Detail předmětu

Microprocessor Techniques and Embedded Systems

FEKT-CMPTAk. rok: 2009/2010

Bloková struktura 8bitových mikrokontrolérů, typy architektur procesorů. Instrukční soubor mikrokontrolérů. Programování v jazyce symbolických adres. Větvení programu, podprogramy, obsloužení přerušení. Programování v jazyce C. Komunikace zařízení po adresní, datové a řídicí sběrnici. Pomocné obvody a základní periférie mikrokontrolérů. Využití LCD displeje. Zpracování analogových signálů pomocí A/D převodníku a analogového komparátoru. Použití simulátorů, emulátorů, vývojových kitů. Sériová komunikace: UART, I2C, IrDA, USB. Polovodičové paměti typu ROM a RAM. Vyjádření záporných a reálných hodnot v mikroprocesorové technice. Zvyšování početního výkonu mikrokontrolérů. 32bitové procesory. Paralelní systémy. Architektura signálových procesorů. Programování v jazyce C. Způsoby zvyšování výkonu DSP. Možnosti optimalizace zdrojového kódu. Programování signálových procesorů v jazyce symbolických adres a v lineárním assembleru.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Teoretické a praktické znalosti z oblasti užití 8bitových mikrokontrolérů a 32bitových signálových procesorů. Programování mikrokontrolérů typu AVR a signálových procesorů TMS320C6713.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Pro udělení zápočtu je nutné aktivně absolvovat počítačová cvičení. Písemné testy jsou nepovinné. Závěrečná zkouška je písemná.

Osnovy výuky

Přednášky:
1. Bloková struktura 8bitových mikrokontrolérů, typy architektur procesorů.
2. Instrukční soubor mikrokontrolérů. Programování v jazyce symbolických adres.
3. Větvení programu, podprogramy, obsloužení přerušení. Programování v jazyce C.
4. Komunikace zařízení po adresní, datové a řídicí sběrnici.
5. Pomocné obvody a základní periférie mikrokontrolérů. Využití LCD displeje.
6. Zpracování analogových signálů pomocí A/D převodníku a analogového komparátoru.
7. Použití simulátorů, emulátorů, vývojových kitů. Sériová komunikace: UART, I2C, IrDA, USB.
8. Polovodičové paměti typu ROM a RAM.
9. Vyjádření záporných a reálných hodnot v mikroprocesorové technice.
10. Zvyšování početního výkonu mikrokontrolérů. 32bitové procesory.
11. Paralelní systémy. Architektura signálových procesorů. Programování v jazyce C.
12. Způsoby zvyšování výkonu DSP. Možnosti optimalizace zdrojového kódu.
13. Programování signálových procesorů v jazyce symbolických adres a v lineárním assembleru.

Počítačové cvičení:
1. Vývojové prostředí AVR Studio, aritmetické operace.
2. Ovládání LED diod, využití podprogramů.
3. Obsluha přerušení.
4. Pulzně šířková modulace PWM.
5. Programování v jazyce C, obsluha přerušení.
6. Komunikace s LCD displejem.
7. Zpracování analogových signálů.
8. Sériový přenos dat.
9. Vývojové prostředí Code Composer Studio, Fourierova transformace.
10. Filtrace signálu, FIR filtr.
11. Zpracování obrazu.
12. Kombinace jazyka C a lineárního assembleru.

Učební cíle

Cílem kurzu je získání teoretických a praktických znalostí z oblasti užití 8bitových mikrokontrolérů a 32bitových signálových procesorů.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BC bakalářský

    obor BC-EST , 3. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Osnova

Sběrnice. Mikropočítač (bloková struktura, činnost, instrukce, skladba a zápis programu).
Mikroprocesor (bloková struktura, činnost, řídicí sběrnice, další řídicí signály).
Programový pohled na systém, příznakové bity, soubor instrukcí, assembler.
Vazba programu a podprogramu, výkon instrukce CALL, RET. Obsluha požadavku přerušení.
Časový popis činnosti mikroprocesoru. Bloková struktura mikropočítače. Podpůrné integrované obvody.
Organizace pamětí a vstupně-výstupních obvodů (standardní a paměťové mapování).
Vazba mikropočítače s okolím (programové řešení, obvodové řešení, V/V obvody).
Vývoj programového vybavení (analyzátor, simulátor, emulátor, technické a programové vybavení).
Přehled rozvoje mikroprocesorových řad a způsoby zvyšování výkonu mikroprocesorů.
Jednočipové mikropočítače řady MCS51 (bloková struktura, programový pohled na systém, paměťový prostor, speciální funkční registry - SFR).
MCS51 pokračování (Periferie na čipu, instrukční soubor, aplikace).
Signálové procesory - DPS (architektura, vlastnosti, popis jádra DPS5603, základní jednotky ALU, AGU, CPU, instrukční soubor.)
DPS pokračování (Vývojové prostředky, aplikace).

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Osnova

Polovodičové paměti v mikropočítačové technice.
Ovládání mikropočítačů, podprogramy, služby.
Příklad: programová realizace stopek.
Příklad: ovládání motorku, reproduktoru.
Příklad: výstupní jednotka - generování analogových signálů.
Příklad: práce s čítačem/časovačem 8254.
Práce ve vývojovém prostředí EasyAs51.
Příklad: aritmetické operace (EasyAs51).
Vývojové prostředí Motorola DSP6307 EVM.
Příklad: realizace číslicového filtru.