455-0504/01 – Počítače pro řízení (PPR)
Garantující katedra | Katedra měřicí a řídicí techniky | Kredity | 5 |
Garant předmětu | Ing. Vladimír Kašík, Ph.D. | Garant verze předmětu | Ing. Vladimír Kašík, Ph.D. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
Ročník | 2 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 2003/2004 | Rok zrušení | 2009/2010 |
Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | bakalářské |
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.