Detail předmětu

Hardware a mikroprocesorová technika

FSI-VHTAk. rok: 2021/2022

Kurz je zaměřen na osvojení základních znalostí počítačového hardware. Důraz je kladen na princip fungování a realizaci počítače a periferních zařízení a způsobů komunikace mezi nimi. Studenti se na praktických příkladech pomocí vývojových kitů naučí řešit základní úlohy z uP techniky (ovládání I/O, řízení servo motorů, čtení dat ze senzorů apod.).

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

doc. Ing. Jan Roupec, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a informatiky (ÚAI)

Výsledky učení předmětu

Schopnost navrhnout a realizovat vhodnou konfiguraci počítače a vytvořit potřebný software dle požadavků aplikace.

Prerekvizity

Základní znalosti matematiky a fyziky, programování v jazyce C.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.

Způsob a kritéria hodnocení

Aktivní účast ve cvičeních, odladění zadaných programů pro řízení mikropočítače. Závěrečný projekt.

Učební cíle

Získání přehledu o hardware současných počítačů a periferií. Osvojení praktických znalostí a dovedností tákajících se volby mikropočítače, návrhu konfigurace, volby vhodných periferních zařízení a také programování mikroprocesorů.

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

Zameškaná cvičení lze nahradit odevzdáním zadané práce

Základní literatura

Herout Pavel, Učebnice jazyka C, KOPP nakladatelství, 2007.
Minasi M.: The complete PC Upgrade an Maintenance Guide, Sybex Inc., 1995
Steven Barrett, Daniel J. Pack, Daniel Pack; Atmel AVR Microcontroller Primer: Programming and Interfacing; Morgan & Claypool; 2008.

Doporučená literatura

Minasi M.: The complete PC Upgrade an Maintenance Guide, Sybex Inc., 1995
Steven Barrett, Daniel J. Pack, Daniel Pack; Atmel AVR Microcontroller Primer: Programming and Interfacing; Morgan & Claypool; 2008.

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-STR-P bakalářský

    specializace AIŘ , 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jan Roupec, Ph.D.

Osnova

1. Binární reprezentace dat, číselné soustavy, bitové operace.
2. Princip práce počítače. Základy programování v assembleru.
3.-4. Pasivní a aktivní elektronické součástky, analogové a číslicové obvody.
5. Technologie číslicových I/O, kombinační logické obvody.
6. Sekvenční logické obvody, klopné obvody.
7. Paměti. Sběrnice, přerušení, DMA.
8. I/O obvody, paralelní a sériový vstup, UART.
9. Čítače, časovače. A/D a D/A převodníky.
10. Komunikační rozhraní (V24, USB, CAN, I2C).
11. Periferní zařízení - zobrazovací jednotky, tiskárny, kamery, externí paměti.
12. Signálové procesory, programovatelná hradlová pole.
13. Moderní trendy hardware a mikroprocesorové techniky.

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Stanislav Černý
doc. Ing. Jan Roupec, Ph.D.

Osnova

1. Vysvětlení zásad práce s výpočetní technikou, elektronikou a příslušným laboratorním zázemím (multimetry, osciloskopy aj.). Popis PC a jeho periferií. Popis platforem Arduino a RaspebrryPi.
2. Programovací jazyk ASM (Assembler).
3. Programovací jazyk ANSI C a Python.
4. Systém přerušení (externí a interní přerušení, maskované nemaskované). Čítače, RTC.
5. Komunikace RS232, 485, sériové sběrnice I2C.
6. Bezdrátová komunikace.
7. A/D převodníky a sběr dat pro IoT.
8. Zobrazovací zařízení.
9. RealTime aplikace s Matlab/Simulink.
10. Řízení modelářských serv. Pulzně šířková modulace (PWM).
11. Řízení krokových motorků.
12. Řízení DC motorků.
13. Obhájení projektů a prezentace nových technologií.

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz