Terminplan Labor Mikroprozessortechnik
Wintersemester 2002/3

Hinweis zum Labor:
Es wird dringend empfohlen, das Vorlesungsskript und eine eigene Diskette zur Speicherung der Programme (und ggf. des Textes Ihrer Ausarbeitungen) zu benutzen. Das Schreiben der Programme - und sogar das erste Testen! - kann auch zu Hause auf eigenem Rechner (z. B. mit DOS-Editor, WordPad oder Notepad, nicht aber mit Windows, WORD o. ä.) erfolgen, ebenso das Ausdrucken der Listfiles und/oder Einbinden in Ihre Ausarbeitung, die Sie mit Ihrem üblichen Textverarbeitungsprogramm erstellen.

Als Hilfe stehen Ihnen die Anleitungen zu EDE als HTML- oder als PDF-Dateien im Downloadbereich zur Verfügung:

Anleitung zu EDE als HTML-Datei (540 KB, gezipped)
Anleitung als PDF-Datei (3,5 MB)
Handbuch (1 MB)
Erläuterung aller Befehle (384 KB) 

Anleitung zum Arbeiten mit Tasking (146 KB)
Befehlsliste des 80167 (Kurzfassung) (192 KB)

Für die Programmierung des FLASH-EPROMs eines Mikrocontroller-Kits mit dem 80167 (alias C167) von Phytec oder SIEMENS oder Infineon benötigt man etwas tiefer gehende Anleitung. Dann kann das Kit selbständig, d.h. ohne PC-Verbindung die programmierte Aufgabe durchführen! Hier ist die erforderliche Anleitung:

Flash-Programmierung des 80167 (unter Tasking)

Halten Sie Gedankenlesen für unmöglich? Probieren Sie es aus. Sie werden staunen, was durch fortschrittliche Algorithmen möglich ist. In über 80% der Versuche stimmt die Antwort.

Denken Sie sich eine zweistellige Zahl (zum Beispiel: 54) Ziehen Sie beide vorkommende Ziffern von der ursprünglichen Zahl ab (Beispiel: 54 - 5 - 4 = ergibt 45) Suchen Sie in der Liste das Resultat und prägen Sie sich das dazugehörige Symbol ein. Konzentrieren Sie sich auf das Symbol. Klicken Sie dann auf das graue Feld und Ihre Gedanken werden sichtbar.

Es ist beabsichtigt, im Rahmen einer Diplomarbeit diese Algorithmen so zu erweitern, dass komplexere Aufgaben wie etwa Klausuren oder die Gedanken des Ehepartners durch passende Fragestellung unmittelbar erfasst und visualisiert werden können. Interessiert? Setzen Sie sich mit mir in Verbindung!

Software-Aufgaben (eine Aufgabe je Gruppe) mit dem 80C167:

Von einem Mikrocontroller werden in Abständen von 1 ms Messwerte (je 8 Bit) gelesen. Wegen Streuung der Messung und Störungen des Messsignals wird eine gleitende Mittelwertbildung durchgeführt und dieser Wert dann weiterverarbeitet.
Folgende Verfahren sind vorzusehen:

• aus den letzten drei Messwerten wird das arithmetische Mittel gebildet
• aus dem alten Mittelwert und dem neuen Wert wird das arithmetische Mittel gebildet
• der letzte Messwert erhält das Gewicht 3, der vorletzte das Gewicht 2 und der vorvorletzte das Gewicht 1 bei der Mittelwertbildung.

Testen Sie diese Fälle an der Messreihe
6F, 73, 6D, 71, 70, B2, F0, E9, F3, EA, F0, F1, E8, F5, F6, 10, 15, 0F, 0D, 10, 0B, 14, 11
und stellen Sie die Ergebnisse grafisch dar. Welches sind die Vor- und Nachteile der drei untersuchten Verfahren? Die Wertetabelle ist Bestandteil des Codesegments. Die ermittelten geglätteten Werte sind im RAM-Bereich des 80167 abzulegen.

