Detail předmětu

Digitální obvody a mikroprocesory

FEKT-BDOMAk. rok: 2017/2018

Binární, desítkové číselné a kódové soustavy pro digitální obvody. Logické funkce a jejich realizace, minimalizace. Porovnání bipolárních a unipolární digitálních obvodů, zásady a podmínky použití různých technologií. Digitální paměti ROM a RWM. Programovatelná logická pole CPLD a FPGA. Metody převodu analogových signálů na číslicové a obrácené konverze. Úvod do moderních architektur mikroprocesorové techniky. Struktura a činnost architektury AVR. Instrukční soubor mikroprocesoru ve vazbě na jeho technické vybavení. Vnitřní a vnější paměti, vstupní a výstupní bloky, programovatelné periferní obvody, připojování V/V zařízení. Programování mikroprocesorových systémů, systém přerušení. Vývojové prostředky.

Výsledky učení předmětu

Studenti jsou schopni navrhovat jednoduchá zařízení s integrovanými obvody a navrhovat a odlaďovat mikroprocesorové systémy, spojovat je s okolím a vytvářet pro tyto systémy softwarové vybavení.

Absolvent předmětu je schopen:
- vysvětlit a popsat digitální systém, realizovat základní kombinační logické obvody;
- aplikovat zásady navrhování digitálních obvodů a systémů;
- vyjmenovat základní vlastnosti a druhy digitálních obvodů v různých technologiích;
- provést základní návrh generátoru pravoúhlých kmitů;
- charakterizovat výhody a nevýhody zobrazovacích prvků (LCD, OLED, plasma) a aplikovat je při návrhu elektronických systémů;
- charakterizovat základní vlastnosti paměťových obvodů, kategorizovat je a vysvětlit výhody a nevýhody jednotlivých typů;
- popsat jednotlivé jevy, které jsou důležité pro činnost tranzistoru s plovoucím hradlem u pamětí EPROM, FLASH a EEPROM;
- popsat rozdíly mezi jednotlivými metodami zpracování analogových signálů, charakterizovat výhody a nevýhody jednotlivých typů převodníků DA a AD;
- je seznámen se základy programovatelných logických obvodů a jazykem VHDL, umí vytvářet jednoduché aplikace s těmito obvody;

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

Doporučená nebo povinná literatura

VRBA, R., LEGÁT, P., FUJCIK, L., HÁZE, J., KUCHTA, R., MIKEL, B., SKOČDOPOLE, M.: Digitální obvody a mikroprocesory. Elektronické skriptum, 1. vyd., FEKT VUT, Brno 2003, s. 238, ISBN MEL103
VRBA, R., SKOČDOPOLE, M., MIKEL, B.: Digitální obvody a mikroprocesory - laboratorní cvičení. Elektronické skriptum, 1. vyd., FEKT VUT, Brno 2003, s. 60, ISBN MEL104
WAKERLY, J. Digital Design - principles and practices. Pearson Education LTD, 2000
Šteffan, P. Návrh systémů s digitálními integrovanými obvody a mikroprocesory pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO , Brno 2014, ISBN 978-80-214-5072-1 (cs)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky a vzájemně provázané experimentální formy, zahrnující numerická cvičení, cvičení na počítači a laboratoře. Doplňkově jsou využívány i přednášky volně dostupné z TED.com.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Základní pojmy digitální techniky
2. Kombinační logické funkce
3. Realizace kombinačních logických funkcí
4. Druhy digitálních integrovaných obvodů
5. Zásady navrhování digitálních obvodů a systémů
6. Tvarování, generování a zpožďování impulsů
7. Generátory pravoúhlých kmitů a pulsů
8. Zobrazovací prvky
9. Systémy pro digitální zpracování analogových signálů
10. Programovatelné logické obvody a jazyk VHDL
11. Mikrokontroléry
12. Vývojové prostředky, srovnání dostupných vývojových platforem.

Cíl

Cílem kurzu je seznámit studenty se základy digitální techniky. Studenti získají obecné znalosti o digitálních obvodech, budou je umět aplikovat a znát návrhová pravidly pro vytváření digitálních systémů postavených nejen na základních prvcích, ale také s podporou programovatelných logických obvodů. Dále absolventi kurzu získají přehled v oblasti mikrokontrolérů a mikroprocesorů, seznámí se se základními architekturami a tvorbou softwarového vybavení.

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.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-B bakalářský

    obor B-TLI , 2. ročník, letní semestr, 7 kreditů, povinný

  • Program IBEP-T bakalářský

    obor T-IBP , 2. ročník, letní semestr, 7 kreditů, volitelný oborový
    obor T-IBP , 3. ročník, letní semestr, 7 kreditů, volitelný oborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, letní semestr, 7 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

eLearning