Detail předmětu
Mikroprocesorové a vestavěné systémy
IMP Ak. rok 2017/2018 zimní semestr 6 kreditů
Vestavěné systémy, základní pojmy, aplikace. Architektura mikrokontrolérů. Paměťový subsystém. Programovací model, programování v jazyku symbolických instrukcí. Soubor instrukcí a pseudoinstrukcí. Využití zásobníku. Podsystém přerušení a jeho programování. Periferní jednotky na čipu a jejich programování: generátor hodin, časovač, komunikační rozhraní SCI, IIC a SPI, AD převodník, obvod reálného času RTC, USB rozhraní. Specifika programování vestavěných systémů v jazyce C.
Garant předmětu
Jazyk výuky
Zakončení
Rozsah
- 39 hod. přednášky
- 6 hod. cvičení
- 8 hod. laboratoře
- 12 hod. projekty
Bodové hodnocení
- 51 bodů závěrečná zkouška (písemná část)
- 19 bodů půlsemestrální test (písemná část)
- 16 bodů laboratoře
- 14 bodů projekty
Zajišťuje ústav
Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu
- Studenti jsou obeznámeni s obecnou strukturou mikrokontrolérů a technikami návrhu vestavěných systémů.
- Studenti jsou schopni vytvořit a odladit podprogramy a inicializační rutiny pro jednotlivé periferní obvody. Umí používat základní techniky ladění aplikačních programů vytvořených v asembleru a jazyce C.
Pochopení specifik návrhu vestavěných systémů a technik ladění aplikací.
Cíle předmětu
Seznámit studenty s architekturami mikrokontrolérů. Seznámit s činností jejich jednotlivých podsystémů a to zejména: CPU-programovací model, flash paměť, časovač, podsystém přerušení, komunikační rozhraní, AD převodník. Naučit studenty základní sortiment instrukcí a jejich aplikaci při návrhu a ladění programů v jazyce symbolických instrukcí. Seznámit studenty se zásadami a technikami programování ve vyšším programovacím jazyce C a s problematikou návrhu vestavěných systémů.
Doporučené prerekvizity
Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti
Znalost struktury základní procesorové jednotky (CPU) a techniky programování v jazyce symbolických instrukcí. Základní znalosti programování v jazyce C.
Literatura studijní
- Přednáškové materiály, materiály z democvičení a HW cvičení.
- J.W. Valvano, Embedded Systems: Real Time Interfacing to ARM Cortex-M Microcontrollers, ISBN 978-1463590154, 2017.
- K60 Sub-Family Reference Manual, dostupné on-line: https://www.nxp.com/docs/en/reference-manual/K60P144M100SF2V2RM.pdf
- ARM Cortex-M4 Processor Technical Reference Manual, dostupné on-line: http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.100166_0001_00_en/index.html
Osnova přednášek
- Úvod do vestavěných systémů.
- CPU HC08/HCS08.
- Podsystém přerušení.
- Komunikační rozhraní.
- Časovací obvody.
- Systémové hodiny, obvod RTC a COP.
- A/D převodník, displej, klávesnice.
- Programování I v jazyce C.
- Programování II v jazyce C.
- Systémy reálného času.
- Přehled mikrokontrolérů.
- Aplikace mikrokontrolérů ve fuzzy systémech.
Osnova laboratorních cvičení
- Programování SCI modulu
- Programování LCD a klávesnice
- Programování časovače
- Programování AD převodníku
Průběžná kontrola studia
Vypracování projektu s povinným odevzdáním do IS a dosažením minimálního hodnocení 5 bodů.
Kontrolovaná výuka
Účast na přednáškách a demonstračních cvičeních v tomto předmětu není kontrolována. Kontrolovanou výukou jsou laboratoře a projekt.
Zařazení předmětu ve studijních plánech