Course detail

Microprocessor Technology

FEKT-MPC-MKPAcad. year: 2026/2027

The course focuses on acquiring practical knowledge in the field of logic functions and the design of logic and sequential circuits. It provides knowledge related to hardware design with microprocessors and microcontrollers, introduces processor architectures, approaches to working with memory, bus cycles, and instruction sets. It also includes an introduction to programmable peripheral circuits, input/output management, and memory. Protocols and standards for communication with external peripherals such as sensors, controllers, displays, or HID devices are also discussed. Topics also include energy consumption optimization and security issues, particularly in relation to applications in the field of IoT and medical technology. Laboratory exercises provide practical training in logical functions, the principles of logical and sequential circuits, reverse engineering, and microcontroller programming.

Language of instruction

Czech

Number of ECTS credits

5

Mode of study

Not applicable.

Guarantor

Ing. Martin Mézl, Ph.D.

Department

Department of Biomedical Engineering (UBMI)

Entry knowledge

Work in the laboratory is conditional on holding a valid qualification as an “instructed person” (§ 4 of Government Regulation No. 194/2022 Coll.), which students must obtain before classes begin. Information regarding this qualification is set out in the Dean’s Directive “Informing Students about Safety Regulations.

Rules for evaluation and completion of the course

The conditions for successful completion of the course are:
  1. attendance at laboratory exercises,
  2. passing the mid-term test (25 points),
  3. passing the final exam (75 points).

More detailed information is specified in the updated announcement issued by the course coordinator before the start of the relevant semester.

Aims

Students completing the course will be able to list and describe the basic concepts and principles of logical and sequential circuits, microprocessors and their components, buses, and peripherals. They will be able to explain the principles of logical and sequential circuits, microcontroller architecture, and basic communication protocols. Students will be able to design and assemble simple logic circuits and peripheral devices in practical tasks, analyze and optimize logic functions, understand the principle of reverse engineering, and evaluate communication between devices. They will be able to design a simple system involving a microcontroller and peripheral devices, taking into account the required application, while considering the energy saving and safety requirements of the proposed solution. Graduates will be able to evaluate the effectiveness, suitability, and safety of various designs and decide on their use in specific applications.

Study aids

Recommended sources, lectures, knowledge acquired during laboratory exercises. 

Prerequisites and corequisites

Not applicable.

Basic literature

LAKHWANI, Kamlesh, GIANEY, Hemant Kumar Gianey, WIREKO, Joseph Kofi Wireko, HIRAN, Kamal Kant Hiran: Internet of Things (IoT): Principles, Paradigms and Applications of IoT (English Edition), 2020, Paperbeck, 978-9389423365 (EN)
NORRIS, Donald. Raspberry Pi: projekty. Brno: Computer Press, 2015. ISBN 978-80-251-4346-9 (EN)
RAFIQUZZAMAN, Mohamed. Microprocessors and microcomputer-based system design. 2nd ed. Boca Raton, Fla.: CRC Press, c1995. ISBN 0849344751 (EN)
WILMSHURST, Tim. Designing embedded systems with PIC microcontrollers: principles and applications. Amsterdam: Elsevier, c2007. ISBN 978-0-7506-6755-5 (EN)

Recommended reading

Not applicable.

Classification of course in study plans

  • Programme MPC-BTB Master's 1 year of study, summer semester, compulsory
  • Programme MPCN-BTB Master's 1 year of study, summer semester, compulsory-optional

  • Programme MPCN-BIO Master's

    specialization MPC-BIO_TECH , 1 year of study, summer semester, compulsory

Type of course unit

 

Lecture

26 hours, optionally

Teacher / Lecturer

Ing. Martin Mézl, Ph.D.

Syllabus

1. Operace v binární soustavě, prezentace informace v počítači
2. Logické funkce, kombinační logické obvody, sekvenční obvody
3. Základní struktura mikroprocesorů.
4. Jazyky pro komunikaci s mikroprocesory, instrukční sady, strojový kód, vyšší jazyky. Programové vybavení a možnosti programování mikrokontrolerů.
5. Softwarové nástroje pro návrh a simulaci hardwarových zapojení.
6. Základy programování mikrokontrolerů, řízení běhu programu, výkon instrukce cykly, podmínky, přerušení.
7. Sběrnice, komunikace zařízení po sběrnici.
8. Senzory pro snímání biologických signálů a jejich vlastnosti z pohledu propojení s mikroprocesorovou technikou.
9. Softwarové nástroje pro simulaci a ladění programů.
10. Periferie pro zobrazování a zpracování vstupních signálů. Signálové procesory v bioinženýrství.
11. Legislativa a bezpečnost týkající se mikroprocesorové techniky v medicíně.
12. Trendy mikroprocesorové techniky v medicíně, telemedicíně, osobních monitorů apod.  

Laboratory exercise

26 hours, compulsory

Teacher / Lecturer

Ing. Martin Mézl, Ph.D.

Syllabus

1. Operace v binární soustavě, prezentace informace v počítači
2. Logické funkce, kombinační logické obvody, sekvenční obvody
3. Základní struktura mikroprocesorů.
4. Jazyky pro komunikaci s mikroprocesory, instrukční sady, strojový kód, vyšší jazyky. Programové vybavení a možnosti programování mikrokontrolerů.
5. Softwarové nástroje pro návrh a simulaci hardwarových zapojení.
6. Základy programování mikrokontrolerů, řízení běhu programu, výkon instrukce cykly, podmínky, přerušení.
7. Sběrnice, komunikace zařízení po sběrnici.
8. Senzory pro snímání biologických signálů a jejich vlastnosti z pohledu propojení s mikroprocesorovou technikou.
9. Softwarové nástroje pro simulaci a ladění programů.
10. Periferie pro zobrazování a zpracování vstupních signálů. Signálové procesory v bioinženýrství.
11. Legislativa a bezpečnost týkající se mikroprocesorové techniky v medicíně.
12. Trendy mikroprocesorové techniky v medicíně, telemedicíně, osobních monitorů apod.

Regular individual preparation for activities in the semester

26 hours, optionally

Teacher / Lecturer

Ing. Martin Mézl, Ph.D.

Syllabus

Příprava na laboratoře a půlsemestrální test - studium výukových materiálů a poznámek ze cvičení a přednášek. 

Individual preparation for a final exam

52 hours, optionally

Teacher / Lecturer

Ing. Martin Mézl, Ph.D.

Syllabus

Samostudium výukových materiálů, poznámek z přednášek aj.