Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Elektronika i telekomunikacja (S1)

Sylabus przedmiotu Technika mikroprocesorowa:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Elektronika i telekomunikacja
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil ogólnoakademicki
Moduł —
Przedmiot Technika mikroprocesorowa
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Inżynierii Systemów, Sygnałów i Elektroniki
Nauczyciel odpowiedzialny Andrzej Biedka <Andrzej.Biedka@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Andrzej Biedka <Andrzej.Biedka@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 5,0 ECTS (formy) 5,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny — Grupa obieralna —

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
laboratoriaL4 30 2,00,38zaliczenie
wykładyW4 30 3,00,62egzamin

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Podstawowa wiedza z zakresu techniki cyfrowej
W-2Podstawowa wiedza z zakresu techniki analogowej
W-3Podstawowa wiedza z zakresu informatyki

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zapoznanie studentów z budową mikroprocesorów i mikrokontrolerów.
C-2Zapoznanie studentów z podstawowymi metodami projektowania systemów elektronicznych wykorzystujących mikrokotrolery.
C-3Zapoznanie studentów z obsługą środowisk programistycznych IDE wykorzystywanych przy tworzeniu oprogramowania mikrokontrolerów.
C-4Rozbudzenie zainteresowania oraz ukształtowanie umiejętności programowania mikroprocesorów

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Omówienie stanowiska dydaktycznego i zapoznanie ze środowiskiem programowania.2
T-L-2Wprowadzenie do języka C dla mikrokontrolera, proste struktury programowe w języku C.2
T-L-3Obsługa portów I/O mikrokontrolera.2
T-L-4Układ czasowo-licznikowy mikrokontrolera. Tworzenie oprogramowania wykorzystującego różne tryby pracy układów czasowo-licznikowych.4
T-L-5Układ przerwań.2
T-L-6Timery i układ przerwań - programowanie.4
T-L-7Układy wyświetlania informacji z wyświetlaczami 7-segmentowymi.4
T-L-8Układy wprowadzania informacji.2
T-L-9Sterowanie silnika krokowego.2
T-L-10Port transmisji szeregowej UART.2
T-L-11Programowanie przetwornika A/C mikrokontrolera.2
T-L-12Zaliczenie.2
30
wykłady
T-W-1Podstawowe pojęcia związane z techniką mikroprocesorową: magistrala, bramka trójstanowa. Ogólna budowa mikroprocesora, schemat blokowy systemu mikroprocesorowego.2
T-W-2Schemat systemu uP (bloki funkcjonalne, rola), uC i uP (rozróżnianie). Architektury systemów mikroprocesorowych.2
T-W-3Rozkazy mikroprocesora: struktura rozkazu, sposoby zapisu rozkazu, cykl wykonania, rozkazy jedno i wielobajtowe. Lista rozkazów mikroprocesora, typy rozkazów. Język asemblera, programy tłumaczące. Ogólne informacje o językach wysokiego poziomu stosowanych w programowaniu mikrokontrolerów.2
T-W-4Port równoległy jako podstawowy kanał komunikacyjny systemu mikroprocesorowego. Budowa portu na wybranych przykładach rodzin mikrokontrolerów, rejestry konfiguracyjne portu. Parametry elektryczne linii portu, przykłady przyłączania urządzeń wyjściowych i wejściowych. Przykłady programowania portów równoległych.2
T-W-5Układy czasowo-licznikowe stosowane w mikrokontrolerach. Budowa, tryby pracy, przeznaczenie, programowanie. Przegląd typowych rozwiązań. Tryby PWM pracy ukłaówy czasowo-licznikowych.2
T-W-6System przerwań, idea pracy, przeznaczenie, przykłady programowe dla wybranych rodzin mikrokontrolerów.2
T-W-7Transmisja szeregowa synchroniczna i asynchroniczna, USART. Magistrale szeregowe: SPI, I2C, 1-Wire, CAN. Charakterystyka, obszar zastosowań. Przegląd typowych rozwiązań dla wybranych rodzin mikrokontrolerów.6
T-W-8Przetworniki A/C i C/A w systemie mikroprocesorowym. Charakterystyka przetworników, parametry, warunki poprawnej pracy. Przegląd typowych rozwiązań dla wybranych rodzin mikrokontrolerów.2
T-W-9Taktowanie mikroprocesora, dystrybucja zegara. Układy nadzorcze – Watchdog, ochrona przed zanikiem zasilania. Układy RTC. Tryby obniżonego poboru mocy mikrokontrolerów.2
T-W-10Mikrokontrolery 16 i 32-bitowe. Charakterystyka, podstawowe architektury.2
T-W-11Układy DMA w mikrokontrolerach.2
T-W-12Systemy RTOS w mikrokontrolerach.4
30

