Detail předmětu

Mikroprocesorové a vestavěné systémy

FIT-IMPAk. rok: 2009/2010

Vestavěné systémy, základní pojmy, aplikace. Architektura mikrokontrolérů. Paměťový subsystém. Programovací model, programování v jazyku symbolických instrukcí. Soubor instrukcí a pseudoinstrukcí. Využití zásobníku. Podsystém přerušení a jeho programování. Periferní jednotky na čipu a jejich programování: časovač, komunikační rozhraní SCI a SPI, AD převodník, obvod reálného času RTC. Specifika programování vestavěných systémů v jazyce C.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Josef Schwarz, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav počítačových systémů (UPSY)

Výsledky učení předmětu

  • Studenti jsou obeznámeni s obecnou strukturou mikrokontrolérů a technikami návrhu vestavěných systémů.
  • Studenti jsou schopni vytvořit a odladit podprogramy a inicializační rutiny pro jednotlivé periferní obvody. Umí používat  základní techniky ladění aplikačních programů vytvořených v asembleru a jazyce C.

Prerekvizity

Znalost struktury základní procesorové jednotky (CPU) a techniky programování v jazyce symbolických instrukcí. Základní znalost programování v jazyce C.

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnocení studia je založeno na bodovacím systému. Pro úspěšné absolvování předmětu je nutno dosáhnout 50 bodů.

Zápočet není ustanoven.

Osnovy výuky

  • Úvod do vestavěných systémů.
  • Struktura CPU a soubor instrukcí.
  • Podsystém přerušení.
  • Komunikační rozhraní.
  • Časovací obvody.
  • Systémové hodiny a obvod RTC.
  • A/D převodník, displej, klávesnice.
  • Programování v jazyce C I.
  • Programování v jazyce C II.
  • Mikrokontroléry PIC a Atmel.
  • Aplikace mikrokontrolérů ve fuzzy systémech. 

Učební cíle

Seznámit studenty s architekturami  mikrokontrolérů. Seznámit s činností jejich jednotlivých podsystémů a to zejména: CPU, flash paměť, časovač, podsystém přerušení, komunikační rozhraní, AD převodník. Naučit studenty základní sortiment instrukcí a jejich aplikaci při návrhu a ladění programů v  jazyce symbolických instrukcí. Seznámit studenty se  zásadami a technikami programování ve vyšším programovacím jazyce C a s problematikou návrhu vestavěných systémů.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Kontrolovanou výukou jsou laboratoře a projekt

Prerekvizity a korekvizity

Doporučená literatura

Přednáškové materiály, materiály z democvičení a HW cvičení.  J.W. Valvano, Embedded Systems: Real Time Interfacing to ARM Cortex-M Microcontrollers, ISBN 978-1463590154, 2017.K60 Sub-Family Reference Manual, dostupné on-line: https://www.nxp.com/docs/en/reference-manual/K60P144M100SF2V2RM.pdfARM Cortex-M4 Processor Technical Reference Manual, dostupné on-line: http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.100166_0001_00_en/index.html

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-BC-3 bakalářský

    obor BIT , 3 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Josef Schwarz, CSc.

Osnova

  • Úvod do vestavěných systémů.
  • Struktura CPU a soubor instrukcí.
  • Podsystém přerušení.
  • Komunikační rozhraní.
  • Časovací obvody.
  • Systémové hodiny a obvod RTC.
  • A/D převodník, displej, klávesnice.
  • Programování v jazyce C I.
  • Programování v jazyce C II.
  • Mikrokontroléry PIC a Atmel.
  • Aplikace mikrokontrolérů ve fuzzy systémech. 

Cvičení odborného základu

6 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Josef Schwarz, CSc.

Laboratorní cvičení

8 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Josef Schwarz, CSc.

Osnova

  • Programování SCI modulu
  • Programování LCD a klávesnice
  • Programování časovače
  • Programování AD převodníku

Projekt

12 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Josef Schwarz, CSc.