Detail předmětu

Mikrokontroléry pro pokročilé aplikace

FEKT-MMIAAk. rok: 2018/2019

Studenti se seznámí s pokročilými vlastnostmi jazyka C, s jeho využitím při programování mikrokontrolérů a s detaily architektury a periferií mikrokontrolérů Atmel AVR. Naučí se zapojovat a programovat ovladače pro nejběžnější periferie, jako jsou tlačítkové vstupy, multiplexní displeje, grafické displeje, posuvné registry, teplotní čidla apod. Kurz seznamuje s postupy potřebnými pro návrh komplexních aplikací s mikrokontroléry AVR, včetně tematiky správy zdrojových kódů a dokumentace.

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
- popsat jednotlivé bloky mikrokontroléru AVR včetně pokročilých funkcí
- vytvářet firmware v jazyce C včetně specifik jazyka pro AVR-GCC
- diskutovat vhodnost různých druhů displejů v aplikaci s mikrokontrolerem
- diskutovat výhody a nevýhody jednoduchých sběrnic pro použití s mikrokontrolerem
- navrhnout připojení různých periferií k mikrokontroleru
- navrhnout a sestavit vlastní zařízení s mikrokontrolerem včetně firmwaru

Prerekvizity

Student, který si zapíše předmět, by měl být schopen: - popsat základní bloky mikroprocesoru a jejich funkci - sestavit jednoduchý program v jazyce C - sestavit program pro nastavení základních periferií, obsluhu přerušení a obsahující samostatné funkce a jejich volání - analyzovat jednoduché elektronické obvody s pasivními součástkami a tranzistory a zvolit odpovídající způsob připojení k mikrokontroleru. Obecně jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Doporučená nebo povinná literatura

FRÝZA, T., FEDRA, Z.., SEBESTA, J. Mikroprocesorová technika. Laboratorní cvičení. Skriptum UREL. Brno:FEKT, VUT v Brně, 2007 (CS)
MANN, B. C pro mikrokontroléry. BEN, technická literatura, 2003 (CS)
BARNETT, R., O'CULL, L., COX, S. Embedded C Programming and the Atmel AVR, 2e. Thomson Delmar Learning, NY 2007 (EN)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

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

Způsob a kritéria hodnocení

Za aktivní práci v počítačových cvičeních lze získat maximálně 40 bodů. Závěrečná zkouška se skládá z písemného testu za 30 bodů a z praktické části za 30 bodů.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

zdrojový kód a styl: Subversion, Doxygen; styl psaní kódu
jazyk C: konstanty a operátory, řídicí struktury, preprocesor, funkce, paměť a třídy, ukazatele, pole, řetězce, struct, union, enum
jazyk C: bitové operace, inline, volatile, naked, stavový automat, Makefile a oddělený překlad
jazyk C: úvod do knihoven avr-libc, GCC, C pro AVR (ISR, PROGMEM apod.), printf a stdout
jazyk C: speciality v avr-libc, kombinace s ASM, knihovny pro LCD, UART, I2C, šifrování
Zásady návrhu embedded systémů, RTOS (kooperativní RTOS se supersmyčkou, preemptivní FreeRTOS, CMSIS-RTOS)
AVR jádro: jádro a paměti, zdroje hodin, úsporné režimy, WDT, BOR, přerušení, I/O porty; JTAG, ISP, bootloader, fuses, signature, calibration
AVR periferie: čítače/časovače (SysTick, pípák, PWM apod.), RTC, ADC
AVR komunikace: UART (RS232/485), SPI, I2C, 1-wire
periferie: tlačítka, LED normální, LED multiplexní, rotační enkodér, textový displej, pípák, posuvné registry
periferie: grafický displej (KS0108, vektorová grafika, TV displeje); motory (DC motor, můstky, krokový motor, servo, BLDC)

Cíl

Cílem předmětu je prohloubit znalosti studentů v oblasti mikroprocesorové techniky a programování v jazyce C, seznámit je s některými pokročilými postupy pro mikrokontroléry AVR a naučit je navrhovat hardware a programovat firmware pro v praxi nejčastěji používané periferie.

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 AUDIO-P magisterský navazující

    obor P-AUD , 1. ročník, letní semestr, 6 kreditů, volitelný mimooborový

  • Program EEKR-M1 magisterský navazující

    obor M1-EST , 1. ročník, letní semestr, 6 kreditů, volitelný oborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, letní semestr, 6 kreditů, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení na poč.

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor