Detail předmětu

Číslicová technika v bioinženýrství

FEKT-MPC-CTBAk. rok: 2023/2024

Předmět je zaměřen na získání praktických znalostí v oblasti logických obvodů, znalostí v oblasti návrhu hardwarových zapojení s mikroprocesory a programování mikrokontrolerů. Součástí je i seznámení s programovatelnými periferními obvody, problematikou správy V/V a paměti, otázky optimalizace spotřeby a bezpečnosti ve vztahu k aplikacím v oblasti lékařské techniky.kých senzorů a jejich důležitých parametrů, otázky spotřeby a také problematika bezpečnosti. 

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

Ing. Jiří Sekora, MBA

Zajišťuje ústav

Ústav biomedicínského inženýrství (UBMI)

Vstupní znalosti

Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby znalé pro samostatnou činnost“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

V průběhu semestru je hodnocena účast a aktivita na laboratorních cvičení, při kterých může student získat až 30 bodů do celkového hodnocení. Během semestru student samostatně řeší projekt, který ohodnocen s váhou 10 bodů do celkového hodnocení předmětu. Získané znalosti ověřuje závěrečná zkouška s celkovou váhou 60 bodů. Bližší informace specifikuje aktualizovaná vyhláška garanta předmětu vydávaná před začátkem příslušného semestru.

 

Učební cíle

Seznámení se s logickými funkcemi, základními číslicovými obvody, s principy mikroprocesorů a mikrokontrolerů. Získání přehledu o využití mikroprocesorové techniky v lékařské technice. Zvládnutí návrhu zařízení s mikroprocesory pro snímání, zpracování a reprezentaci různých biologických signálů. 

Základní literatura

NORRIS, Donald. Raspberry Pi: projekty. Brno: Computer Press, 2015. ISBN 978-80-251-4346-9.
WILMSHURST, Tim. Designing embedded systems with PIC microcontrollers: principles and applications. Amsterdam: Elsevier, c2007. ISBN 978-0-7506-6755-5.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-BIO magisterský navazující, 1. ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jiří Sekora, MBA

Osnova

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. 

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Vratislav Harabiš, Ph.D.
Ing. Martin Králík
Ing. Jiří Sekora, MBA
Ing. Jan Šíma

Osnova

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.