Detail předmětu
Počítače pro řízení
FEKT-MPORAk. rok: 2019/2020
Mikrokontroler: Programátorský model. Adresovací módy. Instrukční soubor. Vnitřní periferie, čítače, časovače, přerušovací systém. Mapování a adresování periferií.
Periferie: čítače + časovače, synchronní a asynchronní sériová linka. Výkonové členy, inteligentní display. Připojování vnějších prvků k mikrokontroleru jako paměti, A/D a DA převodníky, displeje, klávesnice. Sběrnice I2C, 485. Programovací techniky pro vestavěné systémy, programování periferií. Úvod do OS realného času. Úvod do Faul-tolerant systémů.
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Absolvent je schopen:
- definovat požadavky na jednouchý mikrokontrolérový systém a jeho periferie
- popsat jednouchý mikrokontrolérový systém a jeho periferie
- navrhnout jednouchý mikrokontrolérový systém a jeho periferie
- analyzovat jednouchý mikrokontrolérový systém a jeho periferie
- konstruovat jednouchý mikrokontrolérový systém a jeho periferie
- posoudit zapojení jednouchého mikrokontrolérového systému a jeho periferii
- využít jednouchý mikrokontrolérový systém a jeho periferie
- programovat jednouchý mikrokontrolérový systém a jeho periferie
Prerekvizity
Student je schopen:
- vysvětlit fyzikální vlastnosti základních pasivních a aktivních součástek (R, L, C, transistor, dioda, LED, stabilizátor, transformátor, optočlen, XTAL, atd.)
- počítat se základními elektrickými veličinami
- analyzovat základní elektrické obvody
- vypočítat základní elektrické obvody
- vysvětlit základní logické obvody
- počítat s logickými operacemi
- zjednodušovat logické funkce
- navrhnout zapojení logického obvodu
- programovat v jazyku ISO C
- navrhnout algoritmus
- naprogramovat algoritmus
- navrhnout stavový automat (Moorův, Mealyho)
- algoritmizovat stavový automat
- vysvětlit základní mikropočítačové termíny (CPU, RAM, ROM, EPROM, atd.)
- vysvětlit základní počítačové architektury (Harvard, VonNeuman)
- diskutovat základní pojmy z oblasti pravděpodobnosti a statistiky
- počítat s číselnými soustavami (hexadecimální, octalová, dekadická, binární)
Doporučená nebo povinná literatura
Ličev L., Morkes D.: Procesory - architektura, funkce, použit, Computer press, Praha 1999 (CS)
Predko M.,: Handbook of microcontrolers, McGraw-Hill, ISBN 0079137164, 1998 (EN)
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Metody vyučování zahrnují přednášky a cvičení na počítači.. Student zpracuje 6x samostatny test a odevzdává jeden samostatný projekt.
Způsob a kritéria hodnocení
- až 40 bodů za cvičení (6 písemných testů po 5 bodech, 1 samostatný test na PC po 10 bodech)
- až 60 bodů za zkoušku (zkouška formou testu)
- Zápočet je možno získat jen po získání >= 20 bodů z laboratorních testů
Jazyk výuky
čeština
Osnovy výuky
- Úvod do logických systémů. Úvod do numerických systémů. Stavové automaty.
- Programování mikrokontrolérů v ISO C. Struktury počítačů.
- Popis mikrokontroléru a jeho vnitřních periferií – XTAL, časovače/čítače, UART, paměti
- Úvod do konstrukce mikrokontrolérové procesorové desky.
- Úvod do periferních obvodů – adresní dekodér, PIO, alfanumerický display
- Úvod do periferních obvodů – diskrétní PIO, sekundární adresní dekodér, maticová klávesnice
- Úvod do sběrnice I2C
- Úvod do konstrukce periferií se sběrnicí I2C – RTC, A/D, D/A, PIO, RAM, EEPROM
- Úvod do RT-OS
- Úvod do Fault-tolerant systémů
Cíl
Seznámit studenty s architektůrou mikroprocesorů a mikrokontrolerů, s činností jejich jednotlivých podsystémů, s jejich programováním ve vyšších programovacích jazycích.
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.