Předmět Vestavné mikropočítačové systémy (THT31E)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu THT31E - Vestavné mikropočítačové systémy, Technická fakulta, Česká zemědělská univerzita v Praze (ČZU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Cílem předmětu je seznámit studenty s technologií návrhu mikroprocesorových systémů vestavěných (integrovaných) do větších funkčních celků a finálních výrobků. Po absolvování předmětu jsou studenti schopni zvolit pro řešený úkol vhodné technické prostředky a s jejich pomocí implementovat zadané algoritmy řízení Studenti se naučí posuzovat vlastnosti a výkonnost zařízení s jednočipovými mikropočítači, získá základní znalosti o vývojových systémech a metodách práce s nimi. V jednotlivých přednáškách jsou nejdříve probrány architektury některých mikroprocesorů vhodných pro nasazení v řídicích a měřicích systémech i přístrojích: Atmel AVR, Microchip PIC. Podrobně je probírána tématika jednočipových mikropočítačů zaměřená na jejich programování, principy vývoje mikropočítačových aplikací a praktické použití.

Osnova

PřednáškaÚvod, vývoj mikroprocesorů, Základní specifikace VMS, příklady aplikacíInstrukční soubor assembler 8051, pseudoinstrukce, vývoj aplikací, (ADuC812) Jednočipový 8-mi bitový mikropočítač rodiny 8051 (ADuC812), organizace vnitřní paměti EEPROM, RAM, způsob připojení externí paměti EEPROMČíslicové periferní periferní obvody vestavěných řídicích systémůČítače/časovače 8051, režimy a řízení čítačů/časovačů, generování pulzů různé délkyProgramování řídicích aplikací s jednočipovými mikropočítači, procesy nižší a vyšší úrovně, obsluha vnějších událostíPeriferie rozšířených procesorů, komparační systém pro PWM, komparační systém pro generování signálůAnalogové rozhraní, AD, DA převodníky, vzorkovací obvody, zesilovač, filtry, zdroj referenčního napětíKomunikační sběrnice RS232, přístrojové sběrnice SPI, I2C, 1-Wire, CAN busKomunikace ve vestavěných řídicích systémech, sběrnice USB, IR přenosNapájení vestavěných řídicích systémůNávrh vestavěných řídicích systémů, hardwarové a softwarové spolehlivost, (watchdog, Power Supply Monitor), reset elektromagnetická kompatibilitaCvičeníVývojové prostředí Keil μVision3, vývojový kit ADuC 812 (Atmel AVR)Instrukční soubor, organizace paměti, registry ADuC 812 (8051), práce s číslyOvládání vstupních a výstupních portů, řízení LED a spínacích prvků, ověření funkce na vývojovém kituNastavení a ovládání čítače/časovače, generování časového intervalu, ověření fce na kituKomunikace s periferií - ovládání displeje, čtení z klávesniceRealizace úlohy s obsluhou přerušení, ověření na kitu Použití procesoru ke zpracování analogových signálů, A/D a D/A převodOvládání otáček DC motorku, krokového motoru, PWM, zadání semestrální úlohyPříklad měření otáček, řešení semestrálních prací, konzultacePříklad aplikace s využitím sériového kanálu, sběrnice SPI, I2C, CAN, řešení semestrálních prací, konzultaceŘešení semestrálních prací, konzultacePrezentace semestrální práce

Získané způsobilosti

Znalosti:Předmět poskytne absolventům základní znalosti technologie návrhu vestavěných mikroprocesorových systémů, integrovaných do větších funkčních celků a finálních výrobků. Absolvent se naučí posuzovat vlastnosti a výkonnost zařízení s jednočipovými mikropočítači, získá základní znalosti o vývojových systémech a metodách práce s nimi.Dovednosti:Po absolvování předmětu jsou studenti schopni řešit problematiku návrhu a realizace malých mikroprocesorových řídicích systémů. Umějí nalézat pro řešené úkoly vhodné technické prostředky a s jejich pomocí implementovat zadané algoritmy řízení. Absolvent dokáže navrhnout konkrétní softwarové řešení i s ohledem na priority procesů a požadavky spolehlivosti.Kompetence - komunikace:Absolvent předmětu dokáže formulovat a prezentovat otázky týkající problematiky návrhu vestavěných mikroprocesorových systémů. Při komunikaci respektuje též pohled dalších členů skupiny. Umí srozumitelně sdělovat informace, myšlenky, problémy a řešení jak odborníkům, tak i laikům s použitím řady multimediálních technik.Kompetence - úsudek:Absolventi předmětu jsou schopni vytvořit si vlastní názor na problematiku návrhu vestavěných mikroprocesorových systémů a jejich integrace do větších funkčních celků a finálních výrobků. Jsou schopni řídit práci jiných osob, vyhodnocovat jejich pracovní činnost a stanovovat a modifikovat pracovní postupy.

Literatura

ZákladníJazyk výuky: ČeštinaBrtník, B.; Matoušek, D. Programování mikrokontrolérů s jádrem 8051 v jazyce C. Praha BEN, 2010. 152 s. ISBN 978-80-7300-264-0Chyský, J. Vestavěné systémy I. 1. vyd. Praha ĆVUT, 2010. 120 pp. ISBN 978-80-01-04629-6JANEČEK, J. Projektování mikropočítačových systémů, dotisk 1. vyd. Praha ČVUT, 1999.MATOUŠEK, D. Začínáme s AVR. Praha BENBURKHARD, M. C pro mikrokontroléry, Praha BEN, 2003. ISBN 978-80-7300-457-6Skalický, P. Mikroprocesory řady 8051. 2. rozšířené vyd. Praha BEN, 2001. 144 s. ISBN 80-86056-39-2DoporučenáJazyk výuky: ČeštinaCADY, F.M. Microcontrollers and microcomputers Principles of software and hardware engineering. New York Oxford Univ. Press, 1997.GOFTON, P. W. Sériová komunikace, Grada, 1995.ZMRZLÝ, S. Mikroprocesorová technika, 1. vyd., Brno VUT. 1996.ŠÍCHA, M., TICHÝ, M. Elektronické zpracování signálů Základy analogové, digitální techniky. 2. přeprac. vyd. Praha Univ. Karlova, 1998.PODLEŠÁK, J. Přístrojové aplikace mikroprocesorů, 1. vyd. Praha ČVUT, 1999.VACEK, V; VLČEK, J. Praktické použití procesoru PIC, Dotisk 1. vyd. Praha, 1999.PECHAL, S. Monolitické mikropočítače, 1. vyd. Praha BEN, 1995.VÁŇA, V. Mikrokontroléry ATMEL AVR - popis procesoru a instrukční soubor. Praha BEN-technická literatura, 2003.VĚCHET, V. Počítače a programování. Díl 1, Mikropočítače a jejich programové vybavení, 1. vyd. Liberec VŠST, 1994.

Požadavky

Zaklady mikroprocesorové techniky

Garant

doc. Ing. Stanislava Papežová, CSc.