Detail předmětu

Mikroprocesorová technika a embedded systémy

FEKT-BMPTAk. rok: 2011/2012

Bloková struktura 8bitových mikrokontrolérů, typy architektur procesorů. Aritmetická jednotka. Instrukční soubor mikrokontrolérů. Programování v jazyce symbolických adres. Větvení programu, podprogramy, obsluha přerušení. Programování v jazyce C. Pomocné obvody a základní periférie mikrokontrolérů. Využití LCD displeje. Zpracování analogových signálů pomocí A/D převodníku a analogového komparátoru. Sériová komunikace: UART, I2C, USB, bezdrátová komunikace. Polovodičové paměti typu ROM a RAM. Vyjádření záporných a reálných hodnot v mikroprocesorové technice. Zvyšování početního výkonu mikrokontrolérů. 32bitové procesory, ARM, cache paměti, DMA. Paralelní systémy. Architektura signálových procesorů. Implementace číslicových algoritmů. Programování signálových procesorů v jazyce symbolických adres a v lineárním assembleru.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Teoretické a praktické znalosti z oblasti užití 8bitových mikrokontrolérů a 32bitových signálových procesorů. Programování mikrokontrolérů typu AVR a signálových procesorů TMS320C6713.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Pro udělení zápočtu je nutné aktivně absolvovat všechna počítačová cvičení. Písemný test je nepovinný. Závěrečná zkouška je písemná.

Osnovy výuky

Přednášky:
1. Bloková struktura mikrokontrolérů.
2. Instrukční soubor mikrokontrolérů.
3. Programování mikrokontrolérů.
4. Komunikace zařízení po sběrnici.
5. Programování mikrokontrolérů pomocí vyšších jazyků.
6. Zobrazovací zařízení, zpracování analogových signálů.
7. Řízení sériové komunikace.
8. Úvod do signálových procesorů.
9. Programování signálových procesorů v jazyce symbolických adres a v lineárním assembleru.
10. Polovodičové paměti.
11. Zvyšování početního výkonu procesorů.
12. Vícebitové procesory.
13. Číselné soustavy v mikroprocesorové technice.

Počítačová cvičení:
1. Vývojové prostředí AVR Studio, aritmetické operace.
2. Ovládání LED diod, využití podprogramů.
3. Obsluha přerušení.
4. Interní časovač/čítač, generování PWM signálu.
5. Programování v jazyce C, obsluha přerušení.
6. Řízení komunikace s displejem.
7. Zpracování analogových signálů.
8. Sériový přenos dat.
9. Vývojové prostředí Code Composer Studio.
10. Filtrace signálů, implementace FIR filtru.
11. Diskrétní Fourierova transformace.
12. Kombinace programování v jazyce C a v LJSA.

Učební cíle

Cílem kurzu je získání teoretických a praktických znalostí z oblasti užití 8bitových mikrokontrolérů a 32bitových signálových procesorů.

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.

Doporučená literatura

Atmel Corporation. 8-bit Microcontroller ATmega16 [online]. 2007 [cit. 2013-06-13]. Dostupné z: http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2466.pdf. (EN)
Atmel Corporation. 8-bit AVR Instruction Set [online]. 2010 [cit. 2013-06-13]. Dostupné z: http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc0856.pdf. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-B bakalářský

    obor B-EST , 3. ročník, zimní semestr, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Osnova

1. Bloková struktura 8bitových mikrokontrolérů, typy architektur procesorů.
2. Komunikace zařízení po adresní, datové a řídicí sběrnici. Aritmetická jednotka.
3. Instrukční soubor mikrokontrolérů. Programování v jazyce symbolických adres.
4. Větvení programu, podprogramy, obsloužení přerušení. Programování v jazyce C.
5. Pomocné obvody a základní periférie mikrokontrolérů. Využití grafického LCD displeje, touch screen.
6. Zpracování analogových signálů pomocí A/D převodníku a analogového komparátoru.
7. Sériová komunikace: UART, I2C, USB, bezdrátová komunikace, průmyslové sběrnice.
8. Polovodičové paměti typu ROM a RAM.
9. Vyjádření záporných a reálných hodnot v mikroprocesorové technice. FPU unit.
10. Zvyšování početního výkonu mikrokontrolérů. 32bitové procesory, ARM, cache paměti, DMA.
11. Paralelní systémy. Architektura signálových procesorů. Programování v jazyce C.
12. Způsoby zvyšování výkonu DSP. Možnosti optimalizace zdrojového kódu. Implementace číslicových algoritmů.
13. Programování signálových procesorů v jazyce symbolických adres a v lineárním assembleru.

Cvičení na počítači

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Dr. Techn. Vojtěch Derbek
doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.
Ing. Václav Michálek, CSc.

Osnova

1. Vývojové prostředí AVR Studio, aritmetické operace.
2. Ovládání LED diod, využití podprogramů.
3. Obsluha přerušení.
4. Pulzní šířková modulace PWM.
5. Programování v jazyce C, obsluha přerušení.
6. Komunikace s LCD displejem.
7. Zpracování analogových signálů.
8. Sériový přenos dat pomocí UART a sběrnice I2C.
9. Vývojové prostředí Code Composer Studio.
10. Filtrace signálu, implementace FIR filtru.
11. Diskrétní Fourierova transformace.
12. Kombinace programování v jazyce C a v lineárním jazyce symbolických adres.