Master's Thesis

Binary and sequential code generator

Final Thesis 3.36 MB Appendix 4.96 kB

Author of thesis: Bc. Klára Černá

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Jiří Sekora, MBA

Reviewer: Ing. Vratislav Harabiš, Ph.D.

Abstract:

This master thesis deals with the design of a microcontroller-controlled generator of binary and sequential codes. The thesis is divided into a theoretical section focusing on the principles of binary, BCD, Gray, and Johnson coding and their applications. The practical section focuses on the design and implementation of the hardware and describes the control software developed for the microcontroller. The result of the thesis is a complete circuit design with the control software implemented. The thesis also includes a draft manual for operating the generator and a set of laboratory exercises utilizing the assembled generator.

Keywords:

code generator, binary code, BCD code, Johnson code, Gray code

Date of defence

16.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaDznamka

Grading

D

Process of defence

Studentka prezentovala výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Prof. Černý položil otázku zda byly použity nástroje umělé inteligence pro úpravu kódu, jakou roli hrají LED na nepájivém poli, jaké napětí je na LED a odporu v provedeném zapojení, zda byla navržena deska plošných spojů. Dr. Mézl položil otázku zda je momentální provedení použitelné ve výuce, jak je realizována ochrana proti zkratu a zda byla testována. Dr. Ředina položil otázku jakým způsobem se detekuje neplatný stav zadaného kódu, zda se jedná o samoopravné kódy. Studentka obhájila diplomovou práci s výhradami a odpověděla na otázky členů komise a oponenta.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií

Department

Department of Biomedical Engineering

Study programme

Bioengineering (MPC-BIO)

Composition of Committee

prof. Ing. Martin Černý, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Jana Kolářová, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Martin Mézl, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Sekora, MBA (člen)
MUDr.Ing. Richard Ředina (člen)
doc. Ing. Radovan Jiřík, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Jiří Sekora, MBA

Diplomová práce studentky Kláry Černé se zabývá návrhem a realizací mikrokontrolérem řízeného 16bitového generátoru binárního, BCD, Grayova a Johnsonova kódu. Práce popisuje princip generování těchto kódů, představuje jejich praktické využití a zaměřuje se na návrh uživatelského softwaru generátoru. K realizaci je využíván kontrolér ATmega2560, který disponuje dostatečným počtem GPIO pro obsluhu periferií i 16bitových výstupů. Výstupní části generátoru jsou kromě indikačních LED i 16bitové výstupy kompatibilní s úrovněmi 5V a 3V3. Připojena je též jednotka čtyř 7segmentových displejů pro prezentaci BCD a HEX kódu. S ohledem na účel celého zařízení jsou výstupní porty odolné proti přetížení a zkratu. Součástí práce je též návrh manuálu na ovládání generátoru a návrh tří laboratorních úloh využívajících navržený generátor.

Studentka při realizaci využila 33 zdrojů, mezi nimiž jsou publikace potřebné pro vypracování úvodní části, a především katalogové listy použitých součástek a komponentů. Použité množství zdrojů považuji u realizační práce za dostačující.
Sestavený software je uživatelsky velmi intuitivní a plně pokrývá požadavky zadání. Výstup diplomové práce považuji za přínosný, generátor bude mít uplatnění v rámci výuky.

Předloženou práci studentky Kláry Černé hodnotím známkou „výborně“. Points proposed by supervisor: 90

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Vratislav Harabiš, Ph.D.

Studentka se ve své práci zabývala návrhem a realizací generátoru binárních kódů. V teoretické části práce studentka popisuje jednotlivé kódy. Zde bych doporučil omezit pohled do historie a více se zaměřit na konkrétní aplikace a vlastností jednotlivých kódů. V teoretické části práce studentka představuje kompletní návrh generátoru. Zde chválím výběr mikrokontroleru ATmega2560, která je jednak pro požadovanou aplikaci dostatečná a dále jednoduše nabízí jak 5V TLL, tak i 3.3V CMOS úrovně.
Popis návrhu je místy hůře srozumitelný. To je způsobeno místy dlouhými a nepřehlednými odstavci a taky někdy až povídkovým stylem (viz například kapitola 3.2; 3.3). Nicméně provedené simulace i realizované zapojení splňuje veškeré požadavky kladené v zadání. Rovněž kladně hodnotím závěr a diskuzi výsledného řešení.
Po formální stránce je práce na dobré úrovni, jen místy je popis mírně nepřehledný a matoucí. Některé úryvky kódu a nepřehledný popis by bylo vhodnější nahradit vývojovým diagramem. I přes tyto nedostatky považuji zadání práce za zcela splněné a navrhuji hodnocení 88/B. Points proposed by reviewer: 88

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová