Detail předmětu

Mikroprocesorová technika v biomedicíně

FEKT-MPC-MKPAk. rok: 2023/2024

Předmět je zaměřen na získání praktických znalostí z oblasti návrhu hardwarových zapojení s mikroprocesory a programování mikrokontrolerů. Jedná se převážně o problematiku snímání, zpracování a přenosu biologických signálů. Náplní předmětu je i popis vhodných biologických 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.

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

RAFIQUZZAMAN, Mohamed. Microprocessors and microcomputer-based system design. 2nd ed. Boca Raton, Fla.: CRC Press, c1995. ISBN 0849344751. (CS)
TOGAWA, Tatsuo, Toshiyo. TAMURA a P. Åke. ÖBERG. Biomedical sensors and instruments. 2nd ed. Boca Raton: CRC Press, c2011. ISBN 9781420090789. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-BTB 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.