Detail předmětu
Mikroprocesorové a vestavěné systémy
IMPe Ak. rok 2009/2010 zimní semestr 6 kreditů
Vestavěné systémy, základní pojmy, aplikace. Architektura mikrokontrolérů. Paměťový subsystém. Programovací model, programování v jazyku symbolických instrukcí. Soubor instrukcí a pseudoinstrukcí. Využití zásobníku. Podsystém přerušení a jeho programování. Periferní jednotky na čipu a jejich programování: časovač, komunikační rozhraní SCI a SPI, AD převodník, obvod reálného času RTC. Specifika programování vestavěných systémů v jazyce C.
Garant předmětu
Jazyk výuky
Zakončení
Rozsah
- 39 hod. přednášky
- 6 hod. cvičení
- 8 hod. laboratoře
- 12 hod. projekty
Zajišťuje ústav
Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu
- Studenti jsou obeznámeni s obecnou strukturou mikrokontrolérů a technikami návrhu vestavěných systémů.
- Studenti jsou schopni vytvořit a odladit podprogramy a inicializační rutiny pro jednotlivé periferní obvody. Umí používat základní techniky ladění aplikačních programů vytvořených v asembleru a jazyce C.
Cíle předmětu
Seznámit studenty s architekturami mikrokontrolérů. Seznámit s činností jejich jednotlivých podsystémů a to zejména: CPU, flash paměť, časovač, podsystém přerušení, komunikační rozhraní, AD převodník. Naučit studenty základní sortiment instrukcí a jejich aplikaci při návrhu a ladění programů v jazyce symbolických instrukcí. Seznámit studenty se zásadami a technikami programování ve vyšším programovacím jazyce C a s problematikou návrhu vestavěných systémů.
Doporučené prerekvizity
Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti
Znalost struktury základní procesorové jednotky (CPU) a techniky programování v jazyce symbolických instrukcí. Základní znalost programování v jazyce C.
Literatura studijní
- Materials for lectures, labs and exercises.
- J.W. Valvano, Embedded Systems: Real Time Interfacing to ARM Cortex-M Microcontrollers, ISBN 978-1463590154, 2017.
- K60 Sub-Family Reference Manual, available on-line: https://www.nxp.com/docs/en/reference-manual/K60P144M100SF2V2RM.pdf
- ARM Cortex-M4 Processor Technical Reference Manual, available on-line: http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.100166_0001_00_en/index.html
Literatura referenční
- Study materials published by Freescale/NXP.
- KL05 Sub-Family Reference Manual, available on-line: https://www.nxp.com/docs/en/reference-manual/KL05P48M48SF1RM.pdf
- Cortex-M0+ Devices Generic Users Guide, available on-line: http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.dui0662b/index.html
- Predko, M.: "Handbook of Microcontrollers", McGraw-Hill, ISBN 0079137164, 1998.
- J.W.Valvano, Embedded Systems: Introduction to ARM Cortex-M Microcontrollers, Volume 1, ISBN 978-1477508992, 2014.
Osnova přednášek
- Úvod do vestavěných systémů.
- Struktura CPU a soubor instrukcí.
- Podsystém přerušení.
- Komunikační rozhraní.
- Časovací obvody.
- Systémové hodiny a obvod RTC.
- A/D převodník, displej, klávesnice.
- Programování v jazyce C I.
- Programování v jazyce C II.
- Mikrokontroléry PIC a Atmel.
- Aplikace mikrokontrolérů ve fuzzy systémech.
Osnova laboratorních cvičení
- Programování SCI modulu
- Programování LCD a klávesnice
- Programování časovače
- Programování AD převodníku
Průběžná kontrola studia
Hodnocení studia je založeno na bodovacím systému. Pro úspěšné absolvování předmětu je nutno dosáhnout 50 bodů.
Zápočet není ustanoven.
Kontrolovaná výuka
Kontrolovanou výukou jsou laboratoře a projekt