Gegeben sei eine vorzeichenbehaftete 32-Bit-Dualzahl, die in eine gepackte BCD-Zahl umzuwandeln ist. Die BCD-Zahl soll, falls die Dualzahl negativ war, im echten Komplement vorliegen.
Die Dualzahl liegt in den Registern R1(LSBytes) und R2 (MSBytes) vor. Schreiben Sie ein Programm, das die Wandlung durchführt und das Ergebnis in R0 (LSW) und R1 (MSW) ablegt.

Die Potenzreihenentwicklung der Exponentialfunktion lautet

Errechnen Sie e^-x für 0.004 £ x < 0.996 nach der angegeben Formel auf 16 duale Nachkommastellen genau und stellen Sie fest, welche Abweichungen Sie vom wahren Wert (= dem Taschenrechnerergebnis) erhalten.
Die Zahl x liege im Register R0 vor. Schreiben Sie ein Programm, das die Rechnung durchführt und das Ergebnis in R1 ablegt.

Für eine Leistungssteuerung mit Thyristoren (beide Halbwellen der Netzspannung werden gesteuert) wird der Zündwinkel gesucht. Es handelt sich um einen rein ohmschen Verbraucher, d.h. Strom und Spannung sind in Phase.

Eingabeparameter (in Register R1) ist die gewünschte Leistung in % (0% = 00H, 100% = 100H).
Ausgabeparameter sei der Zündwinkel a in Grad: 0° = 0, 180° = 180), der am Ende der Rechnung im Register R1 in sedezimaler Form vorliegen soll.

Hinweise zur Bearbeitung der Aufgabe: Ermitteln Sie den Zündwinkel nicht durch eine Formel, sondern durch ein Polynom mit fünf Stützstellen (die erste und die letzte sind oben beschrieben, drei weitere sind von Ihnen selbst aufgrund der Zündwinkel-/Leistungsbeziehung bei sinusförmigem Wechselstrom zu wählen). Durch Interpolation zwischen den beiden nächstliegenden Stützstellen wird dann der gesuchte Winkel ermittelt. Beginnen Sie mit Überlegungen zum Algorithmus und testen Sie diesen mit zwei oder drei Zahlen (das kann alles zunächst mit Dezimalzahlen gemacht werden!).

Erstellen Sie dann ein Flussdiagramm.
Testen Sie Ihr Programm mit den Zahlen 50H, 100H, 00H, 200H sowie mindestens zwei weiteren beliebigen Zahlen, die nicht selbst Stützstellen sind, sowie einer Zahl, die mit einer Stützstelle identisch ist. 16 Bit genügen in jedem Fall.

Eine Reihe von Zahlen stehe im Speicher. Das Listenende wird durch die Zahl 0FFFFH markiert. Beispiel: 0AH, 23H, 9AH, 7DH, FAH, E2H, 2EH, FFH, 0, 10H, 05H, 0FFFFH

Diese Zahlen sollen der Größe nach sortiert werden, und zwar:
    a) als vorzeichenlose Zahlen mit aufsteigender Wertigkeit
    b) als vorzeichenbehaftete Zahlen mit fallender Wertigkeit
Berechnen Sie in beiden Fällen auch den arithmetischen Mittelwert!

Hinweise zur Bearbeitung der Aufgabe:
Beginnen Sie mit Überlegungen zum Algorithmus und testen Sie diesen mit einigen Wörtern Ihrer Wahl. Planen Sie zunächst (eher grob) das Programm mittels Flussdiagramm mit problemorientierten Bezeichnungen!

Bei erfolgreicher Abnahme ist die vollständige Dokumentation:

• Programmbeschreibung (Herleitung des Algorithmus, Anfangswerte, Besonderheiten)
• Flussdiagramm (dieses darf keinerlei Registerbezeichnungen oder Adressangaben enthalten!),
• Listing (Hinweis: Schriftart Courier benutzen, da dann Tabulatoren erhalten bleiben)
• Ergebnisse und deren Diskussion

innerhalb einer Woche im Labor abzugeben.

(basierend auf dem 80167) als selbst entpackende WINZIP-Dateien: