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

5

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