450-8301/01 – Mikrokontroléry a jejich aplikace (MatA)
| Garantující katedra | Katedra kybernetiky a biomedicínského inženýrství | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Michal Prauzek, Ph.D. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Michal Prauzek, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | | |
| | Jazyk výuky | angličtina |
| Rok zavedení | 2015/2016 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FS | Určeno pro typy studia | magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Cílem předmětu je aplikace mikrokontrolérů v oblasti vestavěných řídicích systémů. Student je seznámen s architekturami, konstrukcí a vývojem počítačových vestavěných řídicích systémů. Studenti by po absolvování tohoto kurzu měli být schopni sami navrhnout koncepci systému s mikrokontrolérem pro jisté třídy úloh řízení, vybrat vhodné součásti a vytvořit odpovídající programové vybavení pro použitý mikrokontrolér.
Vyučovací metody
Přednášky
Individuální konzultace
Experimentální práce v laboratoři
Projekt
Výuka odborníka z praxe (přednáška nebo cvičení)
Anotace
Předmět je zaměřen na vestavěné řídicí systémy založené na mikrokontrolérech. Shrnuje nezbytné znalosti digitálních obvodů, programování mikrokontrolérů a jejich využití v řízení. Jednotlivé přednáškách vysvětlují postupně základy digitální techniky, základní principy mikrokontrolérů, jednotlivé jejich části mikrokontrolérových řídicích systémů až po jejich návrh. Náplní cvičení je pak zvládnutí programování jednočipových mikrokontrolérů s jádrem ARM Cortex M.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Další studijní materiály
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Student je hodnocen na základě práce v laboratoři, zápočtového testu a samostatného projektu. Zápočet se uděluje od 13. týdne. Podmínkou udělení zápočtu je dosažení minimálně 10 bodů, maximálně lze získat 40 bodů. Zkouška se skládá z písemné části – závěrečného testu (20–60 bodů). Celkové hodnocení je 51–100 bodů v souladu se studijním řádem.
E-learning
Materiály jsou dostupné v https://lms.vsb.cz/
Další požadavky na studenta
Povinná účast na 80% cvičení.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Vestavěné řídicí systémy: základní specifikace a současné trendy vestavěných aplikací, shrnutí teorie mikroprocesorů a mikrokontrolérů.
2. Mikrokontrolér: jádro ARM Cortex M, topologie mikrokontroléru a jeho vlastnosti
3. Základní konfigurace mikrokontroléru: hodinový signál, watchdog, JTAG, napájecí systém, referenční napětí, pouzdro, základní konfigurační registry mikrokontroléru.
4. Konfigurace vstupně výstupního rozhraní, konfigurační registry, elektrické vlastnosti portu, periferie PORT a GPIO.
5. Přerušování systém ARM Cortex M, řadič přerušení (NVIC), zdroje přerušení, priorita přerušení, vektor přerušení, obsluha přerušení. Interní propojení periferií mikrokontroléru.
6. Čítače a časovače: SysTick, generátory periodického přerušení, pokročilé časovače, časovače reálného času, low-power časovače.
7. Digitalizace signálu v mikrokontroléru: AD převodníky a jejich konfigurace, synchronizace, multiplexace a korektní implementace.
8. Další analogové periferie: DA převodník a analogový komparátor.
9. Základní komunikační periferie a jejich konfigurace: UART, I2C, SPI. Komunikace s externí pamětí.
10. Pokročilá komunikační rozhraní: USB, Ethernet a bezdrátové komunikační standardy.
11. Přímý přístup do paměti (DMA): Techniky použití a konfigurace periferie DMA.
12. Moderní trendy ve vestavěných řídicích systémech, přehled aktuálních technologií.
13. Závěrečná přednáška, shrnutí předmětu, příprava studentů ke zkoušce.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.