Detail předmětu

Mikroprocesorová technika a embedded systémy

FEKT-KMPTAk. rok: 2016/2017

Předmět se věnuje problematice mikroprocesorové techniky a jejímu využití v tzv. embedded systémech. Studenti si prohloubí znalosti z číslicové techniky, především z oblasti synchronních sekvenčních systémů. Kurz pokračuje úvodem do programování 8bitových mikrokontrolerů v jazyce symbolických adres. Tímto způsobem získají studenti praktické zkušenosti s funkcí dílčích částí mikroprocesorových systémů. Předmět je dále zaměřen na vývoj řídicích systémů s mikroprocesorovým řízením. Součástí předmětu je také prohloubení vědomostí o programovacím jazyce C a jeho použití pro nbitové mikrokontroléry.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen: (a) porozumět a popsat základní prvky mikroprocesorových systémů, (b) konstruovat zapojení embedded zařízení, řízené nbitovým mikrokontrolérem, (c) testovat funkci mikroprocesorových systémů, (d) analyzovat početní náročnost algoritmů číslicového zpracování dat, (e) naprogramovat základní algoritmy řídicí techniky v jazyce symbolických adres a v jazyce C, (f) technicky využívat mikroprocesorové obvody.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti základů číslicové techniky (kombinační a sekvenční systémy) a programování v jazyce C.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují tutoriály a cvičení na počítači s vývojovými kity AVR. Student musí odevzdat 7 domácích úkolů během semestru. Předmět využívá eLearning.

Způsob a kritéria hodnocení

Domácí úkoly z tutoriálů a cvičení na počítači během semestru (30 bodů), závěrečná zkouška (70 bodů).

Osnovy výuky

Přednášky:
1. Úvod do mikroprocesorové techniky.
2. Instrukční sada mikrokontrolérů.
3. Programování mikrokontrolérů.
4. Komunikace zařízení po sběrnici.
5. Programování mikrokontrolérů pomocí vyšších jazyků.
6. Zobrazovací zařízení a zpracování analogových signálů.
7. Řízení sériové komunikace.
8. Číselné soustavy v mikroprocesorové technice.
9. Polovodičové paměti.
10. Zvyšování početního výkonu procesorů.
11. Úvod do signálových procesorů.
12. Architecture and programming of x86 processors.
13. Systems for High Performance Computing.

Cvičení na počítačích:
1. Úvod do instrukční sady AVR.
2. Cykly, podprogramy a makra.
3. Obsluha přerušení, část 1.
4. Obsluha přerušení, část 2.
5. Programování mikrokontrolérů v jazyce C.
6. Řízení sedmi-segmentového displeje.
7. Znakový LCD displej.
8. Sériová komunikace.
9. Tvorba projektové dokumentace pomocí Doxygen.
Samostatný projekt

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se základy mikroprocesorových obvodů a naučit je praktickým postupům návrhu obvodových zapojení embedded systémů, včetně vývoje a testování obslužných programů.

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

FRÝZA, T. Mikroprocesorová technika a embedded systémy. Přednášky [online]. 2011 [cit. 2015-11-24]. Dostupné z eLearningových stránek předmětu. (CS)

Doporučená literatura

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

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BK bakalářský

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

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

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

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do mikroprocesorové techniky.
2. Instrukční sada mikrokontrolérů.
3. Programování mikrokontrolérů.
4. Komunikace zařízení po sběrnici.
5. Programování mikrokontrolérů pomocí vyšších jazyků.
6. Zobrazovací zařízení a zpracování analogových signálů.
7. Řízení sériové komunikace.
8. Číselné soustavy v mikroprocesorové technice.
9. Polovodičové paměti.
10. Zvyšování početního výkonu procesorů.
11. Úvod do signálových procesorů.
12. Architecture and programming of x86 processors.
13. Systems for High Performance Computing.

Cvičení na počítači

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do instrukční sady AVR.
2. Cykly, podprogramy a makra.
3. Obsluha přerušení, část 1.
4. Obsluha přerušení, část 2.
5. Programování mikrokontrolérů v jazyce C.
6. Řízení sedmi-segmentového displeje.
7. Znakový LCD displej.
8. Sériová komunikace.
9. Tvorba projektové dokumentace pomocí Doxygen.
Samostatný projekt