Detail předmětu

Hardware a mikroprocesorová technika

FSI-VHTAk. rok: 2022/2023

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

  • Program CŽV celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    obor CZV , 1 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

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jan Roupec, Ph.D.

Osnova

1., 2. Programování v assembleru.
3., 4. Programovací jazyk ANSI C.
5. Programovací jazyk Python.
6. Obhajoba semestrálních projektů.

Laboratorní cvičení

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jan Roupec, Ph.D.

Osnova

1. Práce s výpočetní technikou, elektronikou a měřicími přístroji.
2. Zapojení s diskrétními součástkami.
3. Zapojení s číslicovými integrovanými odbvody.
4. A/D a D/A převodníky.
5. Programování mikroprocesorových systémů - konfigurace, digitální vstupy a výstupy.
6. Programování mikroprocesorových systémů - D/A, A/D převodníky, PWM.
7. Programování mikroprocesorových systémů - řízení krokových a DC motorů.

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz