Detail předmětu
Hardware a mikroprocesorová technika
FSI-VHT-K Ak. rok: 2021/2022 Zimní semestr
Kurz je zaměřen na osvojení základních znalostí počítačového hardware. Důraz je kladen na princip fungování a realizaci počítače a periferních zařízení a způsobů komunikace mezi nimi. Studenti se na praktických příkladech pomocí vývojových kitů naučí řešit základní úlohy z uP techniky (ovládání I/O, řízení servo motorů, čtení dat ze senzorů apod.).
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
4
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Schopnost navrhnout a realizovat vhodnou konfiguraci počítače a vytvořit potřebný software dle požadavků aplikace.
Prerekvizity
Základní znalosti matematiky a fyziky, programování v jazyce C.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení
Aktivní účast ve cvičeních, odladění zadaných programů pro řízení mikropočítače. Závěrečný projekt.
Učební cíle
Získání přehledu o hardware současných počítačů a periferií. Osvojení praktických znalostí a dovedností tákajících se volby mikropočítače, návrhu konfigurace, volby vhodných periferních zařízení a také programování mikroprocesorů.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Zameškaná cvičení lze nahradit odevzdáním zadané práce
Použití předmětu ve studijních plánech
Program B-STR-K: Strojírenství, bakalářský
specializace AIŘ: Aplikovaná informatika a řízení, povinný
Typ (způsob) výuky
Konzultace v kombinovaném studiu
17 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Binární reprezentace dat, číselné soustavy, bitové operace.
2. Princip práce počítače. Základy programování v assembleru.
3.-4. Pasivní a aktivní elektronické součástky, analogové a číslicové obvody.
5. Technologie číslicových I/O, kombinační logické obvody.
6. Sekvenční logické obvody, klopné obvody.
7. Paměti. Sběrnice, přerušení, DMA.
8. I/O obvody, paralelní a sériový vstup, UART.
9. Čítače, časovače. A/D a D/A převodníky.
10. Komunikační rozhraní (V24, USB, CAN, I2C).
11. Periferní zařízení – zobrazovací jednotky, tiskárny, kamery, externí paměti.
12. Signálové procesory, programovatelná hradlová pole.
13. Moderní trendy hardware a mikroprocesorové techniky.
Konzultace
35 hod., nepovinná
Osnova
1. Vysvětlení zásad práce s výpočetní technikou, elektronikou a příslušným laboratorním zázemím (multimetry, osciloskopy aj.). Popis PC a jeho periferií. Popis platforem Arduino a RaspebrryPi.
2. Programovací jazyk ASM (Assembler).
3. Programovací jazyk ANSI C a Python.
4. Systém přerušení (externí a interní přerušení, maskované nemaskované). Čítače, RTC.
5. Komunikace RS232, 485, sériové sběrnice I2C.
6. Bezdrátová komunikace.
7. A/D převodníky a sběr dat pro IoT.
8. Zobrazovací zařízení.
9. RealTime aplikace s Matlab/Simulink.
10. Řízení modelářských serv. Pulzně šířková modulace (PWM).
11. Řízení krokových motorků.
12. Řízení DC motorků.
13. Obhájení projektů a prezentace nových technologií.