1DR1421 - Technika mikroprocesorowa

Nazwa w drugim języku: 

Microprocessor Technology

Przedmiot realizowany w planach wzorcowych:

• Automatyka i Robotyka Stosowana Semestr: 4 Etap: Model 2, inżynierskie I-go stopnia, stacjonarne, polski, Wersja programu studiów: WPS2021Z/2022L
• Automatyka i Robotyka Stosowana Semestr: 4 Etap: Model 2, inżynierskie I-go stopnia, stacjonarne, polski, Wersja programu studiów: WPS2024Z/2025L
• Automatyka i Robotyka Stosowana Semestr: 4 Etap: Model 2, inżynierskie I-go stopnia, stacjonarne, polski, Wersja programu studiów: WPS2022Z/2023L
• Automatyka i Robotyka Stosowana Semestr: 4 Etap: Model 2, inżynierskie I-go stopnia, stacjonarne, polski, Wersja programu studiów: WPS2019Z/2020L
• Automatyka i Robotyka Stosowana Semestr: 4 Etap: Model 2, inżynierskie I-go stopnia, stacjonarne, polski, Wersja programu studiów: WPS2020Z/2021L
• Automatyka i Robotyka Stosowana Semestr: 4 Etap: Model 2, inżynierskie I-go stopnia, stacjonarne, polski, Wersja programu studiów: WPS2023Z/2024L
• Automatyka i Robotyka Stosowana Semestr: 4 Etap: Model 2, inżynierskie I-go stopnia, stacjonarne, polski, Wersja programu studiów: WPS2025Z/2026L

Obieralny dla katalogów:

Znalazłem 0 pozycji. (Pokaż szczegóły)

Cel przedmiotu: 

Celem przedmiotu jest przekazanie studentom podstawowej wiedzy na temat systemu mikroprocesorowego: organizacji mikrokomputera na poziomie asemblera, organizacji i architektury systemów pamieci, podstawowych składników sprzętowych, interfejsów komunikacyjnych i zasad programowania z uwzględnieniem rozwiązań typowych dla automatyki-robotyki. Przekazana wiedza i potencjalnie wykształcone umiejętności służą jako podstawa do dalszego, laboratoryjnego nabywania kwalifikacji w obsłudze, wykorzystaniu i projektowaniu prostych systemów mikroprocesorowych. Zajęcia laboratoryjne rozwijają umiejętności oceny przyjętych rozwiązań i prowadzenia badań eksperymentalnych.

Treści kształcenia: 

Podstawy działania mikroprocesorów. Architektura mikroprocesorów i systemów mikroprocesorowych (budowa, zadania, specyfika programowania) – procesory RISC i CISC. Podstawowe układy systemu: pamięci RAM i ROM, układy we/wy (porty, przetworniki A/C i C/A) - charakterystyka i obsługa programowa. Mikrokontrolery i ich specyficzne rozszerzenia sprzętowe. Narzędzia programistyczne i uruchomieniowe - oprogramowanie IDE, interfejs JTAG. Zasady programowania. Wybrane zagadnienia przetwarzania sygnałów cyfrowych. Układy rozproszone i wewnątrz-systemowy przepływ danych - sposoby przesyłania danych cyfrowych, typowe interfejsy komunikacyjne USART, I2C, QSPI. Problemy niezawodności - programowe i sprzętowe układy nadzoru (watchdogs, inteligent power-supplay, etc). Zasady projektowania układów mikroprocesorowych. Na wykładzie wszystkie punkty, poza pierwszym i ostatnim, obrazowane są prostymi, niskopoziomowymi procedurami programowymi. Pozwala to na płynne wprowadzanie pojęć związanych z programowaniem w asemblerze.
Laboratorium umożliwia stworzenie prostych, realnych (sprzętowych) mikroprocesorowych układów aplikacyjnych. Obejmują one wszystkie składniki systemu mikroprocesorowego i typowe rozszerzenia (pamięci, porty, przetworniki A/C-C/A, timery, interfejsy komunikacyjne i.t.d.). Studenci kształcą podstawową umiejętność pisania i uruchamiania prostych programów z użyciem wszystkich typów mnemoników, pętli, przerwań oraz programowania prostych systemów wbudowanych. Wykorzystują narzędzia programistyczno-symulacyjne (IDE) i sprzętowe do tworzenia oraz testowania stworzonego oprogramowania przeznaczonego do przetwarzania danych, pomiarów, sterowania.
Program wykładu:
1. (ca 4h) - Podstawy działania mikroprocesor.w. Architektura mikroprocesor.w i system.w mikroprocesorowych (budowa, zadania, specyfika programowania)
2. (ca 6h) - Podstawowe układy systemu: pamieci RAM i ROM, dekodery adresowe, układy we/wy – charakterystyka i obsługa programowa
3. (ca 4h) - Mikrokontrolery (typowe rozszerzenia sprzetowe)
4. (ca 2h) - Narzędzia programistyczne i uruchomieniowe
5. (ca 8h) - Zasady programowania
6. (ca 2h) - Przesyłanie danych cyfrowych - typowe interfejsy komunikacyjne
7. (ca 2h) - Specjalizowane układy scalone w systemach mikroprocesorowych
8. (ca 2h) - Podstawowe zasady projektowania układ.w mikroprocesorowych
Program laboratorium
1. (ca 6h) - Obsługa portów równoległych mikrokontrolera (operacje arytmetyczne, logiczne, warunkowe w zastosowaniu do sterowania linijka świetlną, wyświetlaczami siedmio-segmentowymi, obsługi mini-klawiatury)
2. (ca 6h) - Obsługa przerwań (generowanie prostych przebiegów dwustanowych, pomiar czasu, tworzenie zależności czasowych, obsługa urządzeń sprzętowych)
3. (ca 2h) - Generowanie przebiegów PWM przy pomocy timer’ów (podstawowe typy modulacji)
4. (ca 4h) - Obsługa przetworników A/C i C/A sterownika mikroprocesorowego (realizacja podstawowych układów filtrujących, tworzenie analogowych przebiegów funkcji nieliniowych)
5. (ca 2h) - Obsługa wybranego interfejsu komunikacyjnego (SPI - przetwornik C/A; I2C - czujnik temperatury,
ekspander)
6. (ca 5h) - Pomiar napięcia z odczytem cyfrowym przy użyciu sterownika mikroprocesorowego (konwersja kodów: binarny naturalny, BCD, ASCII, hex, operacje arytmetyczne proste i wielobajtowe)
7. (ca 5h) - Mikroprocesorowa regulacja ze sprzężeniem zwrotnym

Bibliografia: 

* Microcontroller's Manuals and Application Notes - wskazane przez prowadzącego adresy http ze stron www.infineon.com, www.ti.com, www.freescale.com, www.maxim-ic.com
* Lokalne interfejsy szeregowe w systemach cyfrowych, Jacek Bogusz, BTC
* Szeregowe interfejsy cyfrowe, Wojciech Mielczarek, HELION
* Mikrokomputer - elementy, budowa, działanie, Andrzej Rydzewski, Krzysztof Sacha, SIGMA
* Mikrokontrolery, Janusz Janiczek, Andrzej Stępień, WCKP
* Mikrokontrolery - architektura, programowanie, zastosowaniaì, Ryszard Pełka, WK

Metody oceny: 

Zaliczenie:
wykład - kolokwia
laboratorium - średnia ocen ćwiczeń

Uwagi: 

-

Przedmioty na których bazuje dany przedmiot (prerekwizyty):

• [1DR1221] Elektronika 1
• [1DR1321] Elektronika 2
• [1DR1318] Układy techniki cyfrowej

• Efekty Kształcenia dla kierunku Automatyka i Robotyka Stosowana:
• Wiedza

  Kod	Efekt Kształcenia dla kierunku	Procent	Efekt kształcenia dla przedmiotu	Sposób sprawdzania
  R1_W03a	ma podstawową wiedzę obejmującą zagadnienia powiązane z automatyką i robotyką w zakresie informatyki	++ (66%)	Zna maszynowa reprezentacja danych i realizacji operacji arytmetycznych; strukture i składnie asemblera; podstawowe techniki i zasady programowania z uzyciem asemblera oraz narzedzia programistyczne.Posiada podstawowa znajomosc techniki mikroprocesorowej, organizacji jednostki centralnej, rodzajów i budowy mikroprocesora na poziomie asemblera, przerwan, organizacji pamieci, urzadzen peryferyjnych i wewnetrznych rozszerzen sprzetowych, organizacji i architektury systemów pamieci.	ocena przyjetych metod i osiagnietych rezultatów w rozwiazywaniu postawionych problemów w trakcie konsultacji, egzaminu i zajęć laboratoryjnych
  R1_W04l	ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu systemów wbudowanych	+ (33%)	Zna strukture systemów wbudowanych, podstawowe rozszerzenia sprzetowe w tym przetworniki, sposoby transmisji danych, typowe interfejsy wewnatrzsystemowe i zasady ich wykorzystani	ocena przyjetych metod i osiagnietych rezultatów w rozwiazywaniu postawionych problemów w trakcie konsultacji, egzaminu i zajęć laboratoryjnych
  R1_W04m	ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu rozproszonych systemów sterowania	+ (33%)	Zna zagadnienia dotyczace systemów transmisji danych, a w szczególnosci wewnatrzsystemowej transmisji danych w oparciu o typowe interfejsy szeregowe USART, I2C, QSPI, LIN	ocena przyjetych metod i osiagnietych rezultatów w rozwiazywaniu postawionych problemów w trakcie konsultacji, egzaminu i zajęć laboratoryjnych

