Detail předmětu

Mikroprocesorová technika v pohonech

FEKT-BPC-MTPAk. rok: 2020/2021

Posluchači jsou seznámeni s aplikacemi mikropočítačové techniky při měření a řízení elektrických pohonů. Předpokládají se základní znalosti číslicové techniky a základní úrovně anglického jazyka. Posluchači si rozšíří znalosti číslicových obvodů a jejich využití. Samostatně pracují s vývojovými systémy pro mikropočítače řady DSP56F800E a programují je v jazyce C a případně v assembleru, využívají měřicí techniku pro analýzu mikroprocesorových obvodů.

Garant předmětu

Výsledky učení předmětu

Písemnou zkouškou se ověřuje, že absolvent předmětu je schopen:
- vysvětlit principy mikroprocesorů na úrovni potřebné pro programování v assembleru a vysvětlit související pojmy: registr, paměť, program, CPU, programový čítač, linker, překladač, debugger, přerušení, obsluha přerušení, vektor přerušení, příznak přerušení, periferie, zásobník, ukazatel zásobníku, stavový registr, podmíněný skok
- vysvětlit principy periferií pro řízení elektrických pohonů s tranzistorovými měniči (GPIO, PWM, ADC, Timer, SPI, SCI)
- aplikovat jazyk C v programech jednočipových mikroprocesorů
- aplikovat assembler v programech jednočipových mikroprocesorů

Na laboratorních cvičeních se studenti naučí a formou hodnocených individuálních projektů se ověřuje schopnost:
- používat vývojové prostředky pro tvorbu a ladění mikroprocesorových aplikací
- realizovat programy v jazyce C
- realizovat části programu nebo funkce v assembleru pro účely řízení v reálném čase
- nastavit a použít periferie mikroprocesoru pro měření analogových signálů, měření frekvence pulsních signálů, generování PWM, přenos dat po sériových linkách

Prerekvizity

Student, který si zapíše předmět, by měl být schopen: - vysvětlit principy logických obvodů a reprezentaci logického stavu pomocí napěťových úrovní - navrhovat algoritmy a realizovat jednoduché programy v libovolném programovacím jazyce - ovládat anglický jazyk na úrovni potřebné pro studium manuálů mikroprocesorů a nápovědy k používaným programovým nástrojům Vzhledem k zaměření aplikací mikroprocesorů pro řízení pohonů v reálném čase by měl být student dále schopen: - popsat princip a rovnice matematického modelu stejnosměrného stroje - vysvětlit princip tranzistorového 4Q měniče - vysvětlit činnost stejnosměrného pohonu v jednotlivých kvadrantech - vysvětlit kaskádní regulaci stejnosměrného pohonu Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka poučeného“ dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Doporučená nebo povinná literatura

Klíma B., Stupka R.;Mikroprocesorová technika v elektrických pohonech; Elektronický text FEKT VUT v Brně (CS)
Freescale; 56F802x and 56F803x Peripheral Reference Manual (EN)
Freescale Semiconductor; DSP56800E 16-Bit DSP Core Reference Manual, www.freescale.com (EN)
Freescale Semiconductor; 56F8000 16-bit Digital Signal Controllers Data Sheet, www.freescale.com (EN)
Freescale Semiconductor; DSP56800E_Quick_Start_Users_Manual, www.freescale.com (EN)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky a cvičení na počítači. Studen zpracovává dílčí projekty v počítačových cvičeních

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu. Hodnoceny jsou dílčí projekty v laboratořích a písemná zkouška formou test.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Úvod, základní pojmy, mikroprocesor, úvod do jazyka C.
2. Základy programování na jednočipových mikroprocesorech.
3. Logické a bitové operace, na výrazech, větvení programu, praktické ukázky.
4. Proměnné, ukazatele, pole, struktury a jejich praktické využití.
5. Funkce, předávání operandů, příklady zpracování signálu.
6. Přerušení, vektor přerušení, zdroje přerušení, funkce obsluhy přerušení, praktické příklady.
7. Periferie - GPIO (obecný vstupní/výstupní port), časovač, využití.
8. Úvod do mikroprocesorového řízení pohonů a výkonových měničů, struktura programu, stavový automat.
9. Periferie PWM, využití.
10. Periferie AD převodník.
11. Synchronizace A/D převodníku s PWM, snímání elektrických veličin v měniči pro zpětnovazební regulaci.
12. Knihovny předpřipravených funkcí pro řízení pohonů, využití v praxi.
13. Polohové a rychlostní snímače, snímání polohy, mikroprocesorové zpracování signálů polohových snímačů.

Cíl

Posluchači jsou seznámeni se základy číslicového řízení pomocí jednočipových mikropočítačů a se základy programování .

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. Laboratorní výuka je povinná.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-AUD bakalářský

    specializace AUDB-TECH , libovolný ročník, letní semestr, 6 kreditů, volitelný

  • Program BPC-AMT bakalářský, libovolný ročník, letní semestr, 6 kreditů, volitelný
  • Program BPC-EKT bakalářský, libovolný ročník, letní semestr, 6 kreditů, volitelný
  • Program BPC-SEE bakalářský, libovolný ročník, letní semestr, 6 kreditů, volitelný
  • Program BPC-TLI bakalářský, libovolný ročník, letní semestr, 6 kreditů, volitelný
  • Program BPC-SEE bakalářský, 3. ročník, letní semestr, 6 kreditů, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor