430-2203/01 – Číslicová a mikroprocesorová technika I (ČMT1)

Garantující katedraKatedra elektronikyKredity6
Garant předmětuprof. Ing. Pavel Brandštetter, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Pavel Brandštetter, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2010/2011Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BAC0034 Ing. Jakub Bača
BIE0025 Bc. David Bielesz
JAN0389 Ing. Karolína Gaiová
HAR0058 Ing. Tomáš Harach
CHR0080 Ing. Libor Chrástecký
KLE0080 Ing. Tomáš Klein
MRO061 Ing. Tomáš Mrověc, Ph.D.
PAL70 doc. Ing. Petr Palacký, Ph.D.
PRA132 doc. Ing. Michal Prauzek, Ph.D.
PRZ0009 Ing. Samuel Przeczek
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 3+18

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Po absolvování předmětu studenti budou znát funkci logických obvodů, umí definovat požadavky na mikropočítačové systémy, umí vysvětlit funkci jednotlivých částí mikropočítačových řídicích systémů a aplikovat získané poznatky při praktickém návrhu mikropočítačového systému. Student je seznámen s architekturami, konstrukcí a vývojem mikropočítačových systémů. Do použitých výpočetních prostředků jsou zahrnuty především vývojové desky s jednočipovými mikropočítači s uživatelskými vstupními a výstupními jednotkami.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)

Anotace

Předmět se zaměřuje na základní poznání funkcí logických obvodů, mikroprocesorů a jejich aplikací v elektrotechnice. Náplň předmětu se opírá o poznatky z teorie elektrických obvodů, základů teoretické elektrotechniky a elektroniky. Získané poznatky tvoří součást všeobecných znalostí bakaláře, který je zaměřen na aplikace elektroniky a řídicí techniky.

Povinná literatura:

Palacký, P., Prauzek, M.: Číslicová a mikroprocesorová technika. Učební texty pro kombinované a distanční studium. VŠB-TU Ostrava, 2013 Davídek, V., Antošová, M.: Číslicová technika. KOPP, 2009 Brandštetter, P., Palacký, P.: Číslicová a mikroprocesorová technika. Učební texty pro kombinované a distanční studium. VŠB-TU Ostrava, 2005. Pinker, J.: Mikroprocesory a mikropočítače. BEN - technická literatura, 2004 Kašík, V., Soušková, H.: Počítače pro řízení. Sylaby na WWW stránkách Katedry měřicí a řídicí techniky, 2002. Brey B.B.: The Intel microprocessors: architecture, programming and interfacing. Prentice Hall,London, 1994. Steckhahn, A.D., Otter, J.D.: Industrial applications for microprocessors. Reston Publishing Company, 1982. Microprocessors and microsystems. Oxford Elsevier, ISSN 01141-9331.

Doporučená literatura:

Brandštetter, P. a kol.: Elektronika - Prvky elektronických obvodů. Učební text, VŠB-TU Ostrava, 2007, ISBN 978-80-248-1481-0. Brandštetter, P.: Elektronika - Základní analogové elektronické obvody. Učební text pro kombinované a distanční studium, VŠB-TU Ostrava, 2015. Brandštetter, P.: Mikropočítačové řídicí systémy II. Učební texty pro kombinované a distanční studium. VŠB-TU Ostrava, 2012. Palacký, P.: Mikropočítačové řídicí systémy I. Učební texty pro kombinované a distanční studium. VŠB-TU Ostrava, 2005. Palacký, P.: Mikroprocesory. Učební texty pro kombinované a distanční studium. VŠB-TU Ostrava, 2005. Srovnal, V.: Operační systémy pro řízení v reálném čase. VŠB-Technická univerzita Ostrava, 2003 Palacký, P.: Signálové procesory. Učební texty pro kombinované a distanční studium. VŠB-TU Ostrava, 2005. Künzel, K., Žáček, J.: Mikroprocesorová technika. ČVUT Praha, 1996.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Průběžná kontrola studia: Kontrolní testy TEST č.1, TEST č.2. Podmínky udělení zápočtu: Účast na laboratorní výuce (100%). Odevzdání protokolů z měření. Absolvování všech kontrolních testů v řádném termínu. Získání minimálně 25 bodů. Bodové hodnocení cvičení - maximálně 40 bodů, z toho: test T1 - max. 10 bodů, test T2 - max. 10 bodů, laboratorní úlohy - max. 20 bodů.

