Detail předmětu
Periferní zařízení
FIT-IPZAk. rok: 2024/2025
Principy konstrukce a řízení periferních zařízení, komunikace s procesorem. I/O sběrnice: komunikace na sběrnici, principy přidělování sběrnice, obsluha přerušení. Přehled rozhraní periferních zařízení. UART, I2C, SPI, OneWire. Paměťová rozhraní. Kamerová rozhraní. Audio a video rozhraní. USB. CAN. Drátová vs. bezdrátová komunikace. V průběhu laboratorních cvičení je vytvářeno robotické zařízení s vývojovou deskou Raspberry Pi 4B (programování v Python) a řadou periferních zařízení, kterých rozhraní jsou postupně probírána na přednáškách. Student tak prakticky aplikuje teoretické dovednosti.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Základy návrhu číslicových systémů, základy programování.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
- Laboratorní cvičení: 40 bodů.
- Minimum bodů za aktivity během semestru není stanoveno.
- Závěrečná zkouška: 60 bodů.
Učební cíle
Seznámit studenty se základy konstrukce moderních periferních zařízení, jejich rozhraními pro komunikaci s počítačem a řízení.
Prerekvizity a korekvizity
- doporučená prerekvizita
Návrh číslicových systémů - doporučená prerekvizita
Návrh počítačových systémů
Základní literatura
Jan Axelson: USB Complete: The Developer's Guide, Fifth Edition, 2015, ISBN 978-1931448284, 524 stran
Shenouda Dawoud: Serial Communication Protocols and Standards, River Publishers; 1st edition, 2022, 531 stran, ISBN: 8770221545
Simon Monk: Programming the Raspberry Pi, Getting Started with Python, McGraw Hill TAB; 3rd edition, 2021, ISBN 126425735X, 192 stran
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
- Úvod, od UART k USB.
- Řízení pohybu.
- Rozhraní UART, SPI.
- Rozhraní I2C, OneWire.
- Paměťová periferie.
- Kamerová rozhraní.
- Rozhraní pro video výstup.
- Audio rozhraní.
- Sběrnice USB, 1. část.
- Sběrnice USB, 2. část.
- Sběrnice CAN.
- Bezdrátová komunikace.
Laboratorní cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
- Představení robotického asistenta s Raspberry Pi, oživení, detekce pohybu.
- Monitoring prostředí (měření teploty přes 1-wire, záznam do paměti s I2C).
- Programování řízení pohybu robota (DC motor, servomotor).
- Monitoring prostředí pomocí mikrokamery.
- Zpracování videozáznamu z kamery, streaming.
- Řízení robota pomocí USB periferie, 1. část
- Řízení robota pomocí USB periferie, 2. část
- Bezdrátové řízení přes rozhraní Bluetooth.