450-4012/02 – Vestavěné řídicí systémy (VRS)
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 | Povinnost | povinně volitelný |
Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | angličtina |
Rok zavedení | 2015/2016 | Rok zrušení | 2021/2022 |
Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Cílem předmětu je seznámit studenty s mikrokontroléry a jejich periferiemi v návaznosti na implementaci této technologie do vestavěných řídicích systémů. Obsahem jednotlivých přednášek a cvičení je učivo týkající se samotného mikrokontroléru a detailně jeho periferií. Po absolvování předmětu jsou studenti schopni zvolit pro řešený úkol vhodné technické prostředky, programovat mikrokontrolér a konfigurovat jeho periferie, což umožní implementovat zadané algoritmy řízení.
Vyučovací metody
Přednášky
Individuální konzultace
Experimentální práce v laboratoři
Projekt
Anotace
Předmět se zabývá uplatněním mikrokontrolérů v aplikacích vestavných řídicích systémů. V předmětu je popsána architektura vybraného mikrokontroléru a současně jsou popsány periferie, které daný mikrokontrolér obsahuje. Jedná se o zejména o prostředky číslicového a analogového spojení s okolím, možnosti časování, komunikace a dalších pokročilých periferií. Náplní cvičení je pak zvládnutí technických prostředků a programování mikrokontrolérů s jádrem ARM Cortex M.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Zhu, Yifeng. Embedded Systems with ARM® Cortex-M3 Microcontrollers in Assembly Language and C. E-Man Press, LLC,
2014.
Ganguly, Amar K. Embedded Systems : Design, Programming and Applications. Oxford: Alpha Science International Ltd,
2014
Další studijní materiály
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Průběžná kontrola studia:
písemka
samostatný projekt
Podmínky udělení zápočtu:
Student je klasifikován na základě 1 testu, za 0-10 bodů, a samostatného projektu za 0-30 bodů. Zápočet od 14.týdne. Podmínkou udělení zápočtu je dosažení min. 10 bodů , max. lze získat 40 bodů . Zkouška - Písemná část - závěrečný test - 0 - 40 bodů. Ústní část 0 - 20 bodů. Celkové hodnocení 51 - 100 bodů dle studijního řádu.
E-learning
Další požadavky na studenta
Žádné další požadavky na studenta nejsou kladeny
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
1. Vestavěné řídicí systémy: základní specifikace, současné trendy.
Srovnání HW a SW realizace logických funkcí. Programovatelné logické obvody PAL, GAL. Architektura obvodů FPGA.
2. Použití mikrořadiče Freescale HC12 v řídicích systémech. Architektura, programátorský model, paměťový subsystém, periferní obvody.
3. Komunikační sběrnice CAN a LIN. Popis komunikačního protokolu, vlastnosti, možnosti využití.
4. Komunikační rozhraní SPI a I2C. Popis komunikačního protokolu, vlastnosti, možnosti využití..
5. Použití mikrořadičů Freescale M-CORE, M68332, Atmel AVR v řídicích systémech: Architektura, programátorský model, paměťový subsystém.
6. Operační systémy pro embedded aplikace. Operační systémy reálného času.
7. Technické prostředky pro číslicové zpracování signálů. Signálové procesory, DSP aplikace v obvodech FPGA.
8. Komunikace ve vestavěných řídicích systémech. USB, FireWire, IR přenos.
9. Bezdrátová komunikace ve vestavěných řídicích systémech. Systémy RF, DECT, Bluetooth, WiFi.
10. Analogové a číslicové periferní obvody vestavěných řídicích systémů.
11. Ovládání displeje, klávesnice, krokového motoru.
12. Polovodičové paměti vestavěných řídicích systémů. Paměťové obvody, paměťové karty.
13. Napájení vestavěných řídicích systémů. Spínaný zdroj, elektrochemické články, měniče DC/DC.
14. Opakování, příprava na zkoušku.
Laboratoře:
1. Bezpečnost práce v laboratoři. Seznámení s vývojovými prostředky pro procesory Freescale HCS12. Jednoduchý program - naprogramování procesoru HCS12 pomocí CodeWarrior a USB Multilink.
2. Ovládání vstupu a výstupu. PWM výstup.
3. Práce s časovačem a přerušením.
4. Vzájemná komunikace procesoru a periferií na vývojové desce. Ovládání displeje a klávesnice.
5. Možnosti použití procesoru pro práci s analogovými signály. A/D a D/A převod.
6. Komunikace v číslicových systémech - sběrnice LIN.
7. Komunikace v číslicových systémech - sběrnice LIN, pokračování.
8. Komunikace v číslicových systémech - sběrnice CAN.
9. Komunikace v číslicových systémech - sběrnice CAN, pokračování.
10. Komunikace v číslicových systémech - sběrnice I2C, SPI.
11. Využití operačního systému ve vestavěných řídicích systémech.
12. Průběžný test znalostí, Samostatná úloha: distribuovaný řídicí systém se sběrnicí LIN/CAN.
13. Samostatná úloha: distribuovaný řídicí systém se sběrnicí LIN/CAN.
14. Předvedení a odevzdání práce na samostatné úloze, udělení zápočtu.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.