Detail předmětu

Microcontroller Applications

FEKT-NMIAAk. rok: 2013/2014

Studenti se seznámí s pokročilými funkcemi C pro mikrokontrolery a způsoby návrhu komplexních aplikací. Kurs pokračuje probíráním často používanými periferiemi, způsoby jejich řízení a získávání údajů z různých druhů čidel. V rámci samostatného projektu si studenti navrhnou a realizují vlastní mikroprocesorový projekt.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Aleš Povalač, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
- popsat jednotlivé bloky mikroprocesoru včetně pokročilých funkcí
- popsat principy a provedení základního systému reálného času (RTOS)
- vysvětlit rozdíly a použití jednotlivých druhů proměnných
- diskutovat vhodnost různých druhů displejů v aplikaci s mikrokontrolerem
- diskutovat výhody a nevýhody jednoduchých sběrnic pro použití s mikrokontrolerem
- navrhnout připojení různých periferií k mikrokontroleru
- navrhnout a sestavit vlastní zařízení s mikrokontrolerem včetně sw

Prerekvizity

Student, který si zapíše předmět, by měl být schopen:
- popsat základní bloky mikroprocesoru a jejich funkci
- sestavit jednoduchý program v jazyce C
- sestavit program pro nastavení základních periferií, obsluhu přerušení a obsahující samostatné funkce a jejich volání
- analyzovat jednoduché elektronické obvody s pasivními součástkami a tranzistory a zvolit odpovídající způsob připojení k mikrokontroleru.
Obecně jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky a cvičení. Student odevzdává jeden samostatný projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

Za aktivní práci v počítačových cvičeních lze získat maximálně 30 bodů. Za individuální projekt lze získat 30 bodů, za závěrečný test 40 bodů.

Osnovy výuky

1.Speciální funkce AVR GCC, AVR bootloader.
2.Proměnné (globální, lokální …), umístění v paměti.
3.Použití ukazatelů, polí, stavového automatu při programování procesoru.
4.Funkce, volání, ukazatel na funkci, tabulky.
5.RTOS.
6.Komunikační sběrnice použitelné s mikroprocesory.
7.Komunikace s externími čidly (tlaku, teploty...).
8.Čítače/časovače, přesné měření časových úseků. PWM.
9.LCD displeje znakové/grafické, řadiče, použití. Základy vektorové grafiky.
10.Řízení spotřeby a úsporné režimy.
11.Řízeni stejnosměrného a krokového motoru.
12.Tendence ve vývoji mikroprocesorů, 16 a 32 bitové procesory.
13.Externí přednáška.

Učební cíle

Prohloubit znalosti studentů v oblasti mikroprocesorové techniky a seznámit je s některými pokročilými periferiemi a postupy.

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

BARNETT, R., O'CULL, L., COX, S. Embedded C Programming and the Atmel AVR, 2e. Thomson Delmar Learning, NY 2007 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-MN magisterský navazující

    obor MN-EST , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Aleš Povalač, Ph.D.

Osnova

Sériová komunikace (asynchronní sériový přenos, RS232C, 8251A, RS422, RS485).
Přerušovací systém (programové určení žadatele, priorita, x-úrovňový systém, vektor přerušení, řadič přerušení, 8259A).
Přímý přístup do paměti DMA.
Jednočipové mikropočítače řady MCS51 pokračování. (Periferie na čipu, nové typy v řadě MCS51, nové díly).
Pokračování MCS51 (čítač T2C/C, Philips, Siemens, Atmel, Dallas).
Sběrnice IIC (rozbor aplikací mikropočítačů ve spotřební elektronice, uspořádání sběrnice IIC, komunikace po sběrnici).
Příklady aplikací IIC.
Koncepce procesorů fy Motorola. Řady 68HCxx. HC11: bloková struktura, časování.
HC11: paměťový prostor, módy činnosti, instrukční soubor.
Šestnáctibitové mikroprocesory / mikropočítače. (Řada MCS51XA, řada MCS86/88/188/.... ).
Mikropočítače struktury RISC. Mikropočítače fy ATMEL (AVR) a fy Microchip. Moduly mikropočítačů různých výrobců / typů. Oblasti aplikací.
Stolní počítače standardu IBM PC... (architektura, sběrnice).
Pokračování IBM PC (vstup/výstup dat, operační systém a jeho zavádění).

Cvičení na počítači

27 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Aleš Povalač, Ph.D.

Osnova

Úvodní cvičení. Aritmetické operace, násobení.
Emulátor rozbor činnosti s a bez emulačního obvodu 8051E. Jednoduchý příklad.
Převod binárních čísel na dekadické. Realizace logických funkcí.
SW ošetření přechodných jevů při spínání kontaktů. Odladění a odzkoušení na přípravku.
Práce s porty a externím přerušení. Odladění a odzkoušení na přípravku.
Práce s časovačem a interním přerušením. Sériová komunikace. Odladění a odzkoušení na přípravku.
Připojení a ovládání obvodu reálného času. Návrh, odladění a odzkoušení na přípravku.
Připojení a využívání LCD zobrazovače. Návrh, odladění a odzkoušení na přípravku. Kontrolní test.
Náhradní cvičení. Zápočet.