455-0504/01 – Počítače pro řízení (PPR)

Garantující katedraKatedra měřicí a řídicí technikyKredity5
Garant předmětuIng. Vladimír Kašík, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Vladimír Kašík, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2003/2004Rok zrušení2009/2010
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
KAS73 Ing. Vladimír Kašík, Ph.D.
KOT37 Ing. Jiří Kotzian, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+3
kombinovaná Zápočet a zkouška 2+12

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu je zvládnutí použití výpočetní techniky pro oblast řídicích systémů. Do výpočetních prostředků jsou tak zahrnuty především vývojové desky s jednočipovými mikropočítači s uživatelskými vstupně/výstupními jednotkami. Studenti by po absolvování tohoto kurzu měli být schopni sami navrhnout koncepci výpočetních prostředků pro jisté třídy úloh řízení, vybrat vhodné komponenty systému a vytvořit odpovídající programové vybavení pro použitý procesor.

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace
Experimentální práce v laboratoři
Projekt

Anotace

Tento předmět je zaměřen na uplatnění výpočetní techniky v řídicích systémech. V jednotlivých přednáškách jsou postupně vysvětleny principy funkce a architektura řídicího počítače, jednotlivé komponenty technického vybavení až po problematiku návrhu řídicího systému. Náplní cvičení je pak zvládnutí konkrétních technických prostředků - jednočipových mikropočítačů z hlediska jejich programování.

Povinná literatura:

Srovnal, V.: Počítače pro řízení. Syllaby. Ostrava, VŠB FEI 1994. Šubrt, V: Jednočipové mikropočítače INTEL 8048 -8096. GRADA 1992. Šnorek, M.: Standardní rozhraní PC. GRADA 1992. Strelec, J. - Líška, M.: Architektury procesorů RISC. GRADA 1992. Soušková, H. : Počítače pro řízení - cvičení. Sylaby, VŠB, F414/data/výuka/soušková/

Doporučená literatura:

Kašík,V.-Soušková,H.:Počítače pro řízení. Sylaby na WWW stránkách katedry,2002

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Průběžná kontrola studia: test - max. 10 bodů Laboratorní úlohy - max. 25 bodů Podmínky udělení zápočtu: 80% účast na cvičeních. Minimální zisk 10 bodů

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: Výpočetní technika v řídicích systémech. Struktura a funkce číslicového počítače. Základní jednotka počítače. Operační paměť. Mikroprocesory, architektura CISC a RISC. Vnitřní stavba jednotek počítače. Paralelní architektury. Paměti v řídicích systémech, polovodičové paměti. Periferní jednotky. Vnější paměti. Vstupní a výstupní jednotky. Vstupní a výstupní kanály, paralelní a sériové rozhraní. Přerušovací systém počítače. Zpracování informací v reálném čase. Spojení hardware počítače s operačním systémem. Technika přímého přístupu do paměti - DMA. Struktura a vlastnosti řídicích počítačů a jejich vývoj. Použití standardních sběrnic a rozhraní v řídících systémech. Modem, síťová karta, USB, PCMCIA. Prostředky pro styk s technologickým procesem. Analogové vstupy a výstupy. Číslicové vstupy a výstupy. Speciální jednotky. Přizpůsobovací členy. Prostředky pro obrazový výstup, grafický adaptér, obrazovky, displeje. Paměti v řídicích systémech, magnetické paměti. Tiskárny, souřadnicové zapisovače. Mikroprocesory rodiny Motorola. Kódování dat v počítači. Vnitřní struktura procesoru, architektura CPU, mapa paměti, zásobník. Mikroprocesory rodiny Motorola. Adresní mody, instrukční soubor. Konfigurační registry, generátory hodinových pulsů, ochranné obvody procesoru - modul COP a LVI. Mikroprocesory rodiny Motorola. Resety a interrupty- zdroje, způsob zpracování, funkce modulu SIM. Moduly pro komunikaci s okolím - všeobecné paralelní I/O porty Mikroprocesory rodiny Motorola - Vestavěné periferní obvody - A/D převodník, funkce čitačů, časovačů, sériové komunikační rozhraní, přenosová rychlost. Další jednodeskové mikropočítače. Perspektivy rozvoje počítačů pro řízení v reálném čase. Laboratoře: Bezpečnost práce v laboratořích. Číselné soustavy. Kódování dat v počítačích. Aritmetické operace v jiných číselných soustavách, operace v přímém, inverzním a doplňkovém kódu.Zadání samostatné laboratorní práce. Seznámení se s vývojovým prostředím Code Warrior na PC. Seznámení s procesory rodiny Motorola. Příklady zpracování instrukcí počítačem, assembler, práce ve vývojovém prostředí CW, programování vývojové desky Janus osazené mikroprocesorem Motorola - Nitron. Programování v assembleru - adresovací metody, instrukce přenosu dat, cyklus, test příznakového registru.Zadání samostatné laboratorní práce. Práce ve vývojovém prostředí CW, programování vývojové desky Janus osazené mikroprocesorem Motorola - Nitron. Programování v assembleru - aritmetické a logické operace, maskování, instrukce rotací a posunů.Zadání samostatné laboratorní práce.Práce ve vývojovém prostředí CW, programování vývojové desky Janus osazené mikroprocesorem Motorola - Nitron. Programování v assembleru - podprogramy, zpracování přerušení. Práce ve vývojovém prostředí CW, programování vývojové desky Janus osazené mikroprocesorem Motorola - Nitron. Zadání samostatného projektu ke zkoušce.Práce ve vývojovém prostředí CW, programování vývojové desky Janus osazené mikroprocesorem Motorola - Nitron. Zadání samostatné laboratorní práce -periferní obvody mikroprocesoru. A/D převodníky, paralelní porty, měření vstupního analogového signálu. Práce ve vývojovém prostředí CW, programování vývojové desky Janus a rozšiřující desky osazené mikroprocesorem Motorola. Zadání samostatné laboratorní práce - periferní obvody mikroprocesoru. Čítače, časovače, měření periody signálu, generování PWM signálu. Práce ve vývojovém prostředí CW, programování vývojové desky Janus a rozšiřující desky osazené mikroprocesorem Motorola. Zadání samostatné laboratorní práce -periferní obvody mikroprocesoru. Sériové komunikační rozhraní - generování a příjem dat, přerušovací systém mikroprocesoru - zpracování přerušení. Práce ve vývojovém prostředí CW, programování vývojové desky Janus a rozšiřující desky osazené mikroprocesorem Motorola. Zadání samostatného projektu ke zkoušce- periferní obvody mikroprocesoru. Seznámení se s jinými typy mikrokontrolerů. Práce na samostatných úlohách. Závěrečný test. Konzultace k samostatným projektům.

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 35 (35) 0
                Laboratorní práce Laboratorní práce 15  0
                Písemka Písemka 20  0
        Zkouška Zkouška 65 (65) 0
                Písemná zkouška Písemná zkouška 55  0
                Ústní zkouška Ústní zkouška 10  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2009/2010 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2009/2010 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2006/2007 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2006/2007 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2006/2007 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2005/2006 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2005/2006 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2004/2005 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2004/2005 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2003/2004 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2003/2004 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku