Detail předmětu

Microprocessor technique

FEKT-MPA-MKPAk. rok: 2026/2027

Absolvent kurzu bude umět vyjmenovat a popsat základní pojmy a principy funkce logických a sekvenčních obvodů, mikroprocesorů a jejich součástí, sběrnic a periferií. Bude schopen vysvětlit principy fungování logických a sekvenčních obvodů, architekturu mikrokontrolerů a základní komunikační protokoly. Student bude schopen navrhnout a sestavit jednoduché logické obvody a periferní zařízení v praktických úlohách, analyzovat a optimalizovat logické funkce, porozumět principu zpětného inženýrství a vyhodotit komunikaci mezi zařízeními. Bude schopen navrhnout jednoduchý systém zahrnující mikrokontroler a periferní zařízení, s ohledem na požadovanou aplikaci, přičemž zohlední požadavky na úsporu energie a bezpečnost navrženého řešení. Absolvent bude umět zhodnotit efektivitu, vhodnost a bezpečnost různých návrhů a rozhodnout o jejich použití v konkrétních aplikacích.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

5

Garant předmětu

Ing. Martin Mézl, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav biomedicínského inženýrství (UBMI)

Vstupní znalosti

Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené - § 4 NV 194/2022 SB.“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů

Podmínkami pro úspěšné ukončení předmětu jsou:
  1. absolvování laboratorních cvičení, 
  2. absolvování půlsemestrální testu,
  3. absolvování závěrečné zkoušky.
Bližší informace specifikuje aktualizovaná vyhláška garanta předmětu vydávaná před začátkem příslušného semestru.

Učební cíle

Získání přehledu o využití mikroprocesorové techniky v medicíně. Zvládnutí návrhu zařízení s mikroprocesory pro snímání, zpracování a reprezentaci různých biologických signálů.

Studijní opory

Doporučená literatura, přednášky, znalosti získané na laboratorních cvičení.

Základní literatura

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)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

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

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Martin Mézl, Ph.D.

Osnova

1. Numerical operations in the binary system, presentation of information in a computer 2. Logical functions, combinational logic circuits, sequential circuits 3. Sequential circuits: counters, memories, and registers 4. Basic components and functions of a microcomputer, buses and bus cycles 5. Peripheral circuits, address spaces, computer architecture 6. Languages for communication with microprocessors: instruction sets, machine code, and higher programming languages 7. Program execution control, instruction duration, computer diagnostic tools 8. Bus communication: basic buses UART, USART, I2C, 1-Wire, CAN, and selected industrial buses 9. Working with inputs and outputs 10. Peripherals for displaying and processing input signals 11. Signal processors and embedded systems 12. Basic principles of IoT systems and trends in microprocessor technology

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Martin Mézl, Ph.D.

Osnova

1. Operations in the binary system, presentation of information in a computer 2. Logical functions, minimization of logical functions 3. Combinational logic circuits 4. Sequential circuits, 7-segment display 5. Instruction sets and reverse engineering 6. Software tools for simulation and debugging of programs 7. Development environment for microcontroller programming 8. Working with interrupts 9. Working with UART and USART communication buses 10. Timer and counter applications 11. ADC and DAC 12. Input peripherals, encoders and keyboards, output peripherals, LCD