• Umiejętności

  Kod	Efekt Kształcenia dla kierunku	Procent	Efekt kształcenia dla przedmiotu	Sposób sprawdzania
  R1_U01	potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych właściwie dobranych źródeł w wersji drukowanej i elektronicznej, w tym w Internecie, także w języku angielskim albo francuskim lub niemieckim w zakresie automatyki i robotyki, potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski, formułować i uzasadniać opinie	+ (33%)	potrafi pozyskiwac informacje z literatury, baz danych oraz innych własciwie dobranych zródeł w wersji drukowanej i elektronicznej w tym w Internecie, takze w jezyku angielskim w zakresie Informatyki, potrafi integrowac uzyskane informacje w celu rozwiazania postawionego problemu sprzetowoprogramistycznego	ocena przyjetych metod i osiagnietych rezultatów w rozwiazywaniu postawionych problemów w trakcie konsultacji, egzaminu i zajęć laboratoryjnych
  R1_U09	potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne, eksperymentalne	+ (33%)	potrafi wykorzystac do formułowania i rozwiazywania zadan inzynierskich metody analityczne, symulacyjne, eksperymentalne w zakresie podstawowym dla zadan w obszarze prostych układów mikroprocesorowych	ocena przyjetych metod i osiagnietych rezultatów w rozwiazywaniu postawionych problemów w trakcie konsultacji, egzaminu i zajęć laboratoryjnych
  R1_U16	potrafi, zgodnie z zadaną specyfikacją, zaprojektować oraz zrealizować proste urządzenie, obiekt, system lub proces, typowe dla automatyki i robotyki, używając właściwych metod, technik i narzędzi	++ (66%)	potrafi zaprojektowac algorytm i stworzyc prosty program w asemblerze zapewniajacy pobieranie i przechowywanie danych, filtracje, transmisje, obsługe urzadzen peryferyjnych it	ocena przyjetych metod i osiagnietych rezultatów w rozwiazywaniu postawionych problemów w trakcie konsultacji, egzaminu i zajęć laboratoryjnych

• Kompetencje społeczne

  Kod	Efekt Kształcenia dla kierunku	Procent	Efekt kształcenia dla przedmiotu	Sposób sprawdzania
  R1_K03	Jest przygotowany do współdziałania i pracy w grupie, przyjmowania w niej różnych ról, działając zawodowo na rzecz społeczeństwa.	+ (33%)	Jest przygotowany do współdziałania i pracy w małej grupie (laboratoryjnej) wraz podziałem zadan przed i w trakcie wykonywania projektów	Biezaca obserwacja i ocena współpracy oraz zaangazowania w czasie zajec laboratoryjnych
  R1_K04	Potrafi odpowiednio i w sposób odpowiedzialny określić priorytety służące realizacji postawionych zadań.	+ (33%)	Potrafi odpowiednio okreslic priorytety słuzace realizacji postawionych zadan.	Biezaca ocena przyjetej metodyki i hierarchizacji rozwiazywanych tematów w trakcie realizacji zadan laboratoryjnych

• • Punkty ECTS za zajęcia kontaktowe z nauczycielem: 2,7 
  • Punkty ECTS za zajęcia praktyczne łącznie; kontaktowe i bez kontaktu z nauczycielem: 2,6 
• • Uzasadnienie punktów ECTS:

  • Zajęcia kontaktowe z nauczycielem: 

    wykład: 30h
    laboratorium: 30h
    konsultacje: 8h

  • Zajęcia bez kontaktu z nauczycielem: 

    utrwalanie wiedzy: 10h
    uzupełnianie wiedzy - studia literaturowe: 8h
    przygotowania do egzaminu: 20h
    przygotowanie do cwiczen laboratoryjnych: 10h
    opracowanie i analiza cwiczen laboratoryjnych: 8h

  • • Sumaryczna liczba godzin pracy studenta: 124 
  • Łączna liczba punktów ECTS wynika z sumarycznej liczby godzin pracy studenta.