Hardware a mikroprocesorová technika (FSI-VHT)

Akademický rok 2018/2019
Garant: prof. Ing. Pavel Ošmera, CSc.  
Garantující pracoviště: ÚAI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Získání přehledu o současném PC hardware a periferiich. Osvojení praktických znalosti a dovedností programování 8b mikroprocesorů ATmega (ATmega, Xmega).
Výstupy studia a kompetence:
Schopnost navrhnout vhodnou konfiguraci počítače podle potřeb uživatele.
Sestavit jednoduchý prograram pro 8b uP ATmega.
Prerekvizity:
Základní znalosti matematiky a fyziky, programování v jazyce C.
Obsah předmětu (anotace):
Kurz je zaměřen na osvojení základních znalostí počítačového hardware. Dále se předmět teoreticky i prakticky zaměřuje na dovednosti práce s 8b mikroprocesory ATmega. Studenti se na praktických příkladech pomocí vývojových kitů naučí řešit základní úlohy z uP techniky (ovládání I/O, řízení servo motorů, čtení dat ze senzorů apod.).
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení:
Aktivní účast ve cvičeních, odladění zadaných programů pro řízení mikropočítače. Závěrečný projekt.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Zameškaná cvičení lze nahradit odevzdáním zadané práce
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. PC hardware a jeho architektura.
2. PC hardware a periferie I. (procesory, principy zvyšování výkonu, assembler).
3. PC hardware a periferie II. (paměti, sběrnice, GPU).
4. PC hardware a periferie III. (záznamová zařízení, tiskárny a zobraz. jednotky).
5. PC hardware a periferie IV. (I/O komunikace, I/O zařízení).
6. Mikroprocesorový hardware a jeho architektura.
7. Mikroprocesory I. (ATmega, soubor instrukcí).
8. Mikroprocesory II. (sběrnice, signály, časovací obvody, obvod RTC, A/D převodníky).
9. Mikroprocesory III. (podsystém přerušení, komunikační rozhraní, periferie).
10. Komunikační rozhraní UART, I2C, SPI, CANopen.
11. Komunikační rozhraní ZigBee.
12. Signálové procesory (DPS5603) a programovatelná hradlová pole (Xilinx).
13. Moderní trendy hardware a mikroprocesorové techniky.
    Cvičení s počítačovou podporou 1. Vysvětlení zásad práce s výpočetní technikou, elektronikou a příslušným laboratorním zázemím (multimetry, osciloskopy aj.). Popis PC a jeho periferií. Popis kitu ATmega.
2. Programovací jazyk ASM (Assembler ATmega).
3. Programovací jazyk ANSI C (ANSI C verze pro ATmega).
4. Systém přerušení (externí a interní přerušení, maskované nemaskované).
5. Čítače, RTC.
6. Komunikace RS232, diagnostika sériové sběrnice I2C a CAN 2.0.
7. A/D převodníky.
8. LCD displej a řadič displeje HD44780.
9. Pulzně šířková modulace (PWM).
10. Rádiové moduly ZigBee.
11. RealTime aplikace v prostředí Matlab a AS.
12. Seznámení se s hradlovým polem FPGA Xilinx.
13. Obhájení projektů a prezentace nových technologií.
Literatura - základní:
3. Minasi M.: The complete PC Upgrade an Maintenance Guide, Sybex Inc., 1995
4. Steven Barrett, Daniel J. Pack, Daniel Pack; Atmel AVR Microcontroller Primer: Programming and Interfacing; Morgan & Claypool; 2008.
5. Herout Pavel, Učebnice jazyka C, KOPP nakladatelství, 2007.
Literatura - doporučená:
3. Minasi M.: The complete PC Upgrade an Maintenance Guide, Sybex Inc., 1995
4. Steven Barrett, Daniel J. Pack, Daniel Pack; Atmel AVR Microcontroller Primer: Programming and Interfacing; Morgan & Claypool; 2008.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
B3S-P prezenční studium B-AIŘ Aplikovaná informatika a řízení -- kl 4 Povinný 1 2 Z