Neyman va Garvard arxitekturalarining afzalliklari va kamchiliklari ham tahlil qilingan.
10. Mikrokontrollerning dastur va axborot xotirasi.: Mavzu mikrokontrollerlarning dastur va axborot xotirasining turlari, ularning tarkibi va vazifalari bilan tanishtiradi. Dastur xotirasi (DXQ), axborot xotirasi (OXQ), MK registrlari, stek va tashqi xotira haqida batafsil ma’lumot berilgan.
11. Mikrokontrollerning vaqt va tashqi muhit bilan aloqasini tashkillashtirish.: Ushbu mavzu mikrokontrollerlarning kiritish/chiqarish portlari, taymerlar va voqea protsessorlari hamda uzilishlar moduli bilan tanishtiradi. Parallel portlar, multipleksirlangan portlar, taymer moduli, taymer-sanoq qurilma, vaqt oralilari, uzilishlar va ularga ishlov berish usullari batafsil ko‘rib chiqilgan.
12. Mikrokontrollerning qo‘shimcha apparat vositalari.: Mavzu mikrokontroller asosidagi tizimlarda energiya iste’molini minimallashtirish, takt generatorlari, ishonchli ishlashini ta’minlovchi apparat vositalar hamda qo‘shimcha modullar bilan tanishtiradi. Faol ish tartibi, kutish ish tartibi, to‘xtash ish tartibi, takt generatorlari, kvars, keramik rezonator, qo‘riqchi taymer va uzilishlar moduli kabi masalalar batafsil yoritilgan.
13. PIC oilasiga mansub mikrokontrollerlarning asosiy xususiyatlari.: Ushbu mavzu Microchip kompaniyasining PIC (Peripheral Interface Controller) oilasiga mansub mikrokontrollerlarining asosiy xususiyatlari, vazifalari va tarkibi bilan tanishtiradi. PIC16CXXX va PIC17CXXX oilalari, ularning arxitekturalari va xususiyatlari batafsil ko‘rib chiqilgan.
14. PIC16F8X guruhosti mikrokontrollerlari.: Mavzu PIC16F8X guruhosti mikrokontrollerlarining asosiy ko‘rsatkichlari, arxitekturasining xususiyatlari, taktlash va buyruqlarni bajarish sikllari, dasturiy xotira va stek, axborotlar xotirasi, maxsus vazifalar registrlari, buyruqlar sanoq qurilmasi, manzillash usullari, kiritish/chiqarish portlari, taymer moduli va EEPROM xotirasi, uzilishlarni tashkillashtirilishi kabi masalalar bilan tanishtiradi.
15. PIC16F8X guruhosti mikrokontrollerlarining buyruqlari.: Ushbu mavzu PIC16F8X guruhosti mikrokontrollerlarining buyruqlar tizimini, ularning ro‘yxatini va o‘lchamini, baytlar va bitlar bilan ishlash buyruqlarini, boshqarish va konstantalar bilan ishlash buyruqlarini, shuningdek dasturlash va sozlashning xususiyatlarini batafsil ko‘rib chiqadi.
16. Mikrokontrollerlarda qurilmalar loyihalashtirish.: Mavzu mikrokontroller asosida raqamli qurilmalarni loyihalashning asosiy bosqichlari, apparat vositalarini yaratish va sozlash, dasturiy ta’minotni yaratish va sozlash, hamda apparat va dasturiy vositalarni birgalikda sozlash usullari bilan tanishtiradi.
17. PIC mikrokontrollerlari uchun dasturiy ta’minotni loyihalash. MPASM assembleri.: Ushbu mavzu PIC mikrokontrollerlari uchun dasturiy ta’minotni loyihalash, MPASM assembler va uning utilitlarida ishlatiladigan fayllarni kengaytirish bilan tanishtiradi. Dasturiy ta’minotni yaratishning asosiy bosqichlari va MPASM assemblerining ishlatilishi batafsil ko‘rib chiqilgan.
