Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Podstawy systemów mikroprocesorowych
Koordynator przedmiotu:
mgr inż. Marcin Zaremba
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Fotonika
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
PSM
Semestr nominalny:
6 / rok ak. 2020/2021
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład15h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium45h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Znajomość programowania w języku C w stopniu średnio-zaawansowanym. Rozumienie procesu kompilacji kodu źródłowego, tworzenia bibliotek, zależności pomiędzy modułami oprogramowania. Posiadanie wiedzy na temat oddziaływania układów analogowych i cyfrowych na siebie. Rozumienie działania najprostszych układów przełączających. Znajomość podstawowych elementów elektroniki cyfrowej takich jak: bramki, przerzutniki, rejestry, liczniki itp.
Limit liczby studentów:
Cel przedmiotu:
Kompetencje: podejmowanie decyzji o wyborze rodzaju sytemu pomiarowego zawierającego mikrokontrolery w pomiarach fizycznych (gotowy, konstrukcja własna, hybryda), wcielanie najprostszych rozwiązań w oparciu o mikrokontrolery od pomysłu przez projekt i realizację do pełniej dokumentacji, odpowiedzialność za zastosowane przez siebie rozwiązanie techniczne. Umiejętności: posługiwanie się przykładowymi narzędziami dla jednej z rodzin mikrokontrolerów; bezbłędne rozumienie specjalistycznych dokumentacji technicznych (jez. angielski), definiowane problemów i samodzielne ich rozwiązywanie w odniesieniu do tworzonego sprzętu pomiarowego na podstawie postawionych wymagań.
Treści kształcenia:
Wykład Przedmiot stanowi kontynuację i poszerzenie wiedzy o elektronice cyfrowej. W czasie wykładów studenci zapoznają się z podstawowymi układami opartymi na mikrokontrolerach i mikroprocesorach. Układy takie, pomimo swojej prostoty stanowią doskonałe uzupełnienie istniejącej aparatury pomiarowej, umożliwiają rozbudowę i modernizację istniejących bloków, a także często są wręcz podstawowymi układami umożliwiającymi pomiary fizyczne. Wykłady zawierają teoretyczne aspekty budowy mikrokontrolerów, a także opisy układów już istniejących. Umożliwi to późniejsze wykorzystanie wiedzy do samodzielnego projektowania potrzebnych urządzeń. Cykl wykładów zawiera: 1. Wprowadzenie - krótką historię rozwoju mikrokontrolerów i mikroprocesorów. 2. Pojęcia podstawowe, bloki funkcjonalne, typy mikrokontrolerów. 3. Budowa i bloki funkcjonalne na przykładzie wybranej rodziny mikrokontrolerów oraz projektowanie niezbędnych peryferii (zasilanie, obwody oscylatora, kasowania itp.). 4. Sposoby przekazywania danych pomiędzy układami cyfrowymi: interfejsy, równoległe i szeregowe szyny danych. 5. Języki programowania: asembler i języki wyższego poziomu. Przykładowe kompilatory i ich użycie. 6. Sposoby programowania, programatory. 7. Sposoby komunikacji z komputerem – komunikacja w hierarchicznych systemach sterowania (najprostsze użycie portów szeregowych). 8. Zastosowanie w praktyce, czyli omówienie układów działających w naszych pracowniach bądź powstałych specjalnie do obsługi eksperymentów fizycznych. 9. Projektowanie systemów mikroprocesorowych na potrzeby pomiarów fizycznych (pomysł – projekt – realizacja – dokumentacja). Laboratorium Stanowi główną część zajęć realizowaną w ramach przedmiotu. Zajęcia mają na celu nauczenie studentów pracy projektowej, definiowania problemów i zadań na podstawie zadanych wymagań oraz zastosowanie wiedzy teoretycznej zdobytej na wykładzie. W oparciu o jedną ze znanych rodzin mikrokontrolerów wykonywane są ćwiczenia. Każde z nich musi zakończyć się wykonaniem działającego, uniwersalnego modułu oprogramowania, mającego zastosowanie w projektach końcowych samodzielnie realizowanych przez studentów (programowanie odbywa się w języku C). Realizowane tematy ćwiczeń dotyczą zagadnień: porty wejścia/wyjścia – I/O, przerwania – priorytety przerwań, przerwania zewnętrzne, obsługa wyświetlacza alfanumerycznego, liczniki i ich obsługa, obsługa UART – wysyłanie i odbieranie informacji z wykorzystaniem przerwań, komunikacja przez szynę SPI – obsługa programowa i sprzętowa, wykorzystanie liczników do sterowania metodą PWM, komunikacja przez szynę I2C – obsługa programowa, komunikacja przez szynę 1 – Wire, komunikacja przez szynę równoległą, obsługa pamięci równoległych typu flash.
Metody oceny:
Ocenę końcową z przedmiotu stanowi średnia ważona ocen zaliczających wykład i laboratoria zgodnie ze wzorem: ocena = 1/3*zaliczenie wykładu + 2/3* zaliczenie laboratorium. Obydwie oceny muszą być pozytywne. Ocenę z wykładu stanowi średnia arytmetyczna ocen uzyskanych z obydwu kolokwiów, przy czym obydwie muszą być pozytywne. Na zaliczenie laboratorium i ocenę składają się następujące elementy: - wykonanie wszystkich przewidzianych ćwiczeń (ok. 12) – ocena 3.0 - wykonanie projektu końcowego – ocena max. 4.0 - sprawozdanie w postaci dokumentacji technicznej wykonanego projektu – ocena > 4.0
Egzamin:
Literatura:
1. Ryszard Pełka, Mikrokontrolery. Architektura, programowanie, zastosowania, WKŁ 2. Jarosław Doliński, Mikrokontrolery AVR w praktyce, BTC 3. Piotr Gałka, Paweł Gałka, Podstawy programowania mikrokontrolera 8051, Mikom 4. Rafał Baranowski, Mikrokontrolery AVR ATmega w praktyce, BTC 5. James M. Sibigtroth, Zrozumieć małe mikrokontrolery, BTC A. Pawluczuk, Sztuka programowania mikrokontrolerów AVR, podstawy, BTC 6. Tomasz Jabłoński, Mikrokontrolery PIC16F8x w praktyce, BTC 7. Jacek Bogusz, Lokalne interfejsy szeregowe w systemach mikroprocesorowych, BTC
Witryna www przedmiotu:
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt PSM_W01
Ma uporządkowaną wiedzę z zakresu budowy oraz zasady działania mikroprocesorów.
Weryfikacja: Zadania realizowane w trakcie laboratorium.
Powiązane efekty kierunkowe: FOT_W15
Powiązane efekty obszarowe: X1A_W04, T1A_W02, T1A_W07
Efekt PSM_W02
Ma uporządkowaną wiedzę z zakresu oprogramowywania mikroprocesorów.
Weryfikacja: Zadania realizowane w trakcie laboratorium.
Powiązane efekty kierunkowe: FOT_W13
Powiązane efekty obszarowe: X1A_W04, T1A_W02, T1A_W07

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt PSM_U01
Potrafi pozyskać informacje z dokumentacji technicznej i zastosować ją w praktyce.
Weryfikacja: Zadania realizowane w trakcie laboratorium.
Powiązane efekty kierunkowe: FOT_U01
Powiązane efekty obszarowe: X1A_U01, X1A_U05, T1A_U01
Efekt PSM_U02
Umie zbudować układ kontrolno-pomiarowy bazując na mikroprocesorze oraz wykonać za jego pomocą pomiary podstawowych wielkości.
Weryfikacja: Zadania realizowane w trakcie laboratorium, kolokwium.
Powiązane efekty kierunkowe: FOT_U09
Powiązane efekty obszarowe: X1A_U03, T1A_U08, T1A_U09, InzA_U07, InzA_U08
Efekt PSM_U03
Potrafi oprogramować mikroprocesor korzystając z języka C.
Weryfikacja: Zadania realizowane w trakcie laboratorium, kolokwium.
Powiązane efekty kierunkowe: FOT_U13
Powiązane efekty obszarowe: X1A_U04, X1A_U07, T1A_U07, T1A_U09
Efekt PSM_U04
Potrafi przygotować dokumentacje techniczną stworzonego układu kontrolno-pomiarowego z wykorzystaniem mikroprocesora.
Weryfikacja: Zadania realizowane w trakcie laboratorium.
Powiązane efekty kierunkowe: FOT_U18
Powiązane efekty obszarowe: X1A_U05, T1A_U02, T1A_U03

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt PSM_K01
Potrafi samodzielnie rozwiązywać problemy techniczne.
Weryfikacja: Zadania realizowane w trakcie laboratorium.
Powiązane efekty kierunkowe: FOT_K01
Powiązane efekty obszarowe: X1A_K01, T1A_K01