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-L-2Przygotowanie się do zajęć i opracowanie wyników pracy20
A-L-3Przygotowanie i powtórzenie materiału do zaliczeń10
60
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-W-2Studia literaturowe treści zaleconych przez wykładowcę30
A-W-3Przygotowanie do egzaminu30
90

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład z wykorzystaniem prezentacji
M-2Demonstrację zrealizowanych algorytmów na procesorze
M-3Stanowisko laboratoryjne: nauka programowania procesora

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Sprawdziany wstępne przed ćwiczeniami laboratoryjnymi
S-2Ocena formująca: Ocena pracy w zespole laboratoryjnym
S-3Ocena podsumowująca: Zaliczenie praktyczne umiejetności programowania mikroprocesora
S-4Ocena podsumowująca: Zaliczenie wiedzy z dziedziny techniki mikroprocesorowej

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ET_1A_C11_W01
Student zna strukturę wewnętrzną współczesnych układów mikroprocesorowych rozumie zasady ich działania i programowania oraz zna zasady projektowania urządzeń elektronicznych z ich wykorzystaniem.		ET_1A_W06, ET_1A_W08T1A_W02, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07—C-4, C-1T-W-6, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10, T-W-11, T-W-12, T-W-1, T-W-5M-1, M-2S-4, S-3

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ET_1A_C11_U01
Student potrafi napisać, uruchomić i przetestować program mikroprocesorowy na bazie zadanego prostego algorytmu.		ET_1A_U05, ET_1A_U12, ET_1A_U15, ET_1A_U18, ET_1A_U19, ET_1A_U21T1A_U05, T1A_U07, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U12, T1A_U13, T1A_U16—C-4, C-1T-L-5, T-L-6, T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-8, T-L-9, T-L-10, T-L-11, T-L-7, T-L-12, T-L-4M-1, M-2, M-3S-1, S-2, S-4, S-3

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ET_1A_C11_W01
Student zna strukturę wewnętrzną współczesnych układów mikroprocesorowych rozumie zasady ich działania i programowania oraz zna zasady projektowania urządzeń elektronicznych z ich wykorzystaniem.		2,0
3,0Student zna i rozumie działanie i zastosowanie mikroprocesorów, rozumie działanie portów, timera i systemu przerwań mikroprocesora.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ET_1A_C11_U01
Student potrafi napisać, uruchomić i przetestować program mikroprocesorowy na bazie zadanego prostego algorytmu.		2,0
3,0Student potrafi zrozumieć, przeanalizować i zaprogramować mikroprocesor na bazie zadanego prostego algorytmu.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Mirosław Kardaś, Mikrokontrolery AVR. Język C. Podstawy programowania., Atnel, Szczecin, 2011
  2. Tomasz Francuz, Język C dla mikrokontrolerów AVR. Od podstaw do zaawansowanych aplikacji., Helion, Gliwice, 2011, I
  3. Karty katalogowe mikrokontrolerów, Internet

Literatura dodatkowa

  1. Wieńczysław Daca, Mikrokontrolery 8051 w praktyceMikrokontrolery od układów 8-bitowych do 32-bitowych., MIKOM, Warszawa, 2000, I
  2. Baranowski R., Mikrokontrolery AVR ATmega w praktyce., BTC, Warszawa, 2005

