Detail předmětu

Digital Electronics

FEKT-MPA-DIEAk. rok: 2022/2023

Předmět je zaměřen na problematiku mikroprocesorové techniky a jejího využití v embedded systémech. Studenti si rozšíří znalosti z elektroniky a digitální techniky. Předmět pokračuje úvodem do programování mikrokontrolérů v jazyce C. Studenti tak získají praktické zkušenosti s funkcí dílčích částí vestavěných systémů a prohloubí si znalosti z programování praktických algoritmů. Součástí kurzu je také úvod do programování vestavěných zařízení pro strojové učení.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

Garant předmětu

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Nabízen zahraničním studentům

Pouze domovské fakulty

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu se naučí:

* Základy mikroprocesorové techniky

* Strukturu mikroprocesorových systémů

* Psaní kódu v C a ladění aplikací pro Arduino

* Navrhování obvodového zapojení a obslužného softwaru pro embedded zařízení

* Aplikovat strojové učení na embedded systémy

Prerekvizity

Předmět je určen pro studenty se znalostí elektronických součástek, pasivních a polovodičových obvodů. Výhodou je znalost programovacího jazyka C a základy strojového učení. Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací alespoň „osoby poučené“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana č. 2/2022 s názvem Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy, viz https://www.fekt.vut.cz/pro_studenty/studijni_predpisy

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky a laboratorní cvičení. Studenti během semestru pracují na jednom projektu. Předmět využívá e-learning VUT a MS Teams.

Způsob a kritéria hodnocení

Z celkového počtu 100 bodů lze 46 získat během semestru (10 - online test, 16 - laboratorní cvičení, 20 - individuální projekt) a 54 ze závěrečné zkoušky. Pro úspěšné absolvování předmětu je třeba složit zkoušku a získat 50 bodů nebo více. 

Osnovy výuky

01 - Číselné reprezentace v digitálních systémech

02 - Programování v jazyce C

03 - Úvod do mikrokontrolérů

04 - Systémy přerušení

05 - Displeje a redukce spotřeby

06 - Převod analogových signálů

07 - Řízení sériové komunikace

08 - Projektová dokumentace, coding standards, verzovací systémy

09 - Úvod do embedded machine learning

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se základy mikroprocesorových obvodů a naučit je praktickým postupům návrhu obvodových zapojení embedded systémů, dále podstatě a využití strojového učení na embedded zařízeních.

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

GÉRON, Aurélien. Hands-on machine learning with Scikit-Learn, Keras, and TensorFlow: concepts, tools, and techniques to build intelligent systems. Second edition. Beijing: O'Reilly, 2019. ISBN 978-1-492-03264-9. (EN)
LACAMERA, Daniele. Embedded systems architecture: explore architectural concepts, pragmatic design patterns, and best practices to produce robust system. Birmingham: Packt, 2018. ISBN 978-1788832502. (EN)
MARGOLIS, Michael, Brian JEPSON, Nicholas Robert WELDIN. Arduino cookbook: recipes to begin, expand, and enhance your projects. Third edition. Sebastopol: O'Reilly Media, [2020]. ISBN 978-1-491-90352-0. (EN)
NAIMI Sepehr, NAIMI Sarmad, MAZIDI, Muhammad Ali. The AVR Microcontroller and Embedded Systems Using Assembly and C: Using Arduino Uno and Atmel Studio. MicroDigitalEd, 2nd edition, 630 pages, 2017. ISBN-10: 0997925965, ISBN-13: 978-0997925968. (EN)
SCHERZ, Paul a Simon MONK. Practical electronics for inventors. Fourth edition. New York: McGraw-Hill Education, [2016]. ISBN 1259587541. (EN)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPAJ-TEC magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinný
  • Program MPA-TEC magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Osnova

01 - Číselné reprezentace v digitálních systémech

02 - Programování v jazyce C

03 - Úvod do mikrokontrolérů

04 - Systémy přerušení

05 - Displeje a redukce spotřeby

06 - Převod analogových signálů

07 - Řízení sériové komunikace

08 - Projektová dokumentace, coding standards, verzovací systémy

09 - Úvod do embedded machine learning

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Osnova

01 - Verzovací systém Git, nástroje pro AVR

02 - Ovládání GPIO pinů

03 - Přerušení a dotazování

04 - LCD displej

05 - Analogově digitální převodník ADC

06 - UART komunikace

07 - I2C/TWI sériová komunikace

08 - Projekt

09 - Projekt

10 - Projekt

11 - Projekt

12 - Projekt

13 - Projekt

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz