Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Elektrotechnika (N1)

Sylabus przedmiotu Podstawy programowania mikroprocesorów i procesorów DSP:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Elektrotechnika
Forma studiów studia niestacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów nauki techniczne, studia inżynierskie
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Podstawy programowania mikroprocesorów i procesorów DSP
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Inżynierii Systemów, Sygnałów i Elektroniki
Nauczyciel odpowiedzialny Witold Mickiewicz <Witold.Mickiewicz@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Andrzej Biedka <Andrzej.Biedka@zut.edu.pl>, Sławomir Kocoń <Slawomir.Kocon@zut.edu.pl>, Tomasz Miłosławski <Tomasz.Miloslawski@zut.edu.pl>, Piotr Okoniewski <Piotr.Okoniewski@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 5,0 ECTS (formy) 5,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW3 12 2,00,62zaliczenie
laboratoriaL3 36 3,00,38zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Informatyka (podstawy programowania w C)

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Celem przedmiotu jest zapoznanie studenta z podobieństwami i różnicami w budowie, programowaniu i zastosowaniu mikroprocesorów i procesorów sygnałowych do realizacji zadań przetwarzania danych i sterowania
C-2Rozbudzenie zainteresowania oraz ukształtowanie wstępnych umiejętności programowania mikroprocesorów i procesorów sygnałowych

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Organizacja zajęć. Omówienie stanowiska dydaktycznego, zapoznanie ze środowiskiem IDE. Wprowdzenie do języka C dla mikrokontrolera. proste struktury programowe w języku C.3
T-L-2Obsługa portów I/O mikrokontrolera. Instrukcje logiczne i arytmetyczne w obsłudze portów.3
T-L-3Układy czasowo-licznikowe mikrokontrolera. Tworzenie programów z wykorzystaniem różnych trybów pracy układów czasowo-licznikowych.3
T-L-4Wektoryzowany układ przerwań mikrokontrolera. Tworzenie programów przerwaniowej obsługi układów czasowo-licznikowych. Układy wyświetlania informacji z wyświetlaczami siedmio-segmentowymi.3
T-L-5Układy wprowadzania informacji: układy stykowe, klawiatury. Sterowanie silnika krokowego.3
T-L-6Oprogramowanie kanałów PWM. Oprogramowanie portu szeregowego UART. Transmisja informacji do komputera PC.2
T-L-7Zaliczenie części uP.1
T-L-8DSP: Podstawy programowania DSP. Operacje na rejestrach. Stosowanie funkcji ALU i MAC. Flagi i Timer3
T-L-9DSP: Obsługa systemu przerwań i przetworników A/C i C/A w procesorze sygnałowym.3
T-L-10DSP: Przetwarzanie sample-by-sample i blokowe. Implementacja filtrów cyfrowych.3
T-L-11DSP: Implementacja algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów w dziedzinie częstotliwości - FFT.3
T-L-12DSP: Implementacja miernika mocy czynnej i biernej z wykorzystaniem procesora sygnałowego.3
T-L-13DSP: Implementacja algorytów sterowania silnikiem elektrycznym.2
T-L-14Zaliczenie części DSP1
36
wykłady
T-W-1Wstęp. Omówienie cech i budowy wewn. wybranych typów mikroprocesorów.1
T-W-2Wprowadzenie do programowania w asm i C wybranych wewnętrznych struktur mikroprocesora: porty, timer.2
T-W-3Wprowadzenie do programowania w asm i C wybranych wewnętrznych struktur mikroprocesora: system przerwań.2
T-W-4Wybrane protokoły komunikacji szeregowej I2C i SPI.2
T-W-5Sterowanie z wykorzystaniem PWM (ang. Pulse-width modulation).1
T-W-6Procesor sygałowy: podobieństwa i różnice w stosunku do mikroprocesorów, obszar aplikacji. Budowa wewnętrzna współczesnmych procesorów sygnałowych.1
T-W-7Programowanie procesorów sygnałowych z wykorzystaniem środowiska IDE. Sterowanie flagami, obsługa timerów i przerwań w procesorze sygnałowym.1
T-W-8Metody implementacji podstawowych algorytmów przetwarzania sygnałów w procesorze sygnałowym.2
12

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach. Zaliczenie zajęć.60
A-L-2Przygotowanie do zajęć i zaliczenia30
90
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach.15
A-W-2Samodzielne studiowanie materiałów literaturowych i umiejetności programowania.44
A-W-3Zaliczenie.1
60

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

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

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Wejściówki
S-2Ocena podsumowująca: Zaliczenie praktyczne umiejętności zrealizowania na procesorze zadanego algorytmu
S-3Ocena formująca: Ocena pracy w zespole laboratoryjnym

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
EL_1A_B08_W01
Student zna i rozumie działanie i zastosowanie mikroprocesorów i DSP, rozumie działanie portów, timera, systemu przerwań mikroprocesora.
EL_1A_W12, EL_1A_W13, EL_1A_W14, EL_1A_W24C-1, C-2T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8M-1, M-2, M-3S-1, S-2, 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
EL_1A_B08_U01
Student potrafi zrozumieć, przeanalizować i zaprogramować mikroprocesor na bazie zadanego prostego algorytmu
EL_1A_U07C-1, C-2T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-8, T-L-9, T-L-13, T-L-10, T-L-6, T-L-5, T-L-11, T-L-12M-1, M-2, M-3S-1, S-2, S-3

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
EL_1A_B08_W01
Student zna i rozumie działanie i zastosowanie mikroprocesorów i DSP, rozumie działanie portów, timera, systemu przerwań mikroprocesora.
2,0
3,0Student zna i rozumie działanie i zastosowanie mikroprocesorów i DSP, rozumie działanie portów, timera, systemu przerwań mikroprocesora.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
EL_1A_B08_U01
Student potrafi zrozumieć, przeanalizować i zaprogramować mikroprocesor 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. Analog Devices, ADSP-21161 SHARC DSP Hardware Reference, 2002, wersja elektroniczna dostępna na stronie www.analog.com
  2. Kernighan Brian, Ritchie Dennis, Język ANSI C. Programowanie. Wydanie II, Helion, Gliwice, 2010
  3. Kardaś Mirosław, Mikrokontrolery AVR. Język C - podstawy programowania, ATNEL, Szczecin, 2013
  4. Francuz Tomasz, Język C dla mikrokontrolerów AVR. Od podstaw do zaawansowanych aplikacji. Wydanie II, Helion, 2015

Literatura dodatkowa

  1. John Tomarakos, Dan Ledger, Using The Low-Cost, High Performance ADSP-21161 SIMD Digital Signal Processor For Digital Audio Applications, DSP Applications Group, Analog Devices, 2001, Revision 2.0 - 8/9/01

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Organizacja zajęć. Omówienie stanowiska dydaktycznego, zapoznanie ze środowiskiem IDE. Wprowdzenie do języka C dla mikrokontrolera. proste struktury programowe w języku C.3
T-L-2Obsługa portów I/O mikrokontrolera. Instrukcje logiczne i arytmetyczne w obsłudze portów.3
T-L-3Układy czasowo-licznikowe mikrokontrolera. Tworzenie programów z wykorzystaniem różnych trybów pracy układów czasowo-licznikowych.3
T-L-4Wektoryzowany układ przerwań mikrokontrolera. Tworzenie programów przerwaniowej obsługi układów czasowo-licznikowych. Układy wyświetlania informacji z wyświetlaczami siedmio-segmentowymi.3
T-L-5Układy wprowadzania informacji: układy stykowe, klawiatury. Sterowanie silnika krokowego.3
T-L-6Oprogramowanie kanałów PWM. Oprogramowanie portu szeregowego UART. Transmisja informacji do komputera PC.2
T-L-7Zaliczenie części uP.1
T-L-8DSP: Podstawy programowania DSP. Operacje na rejestrach. Stosowanie funkcji ALU i MAC. Flagi i Timer3
T-L-9DSP: Obsługa systemu przerwań i przetworników A/C i C/A w procesorze sygnałowym.3
T-L-10DSP: Przetwarzanie sample-by-sample i blokowe. Implementacja filtrów cyfrowych.3
T-L-11DSP: Implementacja algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów w dziedzinie częstotliwości - FFT.3
T-L-12DSP: Implementacja miernika mocy czynnej i biernej z wykorzystaniem procesora sygnałowego.3
T-L-13DSP: Implementacja algorytów sterowania silnikiem elektrycznym.2
T-L-14Zaliczenie części DSP1
36

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Wstęp. Omówienie cech i budowy wewn. wybranych typów mikroprocesorów.1
T-W-2Wprowadzenie do programowania w asm i C wybranych wewnętrznych struktur mikroprocesora: porty, timer.2
T-W-3Wprowadzenie do programowania w asm i C wybranych wewnętrznych struktur mikroprocesora: system przerwań.2
T-W-4Wybrane protokoły komunikacji szeregowej I2C i SPI.2
T-W-5Sterowanie z wykorzystaniem PWM (ang. Pulse-width modulation).1
T-W-6Procesor sygałowy: podobieństwa i różnice w stosunku do mikroprocesorów, obszar aplikacji. Budowa wewnętrzna współczesnmych procesorów sygnałowych.1
T-W-7Programowanie procesorów sygnałowych z wykorzystaniem środowiska IDE. Sterowanie flagami, obsługa timerów i przerwań w procesorze sygnałowym.1
T-W-8Metody implementacji podstawowych algorytmów przetwarzania sygnałów w procesorze sygnałowym.2
12

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach. Zaliczenie zajęć.60
A-L-2Przygotowanie do zajęć i zaliczenia30
90
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach.15
A-W-2Samodzielne studiowanie materiałów literaturowych i umiejetności programowania.44
A-W-3Zaliczenie.1
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaEL_1A_B08_W01Student zna i rozumie działanie i zastosowanie mikroprocesorów i DSP, rozumie działanie portów, timera, systemu przerwań mikroprocesora.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówEL_1A_W12Ma podstawową wiedzę w zakresie sterowników programowalnych oraz języków i metod ich programowania, zna procedury doboru i konfigurowania typowych urządzeń, w tym zakresie oraz ich zastosowania w nowoczesnych układach elektrycznych
EL_1A_W13Ma uporządkowaną wiedzę w zakresie metodyki i technik programowania i symulacji
EL_1A_W14Ma podstawową wiedzę na temat układów mikroprocesorowych oraz języków i technik ich programowania
EL_1A_W24Ma podstawową wiedzę związaną z wybranymi zagadnieniami z pokrewnych kierunków studiów
Cel przedmiotuC-1Celem przedmiotu jest zapoznanie studenta z podobieństwami i różnicami w budowie, programowaniu i zastosowaniu mikroprocesorów i procesorów sygnałowych do realizacji zadań przetwarzania danych i sterowania
C-2Rozbudzenie zainteresowania oraz ukształtowanie wstępnych umiejętności programowania mikroprocesorów i procesorów sygnałowych
Treści programoweT-W-1Wstęp. Omówienie cech i budowy wewn. wybranych typów mikroprocesorów.
T-W-2Wprowadzenie do programowania w asm i C wybranych wewnętrznych struktur mikroprocesora: porty, timer.
T-W-3Wprowadzenie do programowania w asm i C wybranych wewnętrznych struktur mikroprocesora: system przerwań.
T-W-4Wybrane protokoły komunikacji szeregowej I2C i SPI.
T-W-5Sterowanie z wykorzystaniem PWM (ang. Pulse-width modulation).
T-W-6Procesor sygałowy: podobieństwa i różnice w stosunku do mikroprocesorów, obszar aplikacji. Budowa wewnętrzna współczesnmych procesorów sygnałowych.
T-W-7Programowanie procesorów sygnałowych z wykorzystaniem środowiska IDE. Sterowanie flagami, obsługa timerów i przerwań w procesorze sygnałowym.
T-W-8Metody implementacji podstawowych algorytmów przetwarzania sygnałów w procesorze sygnałowym.
Metody nauczaniaM-1Wykład z wykorzystaniem prezentacji
M-2Demonstracja zrealizowanych algorytmów na procesorze
M-3Stanowisko laboratoryjne: nauka programowania procesora
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Wejściówki
S-2Ocena podsumowująca: Zaliczenie praktyczne umiejętności zrealizowania na procesorze zadanego algorytmu
S-3Ocena formująca: Ocena pracy w zespole laboratoryjnym
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student zna i rozumie działanie i zastosowanie mikroprocesorów i DSP, rozumie działanie portów, timera, systemu przerwań mikroprocesora.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaEL_1A_B08_U01Student potrafi zrozumieć, przeanalizować i zaprogramować mikroprocesor na bazie zadanego prostego algorytmu
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówEL_1A_U07Potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne, a także symulacje komputerowe do analizy i oceny działania elementów, maszyn oraz urządzeń elektrycznych i przekształtników energii elektrycznej
Cel przedmiotuC-1Celem przedmiotu jest zapoznanie studenta z podobieństwami i różnicami w budowie, programowaniu i zastosowaniu mikroprocesorów i procesorów sygnałowych do realizacji zadań przetwarzania danych i sterowania
C-2Rozbudzenie zainteresowania oraz ukształtowanie wstępnych umiejętności programowania mikroprocesorów i procesorów sygnałowych
Treści programoweT-L-1Organizacja zajęć. Omówienie stanowiska dydaktycznego, zapoznanie ze środowiskiem IDE. Wprowdzenie do języka C dla mikrokontrolera. proste struktury programowe w języku C.
T-L-2Obsługa portów I/O mikrokontrolera. Instrukcje logiczne i arytmetyczne w obsłudze portów.
T-L-3Układy czasowo-licznikowe mikrokontrolera. Tworzenie programów z wykorzystaniem różnych trybów pracy układów czasowo-licznikowych.
T-L-4Wektoryzowany układ przerwań mikrokontrolera. Tworzenie programów przerwaniowej obsługi układów czasowo-licznikowych. Układy wyświetlania informacji z wyświetlaczami siedmio-segmentowymi.
T-L-8DSP: Podstawy programowania DSP. Operacje na rejestrach. Stosowanie funkcji ALU i MAC. Flagi i Timer
T-L-9DSP: Obsługa systemu przerwań i przetworników A/C i C/A w procesorze sygnałowym.
T-L-13DSP: Implementacja algorytów sterowania silnikiem elektrycznym.
T-L-10DSP: Przetwarzanie sample-by-sample i blokowe. Implementacja filtrów cyfrowych.
T-L-6Oprogramowanie kanałów PWM. Oprogramowanie portu szeregowego UART. Transmisja informacji do komputera PC.
T-L-5Układy wprowadzania informacji: układy stykowe, klawiatury. Sterowanie silnika krokowego.
T-L-11DSP: Implementacja algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów w dziedzinie częstotliwości - FFT.
T-L-12DSP: Implementacja miernika mocy czynnej i biernej z wykorzystaniem procesora sygnałowego.
Metody nauczaniaM-1Wykład z wykorzystaniem prezentacji
M-2Demonstracja zrealizowanych algorytmów na procesorze
M-3Stanowisko laboratoryjne: nauka programowania procesora
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Wejściówki
S-2Ocena podsumowująca: Zaliczenie praktyczne umiejętności zrealizowania na procesorze zadanego algorytmu
S-3Ocena formująca: Ocena pracy w zespole laboratoryjnym
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