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Omówienie stanowiska dydaktycznego i zapoznanie ze środowiskiem programowania.2
T-L-2Wprowadzenie do języka C dla mikrokontrolera, proste struktury programowe w języku C.2
T-L-3Obsługa portów I/O mikrokontrolera.2
T-L-4Układ czasowo-licznikowy mikrokontrolera. Tworzenie oprogramowania wykorzystującego różne tryby pracy układów czasowo-licznikowych.4
T-L-5Układ przerwań.2
T-L-6Timery i układ przerwań - programowanie.4
T-L-7Układy wyświetlania informacji z wyświetlaczami 7-segmentowymi.4
T-L-8Układy wprowadzania informacji.2
T-L-9Sterowanie silnika krokowego.2
T-L-10Port transmisji szeregowej UART.2
T-L-11Programowanie przetwornika A/C mikrokontrolera.2
T-L-12Zaliczenie.2
30

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Podstawowe pojęcia związane z techniką mikroprocesorową: magistrala, bramka trójstanowa. Ogólna budowa mikroprocesora, schemat blokowy systemu mikroprocesorowego.2
T-W-2Schemat systemu uP (bloki funkcjonalne, rola), uC i uP (rozróżnianie). Architektury systemów mikroprocesorowych.2
T-W-3Rozkazy mikroprocesora: struktura rozkazu, sposoby zapisu rozkazu, cykl wykonania, rozkazy jedno i wielobajtowe. Lista rozkazów mikroprocesora, typy rozkazów. Język asemblera, programy tłumaczące. Ogólne informacje o językach wysokiego poziomu stosowanych w programowaniu mikrokontrolerów.2
T-W-4Port równoległy jako podstawowy kanał komunikacyjny systemu mikroprocesorowego. Budowa portu na wybranych przykładach rodzin mikrokontrolerów, rejestry konfiguracyjne portu. Parametry elektryczne linii portu, przykłady przyłączania urządzeń wyjściowych i wejściowych. Przykłady programowania portów równoległych.2
T-W-5Układy czasowo-licznikowe stosowane w mikrokontrolerach. Budowa, tryby pracy, przeznaczenie, programowanie. Przegląd typowych rozwiązań. Tryby PWM pracy ukłaówy czasowo-licznikowych.2
T-W-6System przerwań, idea pracy, przeznaczenie, przykłady programowe dla wybranych rodzin mikrokontrolerów.2
T-W-7Transmisja szeregowa synchroniczna i asynchroniczna, USART. Magistrale szeregowe: SPI, I2C, 1-Wire, CAN. Charakterystyka, obszar zastosowań. Przegląd typowych rozwiązań dla wybranych rodzin mikrokontrolerów.6
T-W-8Przetworniki A/C i C/A w systemie mikroprocesorowym. Charakterystyka przetworników, parametry, warunki poprawnej pracy. Przegląd typowych rozwiązań dla wybranych rodzin mikrokontrolerów.2
T-W-9Taktowanie mikroprocesora, dystrybucja zegara. Układy nadzorcze – Watchdog, ochrona przed zanikiem zasilania. Układy RTC. Tryby obniżonego poboru mocy mikrokontrolerów.2
T-W-10Mikrokontrolery 16 i 32-bitowe. Charakterystyka, podstawowe architektury.2
T-W-11Układy DMA w mikrokontrolerach.2
T-W-12Systemy RTOS w mikrokontrolerach.4
30

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-L-2Przygotowanie się do zajęć i opracowanie wyników pracy20
A-L-3Przygotowanie i powtórzenie materiału do zaliczeń10
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-W-2Studia literaturowe treści zaleconych przez wykładowcę30
A-W-3Przygotowanie do egzaminu30
90
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaET_1A_C11_W01Student zna strukturę wewnętrzną współczesnych układów mikroprocesorowych rozumie zasady ich działania i programowania oraz zna zasady projektowania urządzeń elektronicznych z ich wykorzystaniem.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówET_1A_W06Ma uporządkowaną wiedzę w zakresie metodyki i technik programowania oraz architektury komputerów, w szczególności ich warstwy sprzętowej.
ET_1A_W08Ma szczegółową wiedzę w zakresie architektury i programowania systemów mikroprocesorowych oraz innych układów programowalnych.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_W02ma podstawową wiedzę w zakresie kierunków studiów powiązanych ze studiowanym kierunkiem studiów
T1A_W03ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_W04ma szczegółową wiedzę związaną z wybranymi zagadnieniami z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_W07zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-4Rozbudzenie zainteresowania oraz ukształtowanie umiejętności programowania mikroprocesorów
C-1Zapoznanie studentów z budową mikroprocesorów i mikrokontrolerów.
Treści programoweT-W-6System przerwań, idea pracy, przeznaczenie, przykłady programowe dla wybranych rodzin mikrokontrolerów.
T-W-2Schemat systemu uP (bloki funkcjonalne, rola), uC i uP (rozróżnianie). Architektury systemów mikroprocesorowych.
T-W-3Rozkazy mikroprocesora: struktura rozkazu, sposoby zapisu rozkazu, cykl wykonania, rozkazy jedno i wielobajtowe. Lista rozkazów mikroprocesora, typy rozkazów. Język asemblera, programy tłumaczące. Ogólne informacje o językach wysokiego poziomu stosowanych w programowaniu mikrokontrolerów.
T-W-4Port równoległy jako podstawowy kanał komunikacyjny systemu mikroprocesorowego. Budowa portu na wybranych przykładach rodzin mikrokontrolerów, rejestry konfiguracyjne portu. Parametry elektryczne linii portu, przykłady przyłączania urządzeń wyjściowych i wejściowych. Przykłady programowania portów równoległych.
T-W-7Transmisja szeregowa synchroniczna i asynchroniczna, USART. Magistrale szeregowe: SPI, I2C, 1-Wire, CAN. Charakterystyka, obszar zastosowań. Przegląd typowych rozwiązań dla wybranych rodzin mikrokontrolerów.
T-W-8Przetworniki A/C i C/A w systemie mikroprocesorowym. Charakterystyka przetworników, parametry, warunki poprawnej pracy. Przegląd typowych rozwiązań dla wybranych rodzin mikrokontrolerów.
T-W-9Taktowanie mikroprocesora, dystrybucja zegara. Układy nadzorcze – Watchdog, ochrona przed zanikiem zasilania. Układy RTC. Tryby obniżonego poboru mocy mikrokontrolerów.
T-W-10Mikrokontrolery 16 i 32-bitowe. Charakterystyka, podstawowe architektury.
T-W-11Układy DMA w mikrokontrolerach.
T-W-12Systemy RTOS w mikrokontrolerach.
T-W-1Podstawowe pojęcia związane z techniką mikroprocesorową: magistrala, bramka trójstanowa. Ogólna budowa mikroprocesora, schemat blokowy systemu mikroprocesorowego.
T-W-5Układy czasowo-licznikowe stosowane w mikrokontrolerach. Budowa, tryby pracy, przeznaczenie, programowanie. Przegląd typowych rozwiązań. Tryby PWM pracy ukłaówy czasowo-licznikowych.
Metody nauczaniaM-1Wykład z wykorzystaniem prezentacji
M-2Demonstrację zrealizowanych algorytmów na procesorze
Sposób ocenyS-4Ocena podsumowująca: Zaliczenie wiedzy z dziedziny techniki mikroprocesorowej
S-3Ocena podsumowująca: Zaliczenie praktyczne umiejetności programowania mikroprocesora
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student zna i rozumie działanie i zastosowanie mikroprocesorów, rozumie działanie portów, timera i systemu przerwań mikroprocesora.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaET_1A_C11_U01Student potrafi napisać, uruchomić i przetestować program mikroprocesorowy na bazie zadanego prostego algorytmu.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówET_1A_U05Ma umiejętność samokształcenia się, m.in. w celu podnoszenia kwalifikacji zawodowych.
ET_1A_U12Potrafi zaplanować i przeprowadzić proces testowania elementów, analogowych i cyfrowych układów elektronicznych oraz diagnostykę prostych systemów elektronicznych i sieci telekomunikacyjnych, a także – w przypadku wykrycia błędów – wskazać sposób ich wyeliminowania.
ET_1A_U15Potrafi stosować cyfrowe układy programowalne oraz korzystać z poznanych algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów.
ET_1A_U18Potrafi analizować schematy blokowe i ideowe urządzeń elektronicznych oraz projekty systemów telekomunikacyjnych, śledzić drogi przepływu sygnału, wyodrębniać bloki funkcjonalne i przypisywać elementom spełniane funkcje.
ET_1A_U19Potrafi zaplanować, zbudować, uruchomić oraz przetestować zaprojektowany układ lub prosty system elektroniczny; potrafi wstępnie oszacować jego koszty.
ET_1A_U21Potrafi sformułować algorytm, posługuje się językami programowania oraz odpowiednimi narzędziami informatycznymi do opracowania oprogramowania mikroprocesorów i innych urządzeń programowalnych.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_U05ma umiejętność samokształcenia się
T1A_U07potrafi posługiwać się technikami informacyjno-komunikacyjnymi właściwymi do realizacji zadań typowych dla działalności inżynierskiej
T1A_U08potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
T1A_U09potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
T1A_U12potrafi dokonać wstępnej analizy ekonomicznej podejmowanych działań inżynierskich
T1A_U13potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów - istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
T1A_U16potrafi - zgodnie z zadaną specyfikacją - zaprojektować oraz zrealizować proste urządzenie, obiekt, system lub proces, typowe dla studiowanego kierunku studiów, używając właściwych metod, technik i narzędzi
Cel przedmiotuC-4Rozbudzenie zainteresowania oraz ukształtowanie umiejętności programowania mikroprocesorów
C-1Zapoznanie studentów z budową mikroprocesorów i mikrokontrolerów.
Treści programoweT-L-5Układ przerwań.
T-L-6Timery i układ przerwań - programowanie.
T-L-1Omówienie stanowiska dydaktycznego i zapoznanie ze środowiskiem programowania.
T-L-2Wprowadzenie do języka C dla mikrokontrolera, proste struktury programowe w języku C.
T-L-3Obsługa portów I/O mikrokontrolera.
T-L-8Układy wprowadzania informacji.
T-L-9Sterowanie silnika krokowego.
T-L-10Port transmisji szeregowej UART.
T-L-11Programowanie przetwornika A/C mikrokontrolera.
T-L-7Układy wyświetlania informacji z wyświetlaczami 7-segmentowymi.
T-L-12Zaliczenie.
T-L-4Układ czasowo-licznikowy mikrokontrolera. Tworzenie oprogramowania wykorzystującego różne tryby pracy układów czasowo-licznikowych.
Metody nauczaniaM-1Wykład z wykorzystaniem prezentacji
M-2Demonstrację zrealizowanych algorytmów na procesorze
M-3Stanowisko laboratoryjne: nauka programowania procesora
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Sprawdziany wstępne przed ćwiczeniami laboratoryjnymi
S-2Ocena formująca: Ocena pracy w zespole laboratoryjnym
S-4Ocena podsumowująca: Zaliczenie wiedzy z dziedziny techniki mikroprocesorowej
S-3Ocena podsumowująca: Zaliczenie praktyczne umiejetności programowania mikroprocesora
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student potrafi zrozumieć, przeanalizować i zaprogramować mikroprocesor na bazie zadanego prostego algorytmu.
3,5
4,0
4,5
5,0