Detail předmětu

Mikroprocesorové a vestavěné systémy

IMP Ak. rok 2006/2007 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: časovač, komunikační rozhraní SCI a SPI, AD převodník, obvod reálného času RTC. Specifika programování vestavěných systémů v jazyce C.

Garant předmětu

Schwarz Josef, doc. Ing., CSc.

Jazyk výuky

česky, anglicky

Zakončení

zkouška

Rozsah

39 hod. přednášky
8 hod. laboratoře
6 hod. pc laboratoře
12 hod. projekty

Zajišťuje ústav

Ústav počítačových systémů (UPSY)

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.

Cíle předmětu

Seznámit studenty s architekturami mikrokontrolérů. Seznámit s činností jejich jednotlivých podsystémů a to zejména: CPU, 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

Návrh počítačových systémů (INP)

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

Znalost struktury základní procesorové jednotky (CPU) a techniky programování v jazyce symbolických instrukcí. Základní znalost 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.
Struktura CPU a soubor instrukcí.
Podsystém přerušení.
Komunikační rozhraní.
Časovací obvody.
Systémové hodiny a obvod RTC.
A/D převodník.
Systém přerušení a jeho programování.
Programování v jazyce C I.
Programování v jazyce C II.
Programování v jazyce C III.
Mikrokontroléry PIC a Atmel.
Aplikace mikrokontrolérů ve fuzzy systémech.

Osnova laboratorních cvičení

Programování SCI modulu
Programování LCD a klávesnice
Programování časovače
Programování AD převodníku

Osnova počítačových cvičení

Instrukční sada.
Programování v asembleru.
Programování periferních zařízení

Průběžná kontrola studia

Hodnocení studia je založeno na bodovacím systému. Pro úspěšné absolvování předmětu je nutno dosáhnout 50 bodů.

Zápočet není ustanoven.

Kontrolovaná výuka

Kontrolovanou výukou jsou laboratoře a projekt