18. Laboratoriya mashqlarini dasturlash.: Mavzu PIC mikrokontrollerlari uchun dastur tuzish asoslari, laboratoriya maketini yaratish, uni ishga tushirish (initsializatsiya) va mashq masalalarini dasturlash bilan tanishtiradi. Ushbu qismda oddiy dasturlar yozish va ularning ishlashini tekshirishga oid amaliy masalalar keltirilgan.
19. Arduino mikrokontrollerlar oilasi.: Ushbu mavzu Arduino mikrokontrollerlar oilasi, uning turli versiyalari, kengaytirish platalari va kompyuterga ArduinoIDE ni o‘rnatish bilan tanishtiradi. Arduino UNO, Nano, Due, Mega, Leonardo, LilyPad kabi mashhur platalar va ularning texnik ko‘rsatkichlari batafsil ko‘rib chiqilgan.
20. Arduino mikrokontrollerining turli versiyalari.: Mavzu Arduino mikrokontrollerlarining turli versiyalari, jumladan Arduino UNO, Nano, Due, Mega, Leonardo, LilyPad va Pro kabi platalar bilan tanishtiradi. Har bir platformaning asosiy texnik ko‘rsatkichlari ham keltirilgan.
21. Shaxsiy kompyuter arxitekturasi.: Ushbu mavzu shaxsiy kompyuterning arxitekturasi, tizimli qurilmalari va foydalanishning interfeys vositalari hamda tashqi xotira bilan tanishtiradi. IBM PC turidagi shaxsiy kompyuterlarning tuzilishi, shinalar tizimi va ularning vazifalari batafsil ko‘rib chiqilgan.
22. Shaxsiy kompyuterlarning protsessorlari.: Mavzu shaxsiy kompyuterlar protsessorlarining tarixi va rivojlanishi, ularning turlari va xususiyatlari bilan tanishtiradi. Intel protsessorlarining rivojlanish bosqichlari, xususan 8086/8088, 80286, 80386, 486, Pentium va Pentium Pro protsessorlarining xususiyatlari batafsil ko‘rib chiqilgan.
23. Shaxsiy kompyuterning tuzilishi.: Ushbu mavzu shaxsiy kompyuterning tuzilishi, tizimli qurilmalari va foydalanishning interfeys vositalari hamda tashqi xotira bilan tanishtiradi. Shaxsiy kompyuterning xotira turlari, tizimli qurilmalar, foydalanuvchi interfeyslari va tashqi xotira haqida batafsil ma’lumot berilgan.
24. Shaxsiy kompyuterlarning interfeyslari.: Mavzu shaxsiy kompyuterlarning interfeyslari, jumladan ISA tizimli magistral, Centronics va RS-232C interfeyslari bilan tanishtiradi. Ularining vazifalari, ishlash tartiblari va signallarning vazifalari batafsil ko‘rib chiqilgan.
25. Dasturiy ta’minotni yaratish va sozlash.: Ushbu mavzu dasturiy ta’minotni yaratish va sozlash usullari, obektlarni mikroprotsessor yordamida boshqarish bilan tanishtiradi. Dasturiy ta’minotni yaratish bosqichlari, sozlash vositalari va ularni birgalikda sozlash usullari batafsil yoritilgan.
26. 64-razryadli hisoblash tizim arxitekturasi.: Mavzu 64-razryadli hisoblash tizim arxitekturasi, jumladan IA-64 (Intel Itanium) va Power PC protsessorlarining arxitekturalari bilan tanishtiradi. Ularning xususiyatlari, afzalliklari va qo‘llanilish sohalari batafsil ko‘rib chiqilgan.
27. AMD Athlon 64 va ALPHA protsessorlari.: Ushbu mavzu AMD Athlon 64 va ALPHA protsessorlarining xususiyatlari, ularning arxitekturasi, avzalliklari va qo‘llanilish sohalari bilan tanishtiradi. Har bir protsessorning texnik ko‘rsatkichlari ham keltirilgan.