Detail předmětu

Digitální elektronika 2

FEKT-BPC-DE2Ak. rok: 2024/2025

Předmět Digitální elektronika 2 navazuje na základní znalosti z předchozího kurzu a zaměřuje se na pokročilé digitální obvody a mikroprocesorovou techniku. Studenti se naučí programovat 8bitové mikrokontroléry typu Arduino v jazycích C a ASM. Předmět poskytuje praktické zkušenosti s návrhem a implementací embedded systémů, přičemž studenti si prohloubí své dovednosti v programování a pochopení jednotlivých komponent mikroprocesorových systémů.

Absolvent/ka předmětu se naučí:

  • Pokročilé principy digitálních obvodů a mikroprocesorové techniky
  • Základy návrhu embedded systémů s využitím mikrokontrolérů
  • Programovat 8bitové mikrokontroléry typu Arduino v jazycích C a ASM
  • Optimalizovat kód v jazyce C pro efektivní využití zdrojů
  • Ladit a testovat aplikace na mikrokontrolérech

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Vstupní znalosti

  • Úspěšné absolvování předmětu Digitální elektronika nebo ekvivalentního kurzu
  • Základní znalosti digitální logiky, kombinačních a sekvenčních obvodů
  • Základy programování ve vyšších programovacích jazycích (např. C, Python) a zkušenosti s psaním jednoduchých programů

Výhodou jsou zkušenosti s mikroprocesorovou technikou nebo programováním mikrokontrolérů (např. Arduino), znalost assembleru (ASM) a principů nízkoúrovňového programování.

Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací alespoň „osoby poučené“, viz Směrnice děkana č. 2/2022 `Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy`, https://www.fekt.vut.cz/pro_studenty/studijni_predpisy

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Předmět je hodnocen na základě celkového počtu 100 bodů:

  • 20 bodů lze získat během semestru za projekt v jazyce C.
  • 80 bodů lze získat ze závěrečné zkoušky, která se skládá z písemné části (70 bodů) a ústní části (10 bodů).

Pro úspěšné absolvování předmětu je nutné:

  • Získat zápočet.
  • Složit závěrečnou zkoušku.
  • Dosáhnout celkově alespoň 50 bodů.

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 v jazyce C a ASM.

Studijní opory

Základní studijní materiály jsou dostupné v e-learningu VUT. Doporučená (anglická) studijní literatura je dostupná v knihovně VUT.

 

Základní literatura

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. (CS)
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)
VÁŇA, Vladimír. Mikrokontroléry ATMEL AVR: Popis procesoru a instrukční soubor. Praha: BEN - technická literatura, 2003. ISBN 80-7300-083-0. (CS)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-AUD bakalářský

    specializace AUDB-ZVUK , 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
    specializace AUDB-TECH , 3 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program BPC-EKT bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinný
  • Program BPC-TLI bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Osnova

Číselné reprezentace v digitálních systémech

Programování v jazyce C

Úvod do mikrokontrolérů a GPIO

Systémy přerušení a časovače

Displeje a redukce spotřeby

Sériová komunikace, UART, I2C, SPI

Advanced peripherals usage (NXP)

Communication interfaces in automotive (NXP)

Instrukční sada mikrokontroléru

Wi-Fi komunikace a IoT

Převod analogových signálů

Zvyšování početního výkonu

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.
Ing. Ondřej Zelený

Osnova

Programming in C

Control of GPIO pins

Timers

Liquid Crystal Display (LCD)

Universal Asynchronous Receiver-Transmitter (UART)

Inter-Integrated Circuits (I2C)

Assembly language and project documentation

C project

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz