Detail předmětu

Microprocessor Techniques and Embedded Systems

FEKT-CMPTAk. rok: 2011/2012

Bloková struktura 8bitových mikrokontrolérů, typy architektur procesorů. Aritmetická jednotka. Instrukční soubor mikrokontrolérů. Programování v jazyce symbolických adres. Větvení programu, podprogramy, obsluha přerušení. Programování v jazyce C. Pomocné obvody a základní periférie mikrokontrolérů. Využití LCD displeje. Zpracování analogových signálů pomocí A/D převodníku a analogového komparátoru. Sériová komunikace: UART, I2C, USB, bezdrátová komunikace. Polovodičové paměti typu ROM a RAM. Vyjádření záporných a reálných hodnot v mikroprocesorové technice. Zvyšování početního výkonu mikrokontrolérů. 32bitové procesory, ARM, cache paměti, DMA. Paralelní systémy. Architektura signálových procesorů. Implementace číslicových algoritmů. Programování signálových procesorů v jazyce symbolických adres a v lineárním assembleru.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Nabízen zahraničním studentům

Všech fakult

Výsledky učení předmětu

Teoretické a praktické znalosti z oblasti užití 8bitových mikrokontrolérů a 32bitových signálových procesorů. Programování mikrokontrolérů typu AVR a signálových procesorů TMS320C6713.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Pro udělení zápočtu je nutné aktivně absolvovat všechna počítačová cvičení. Písemný test je nepovinný. Závěrečná zkouška je písemná.

Osnovy výuky

Přednášky:
1. Bloková struktura mikrokontrolérů.
2. Instrukční soubor mikrokontrolérů.
3. Programování mikrokontrolérů.
4. Komunikace zařízení po sběrnici.
5. Programování mikrokontrolérů pomocí vyšších jazyků.
6. Zobrazovací zařízení, zpracování analogových signálů.
7. Řízení sériové komunikace.
8. Úvod do signálových procesorů.
9. Programování signálových procesorů v jazyce symbolických adres a v lineárním assembleru.
10. Polovodičové paměti.
11. Zvyšování početního výkonu procesorů.
12. Vícebitové procesory.
13. Číselné soustavy v mikroprocesorové technice.

Počítačová cvičení:
1. Vývojové prostředí AVR Studio, aritmetické operace.
2. Ovládání LED diod, využití podprogramů.
3. Obsluha přerušení.
4. Interní časovač/čítač, generování PWM signálu.
5. Programování v jazyce C, obsluha přerušení.
6. Řízení komunikace s displejem.
7. Zpracování analogových signálů.
8. Sériový přenos dat.
9. Vývojové prostředí Code Composer Studio.
10. Filtrace signálů, implementace FIR filtru.
11. Diskrétní Fourierova transformace.
12. Kombinace programování v jazyce C a v LJSA.

Učební cíle

Cílem kurzu je získání teoretických a praktických znalostí z oblasti užití 8bitových mikrokontrolérů a 32bitových signálových procesorů.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

FRYZA, T. Microprocessor Techniques and Embedded Systems. Lectures [online]. 2011 [cit. 2015-11-24]. Available at eLearning web pages. (EN)

Doporučená literatura

Atmel Corporation. 8-bit AVR Instruction Set [online]. 2010 [cit. 2013-06-13]. Available: http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc0856.pdf. (EN)
Atmel Corporation. 8-bit Microcontroller ATmega16 [online]. 2007 [cit. 2013-06-13]. Available: http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2466.pdf. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BC bakalářský

    obor BC-EST , 3 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Osnova

1. Block structure of 8-bit microcontrollers, basic architectures used in microprocessor technique.
2. Communication via address, data and control bus. Arithmetic unit.
3. Instruction set. Programming of microcontrollers in assembly language.
4. Subroutines, interrupts. Programming in C language.
5. Auxiliary circuits and basic peripheries of microcontrollers. LCD graphic display, touch screen.
6. Processing of analog signals by A/D convertor and comparator.
7. Serial communication: UART, I2C, USB, wireless communication, industrial buses.
8. Semiconductor memories of ROM and RAM types.
9. Negative and real numbers representation in microprocessor techniques. FPU unit.
10. Increasing of microcontrollers performance. 32-bit processors, ARM, cache memory, DMA.
11. Parallel systems. Architecture of digital signal processors (DSP). Programming in C language.
12. Increasing of DSP performance. Source code optimization. Implementation of digital algorithms.
13. DSP programming in assembly language and linear assembler.

Cvičení na počítači

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Osnova

1. Development tool AVR Studio, arithmetic operations.
2. Using of LED diodes, subroutines.
3. Interrupt routines.
4. Pulse Width Modulation PWM.
5. Programming in C language, interrupt routines.
6. Communication with LCD display.
7. Analog signal processing.
8. Serial communication via UART and I2C bus.
9. Development tool Code Composer Studio.
10. Signal filtration, FIR filter implementation.
11. Discrete Fourier Transform.
12. Combination of C language and linear assembly language.