E-learning

Další požadavky na studenta

Další požadavky na studenta nejsou.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: Logické funkce, jejich zápis a minimalizace. Logické členy a jejich realizace, TTL, DTL, CMOS. Rozvod logických úrovní. Propojování integrovaných obvodů. Kombinační logické obvody a jejich návrh. Kodéry, dekodéry. Multiplexery, demultiplexery, logické komparátory, sčítačky. Sekvenční logické obvody a jejich návrh. Klopné obvody. Čítače, registry. Polovodičové paměti. Paměti RWM, PROM, EPROM. Styk mikropočítače s analogovým prostředím. Analogový vstup, analogový výstup. Kódy pro A/D a D/A převody. D/A převodníky. A/D převodníky. Struktura a funkce výpočetního systému. Základní jednotka počítače. Operační paměť. Vnitřní a vnější paměti. Architektury procesorů CISC a RISC. Vnitřní stavba jednotek počítače, délka slova. Struktura a vlastnosti mikroprocesorů MCU a DSP. Přerušovací systém počítače, technika přímého přístupu do paměti DMA. Konstrukce mikroprocesorů pro řízení. Vestavěné systémy. Jednodeskové počítače SBC - PC104, EBX, Mini-ITX. Jednočipové mikropočítače. Přehled mikroprocesorů a digitálních signálových procesorů např. rodiny Analog Devices, Atmel, Freescale, Microchip, aj. Porovnání funkce procesorů a FPGA v aplikaci. Rodina mikroprocesorů Freescale. Vnitřní struktura procesoru, mapa paměti, zásobník, adresní mody, instrukční soubor, konfigurační registry, generátor systémových hodin, jednotky rozhraní, ochranné obvody procesoru, přerušovací systém - zdroje, způsob zpracování, čítače, časovače, sériové a paralelní komunikační rozhraní. Prostředky pro styk s technologickým procesem - Analogové vstupy a výstupy, PWM, číslicové vstupy a výstupy. Prostředky pro uživatelské rozhraní - obrazový výstup, grafický adaptér, displej, klávesnice, dotykové obrazovky. Komunikace v řídicích systémech. Paralelní a sériové rozhraní. Průmyslové komunikační sítě. RS232, SPI, I2C, USB, CAN, LIN, Profibus, FireWire, Ethernet, PCMCIA. Vlastnosti nástrojů pro generaci cílového kódu procesoru z vyšších programovacích jazyků jako je jazyk C, Java aj. Prostředí CodeWarrior. Operační systémy pro řízení. v reálném čase (RT-Linux, QNX, VxWorks). Generace cílového systému do mikroprocesorového systému z hostitelského prostředí Windows a Linux. Moderní metody návrhu řídicích systémů UML, vývoj řídicích systémů pomocí ROPES. Cvičení: Opakování - logické obvody, použití kombinačních a sekvenčních obvodů v mikroprocesorové technice. Vstupní a výstupní obvody pro přizpůsobení signálů, generátory hodin. Úprava analogových a digitálních signálů. TEST č.1. - Základy číslicové techniky. TEST č.2. - Základy mikroprocesorové techniky. Laboratoře: Logické členy - laboratorní úloha. Sběrnicové obvody - laboratorní úloha. Jednoduché dekodéry adres - laboratorní úloha. D/A převodník - laboratorní úloha. Seznámení se s vývojovým prostředím CodeWarrior. Vytvoření jednoduchého programu v jazyce C v prostředí CodeWarrior. Simulace mikroprocesoru. Krokování programu - laboratorní úloha. Vývojová deska EvbHCS08. Programování mikroprocesoru Freescale HCS08 přes rozhraní BDM. Ovládání tlačítkových vstupů a výstupů LED. Krokování programu ve skutečném mikroprocesoru - laboratorní úloha. Časovače a čítače. Čekací smyčky. Pozorování chování mikroprocesoru na osciloskopu - laboratorní úloha. PWM výstup. Tvorba analogového napětí - laboratorní úloha. A/D převodník. Měření analogových signálů - laboratorní úloha. Sériový kanál. Komunikace s PC - laboratorní úloha. Projekty: Semestrální projekt - individuální práce s mikroprocesory (5 hodin). Protokoly z laboratorních úloh (5 hodin).

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2016/2017 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 40 (40) 25
                Test č.1 Písemka 10  0
                Test č. 2 Písemka 10  0
                Protokoly z lab. úlohy č. 1 Laboratorní práce 10  0
                Protokoly z lab. úlohy č. 2 Laboratorní práce 10  0
        Zkouška Zkouška 60 (60) 20
                Písemná část Písemná zkouška 30  0
                Ústní část Ústní zkouška 30  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (B2660) Počítačové systémy pro průmysl 21. století P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B2648) Projektování elektrických zařízení P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B2648) Projektování elektrických zařízení K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B2660) Počítačové systémy pro průmysl 21. století P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B3973) Automobilové elektronické systémy P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B2648) Projektování elektrických zařízení P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B2648) Projektování elektrických zařízení K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2648) Projektování elektrických zařízení P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2648) Projektování elektrických zařízení K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2660) Počítačové systémy pro průmysl 21. století P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B3973) Automobilové elektronické systémy P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2648) Projektování elektrických zařízení P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2648) Projektování elektrických zařízení K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2660) Počítačové systémy pro průmysl 21. století P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2648) Projektování elektrických zařízení K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2648) Projektování elektrických zařízení P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2648) Projektování elektrických zařízení K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2648) Projektování elektrických zařízení P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B2648) Projektování elektrických zařízení K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B2648) Projektování elektrických zařízení P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B2648) Projektování elektrických zařízení P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B2648) Projektování elektrických zařízení K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B2648) Projektování elektrických zařízení P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B2648) Projektování elektrických zařízení K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B2648) Projektování elektrických zařízení P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B2648) Projektování elektrických zařízení K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku