Techniki mikroprocesorowe
1000-I1TechMikr
Zajęcia obejmują zajęcia praktyczne z następującej tematyki.
1. Podstawy techniki analogowej
a. Prąd i napięcie
b. Przegląd elementów elektronicznych, ich zastosowania i parametry
2. Technika cyfrowa
a. Logika
b. Podstawowe układy cyfrowe
c. Parametry układów cyfrowych
3. Urządzenia pomiarowe wykorzystywane w elektronice.
4. Układy zasilania i zakłócenia w technice cyfrowej.
a. Rodzaje źródeł zasilania i ich własności
b. Zapobieganie i walka z zakłóceniami w elektronice cyfrowej
5. Projektowanie układów mikroprocesorowych.
a. Dobór podzespołów
b. Zasady projektowania
6. Przegląd najpopularniejszych architektur mikrokontrolerów: 8051, AVR, PIC, ARM.
7. Standardowe wewnętrzne układy peryferyjne
a. Układy zegarowe
b. System przerwań
c. Porty I/O
d. Liczniki i ich tryby pracy
e. Pamięć nieulotna
f. USART/UART i komunikacja z PC
g. TWI
h. Przetworniki ADC
i. Układy oszczędzania energii i zabezpieczające
j. Inne układy peryferyjne
8. Popularne magistrale i ich protokoły: I2C, RS-232, 1Wire, SPI
9. Programowanie mikrokontrolerów w języku C.
a. Narzędzia
b. Zalecane i odradzane techniki programistyczne
c. Struktura programu
d. Dostęp do peryferiów
e. Debugowanie
10. Proste systemy wbudowane czasu rzeczywistego i ich implementacja na przykładzie architektury AVR.
11. Optymalizacja kodu C pod kątem zajętości pamięci operacyjnej, pamięci programu i szybkości działania.
12. Obsługa prostych układów zewnętrznych: układy logiczne, wyświetlacze LCD, zegary RTC, układy do pomiaru temperatury i napięć, zewnętrzne pamięci nieulotne.
13. Obsługa zaawansowanych układów zewnętrznych: karty pamięci SD/MMC, moduły Ethernet.
14. Zaawansowane systemy czasu rzeczywistego na przykładzie FreeRTOS.
15. Podstawy projektowania obudów i druku 3D
16. Obsługa układów zewnętrznych: bluetooth, układy MEMS, silniki i serwomechanizmy
Całkowity nakład pracy studenta
15 godz. – wykład
45 godz. – laboratoria
25 godz. – praca własna – bieżące przygotowanie do zajęć, studiowanie literatury
65 godz. – przygotowanie projektu zaliczeniowego
Efekty uczenia się - wiedza
Po ukończeniu kursu student posiada wiedzę z zakresu:
1. Elektroniki cyfrowej i mikroprocesorowej (K_W06);
2. Podstaw fizyki oraz zasad projektowania i budowy cyfrowych urządzeń elektronicznych (K_W06, K_W16);
3. Technik programistycznych wykorzystywanych w elektronice mikroprocesorowej (K_W05, K_W07);
4. Zasad i przepisów BHP obowiązujących przy pracy z urządzeniami elektronicznymi, aparaturą pomiarową i warsztatową, wykorzystywaną w pracowni elektroniki (K_W14).
Efekty uczenia się - umiejętności
Po ukończeniu kursu student potrafi:
1. Samodzielnie i zgodnie z dokumentacją zaprojektować, zbudować i uruchomić proste urządzenia oparte o elektronikę cyfrową i mikroprocesorową (K_U05, K_U07, K_U24, K_U32);
2. Wyszukiwać i naprawiać błędy i uszkodzenia w budowanym urządzeniu, zarówno w części elektronicznej, jak i programistycznej (K_U06, K_U25);
3. Tworzyć kod w języku C zoptymalizowany do pracy w systemie o ograniczonych zasobach (K_U08);
5. Posługiwać się podstawowym sprzętem pomiarowym w sposób bezpieczny dla siebie i urządzeń.
6. Umie przeprowadzić wstępną analizę ekonomiczną realizowanych projektów na tle istniejących rozwiązań; ocenia przydatność różnych narzędzi informatycznych przy projektowaniu i budowie urządzeń mikroprocesorowych (K_U31).
Efekty uczenia się - kompetencje społeczne
1. Potrafi wykorzystać swoją wiedzę i umiejętności przy projektowaniu i budowie urządzeń użytecznych w pracy i życiu codziennym, a także pokonywać trudności, które napotka podczas tych czynności (K_K03, K_K04);
2. Rozumie zasadę działania otaczających go urządzeń elektronicznych i konsekwencje ich używania;
3. Potrafi połączyć wiedzę z zakresu informatyki z wiedzą i umiejętnościami z zakresu projektowania i budowy urządzeń mikroprocesorowych, zwiększając swoją atrakcyjność na rynku pracy;
4. Potrafi ocenić ryzyko podczas pracy z urządzeniem elektronicznym zasilanym z źródła o określonym napięciu, wytwarzającymi promieniowanie elektromagnetyczne lub wysoką temperaturę;
5. Zna i przestrzega zasady związane z ochroną własności intelektualnej i licencjonowaniem produktów informatycznych;
6. Potrafi aktywnie brać udział w dyskusjach nad projektem informatycznym, potrafi efektywnie pracować w zespole i dzielić się wiedzą (K_K02).
Metody dydaktyczne
Laboratorium z wykorzystaniem komputerów, mikroprocesorowych zestawów deweloperskich oraz elektronicznej aparatury pomiarowej. Zajęcia prowadzone będą w oparciu o zestawy deweloperskie firmy Atnel oraz aparaturę warsztatową i pomiarową, będącą na wyposażeniu pracowni (analizatory stanów logicznych, multimetry, generatory, miernik częstotliwości, oscyloskop).
Metody dydaktyczne podające
- wykład informacyjny (konwencjonalny)
- wykład konwersatoryjny
- wykład problemowy
Metody dydaktyczne poszukujące
- laboratoryjna
Wymagania wstępne
Znajomość podstaw fizyki, logiki matematycznej, elektroniki cyfrowej i programowania w języku C.
Koordynatorzy przedmiotu
Kryteria oceniania
Ocena za praktyczny projekt zaliczeniowy wykonany samodzielnie przez studenta.
Literatura
1. Noty katalogowe i dokumentacja dostępne na stronie producenta wykorzystywanych mikrokontrolerów (Microchip);
2. Noty katalogowe i dokumentacja dostępne na stornach producentów wykorzystywanych układów peryferyjnych.
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i
terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: