Detail předmětu

Počítače pro řízení

FEKT-MPORAk. rok: 2012/2013

Mikrokontroler: Programátorský model. Adresovací módy. Instrukční soubor. Vnitřní periferie, čítače, časovače, přerušovací systém. Mapování a adresování periferií.
Periferie: čítače + časovače, synchronní a asynchronní sériová linka. Výkonové členy, inteligentní display. Připojování vnějších prvků k mikrokontroleru jako paměti, A/D a DA převodníky, displeje, klávesnice. Sběrnice I2C, 485. Programovací techniky pro vestavěné systémy, programování periferií. Úvod do OS realného času. Úvod do Faul-tolerant systémů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Zdeněk Bradáč, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a měřicí techniky (UAMT)

Výsledky učení předmětu

Studenti jsou schopni navrhnout vestavěný mikroprocesoroý systém s využitím moderních návrhových metod a programovacích jazyků.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského 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

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Osnovy výuky

Mikrokontroler: Programátorský model. Adresovací módy. Instrukční soubor. Vnitřní periferie, čítače, časovače, přerušovací systém. Mapování a adresování periferií.
Periferie: A/D převodník, D/A převodník, čítače + časovače, synchronní a asynchronní sériová linka. Výkonové členy, inteligentní display. Připojování vnějších prvků k mikrokontroleru jako paměti, A/D a DA převodníky, displeje, klávesnice. Sběrnice I2C, 485, 422. Programovací techniky pro vestavěné systémy, programování periferií.

Učební cíle

Seznámit studenty s architektůrou mikroprocesorů a mikrokontrolerů, s činností jejich jednotlivých podsystémů, s jejich programováním ve vyšších programovacích jazycích.

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

Ličev L., Morkes D.: Procesory - architektura, funkce, použit, Computer press, Praha 1999 (CS)
Predko M.,: Handbook of microcontrolers, McGraw-Hill, ISBN 0079137164, 1998 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-M magisterský navazující

    obor M-KAM , 1 ročník, letní semestr, povinný

  • Program EEKR-M1 magisterský navazující

    obor M1-KAM , 1 ročník, letní semestr, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Zdeněk Bradáč, Ph.D.

Osnova

Vnitřní architektura mikroprocesoru. Programátorský model. Adresovací módy. Instrukční soubor.
Vnitřní periferie: čítače/časovače, asynchronní seriová linka. Watchdog, power monitor, resetovací obvod.
Připojování externích pamětí a mapování periferií. Rozšíření digitálních V/V, galvanická oddělení, reléové a tranzistorové výstupy.
Principy připojování priferních obvodů. Inteligentní display, jeho řízení, popis registrů a módů.
Připojení multiplexních displejů. Obvody řízení zobrazovacích subsystémů. Připojení klávesnice, princip řízení. Ošetření zákmitů a hran.
I2C sběrnice, multimaster mode, připojování periferních obvodů.
Typy periferních obvodů na I2C. Obvod RTC, paměť EEPROM a RAM, expander.
Propojení mikropočítače s externím prostředím. A/D a D/A převodníky. Multiplexování. Připojení čidel.
Akční členy, připojení výkonových členů. Spínací můstky. Střídavé akční členy. Implementace PWM.
Sériové sběrnice pro komunikaci. RS232, RS485, RS422, CAN.
Implementace algoritmů řízení. Filtrace signálů.
Vyšší embedded systémy. PC104, DIMM-PC, operační systémy.
Systém reálného času. Multiprocesorová komunikace.

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Zdeněk Bradáč, Ph.D.
Ing. Ladislav Šťastný, Ph.D.

Osnova

Organizační záležitosti.
Vývojové prostředí. Specifické vlastnosti jazyku C. Základní programové moduly. Základní programování mikroprocesoru.
Vnitřní periferie. Generování časových závislostí. Čítače a časovače. Módy časovacích obvodů. Ošetření watch dog.
Vstupy, výstupy. Paměťový prostor. Definice polí a proměnných. Mapování a maskování externích obvodů.
Programové obsloužení inteligentního displeje. Redefinice procedur.
Klávesnice. Připojení, naprogramování. Ošetření periodického čtení. Ošetření zákmitů. Testování hran. Přerušovací systém. Redefinice procedur.
Sběrnice I2C. SW implementace. Připojení RAM a EEPROM. Procedury.
Sběrnice I2C. Připojení Real Time Clock. Nastavení a využívání kalendáře.
Synchronní sériová linka. SW emulace. Připojení A/D převodníku na SCI.
Programování A/D a D/A převodníků, multiplexování. Kalibrace, přepočty.
Generování RTC. SW implementace PWM.
Sériová linka RS232. Komunikace embedded systémů s nadřazeným PC. Základní komunikace. XON/XOFF řízení.
Zápočet