ZUT - Polska Rama Kwalifikacji / Rok 2021/2022 / Wydział Informatyki / Informatyka (S1) / Inżynieria systemów informacyjnych / Sylabus przedmiotu

Wydział Informatyki - Informatyka (S1)
specjalność: Inżynieria systemów informacyjnych

Sylabus przedmiotu Technika mikroprocesorowa:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów	Informatyka
Forma studiów	studia stacjonarne	Poziom	pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta	inżynier
Obszary studiów	charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil	ogólnoakademicki
Moduł	—
Przedmiot	Technika mikroprocesorowa
Specjalność	Inżynieria komputerowa
Jednostka prowadząca	Katedra Architektury Komputerów i Telekomunikacji
Nauczyciel odpowiedzialny	Mirosław Łazoryszczak <Miroslaw.Lazoryszczak@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele	Marek Jaskuła <Marek.Jaskula@zut.edu.pl>, Mariusz Kapruziak <Mariusz.Kapruziak@zut.edu.pl>, Krzysztof Makles <Krzysztof.Makles@zut.edu.pl>
ECTS (planowane)	4,0	ECTS (formy)	4,0
Forma zaliczenia	zaliczenie	Język	polski
Blok obieralny	3	Grupa obieralna	2

Formy dydaktyczne

Forma dydaktyczna	KOD	Semestr	Godziny	ECTS	Waga	Zaliczenie
laboratoria	L	5	30	2,0	0,60	zaliczenie
wykłady	W	5	30	2,0	0,40	zaliczenie

Wymagania wstępne

KOD	Wymaganie wstępne
W-1	Architektura systemów komputerowych

Cele przedmiotu

KOD	Cel modułu/przedmiotu
C-1	Wiedza o sposobach oprogramowania układów wejścia-wyjścia w autonomicznych systemach mikroprocesorowych.
C-2	Umiejętność oprorgramowania systemu mikroprocesorowego w podstawowych zastosowaniach, ze szczególnym uwzględniem czujników, napędów, układów komunikacji i innych układów wejścia-wyjścia.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KOD	Treść programowa	Godziny
laboratoria
T-L-1	Praktyczne podstawy technologii montażu elektronicznego.	2
T-L-2	Lista rozkazów AVR i podstawy asemblera.	2
T-L-3	Modele programowania mikrokontrolera AVR (pętla główna, przerwania). Obsługa portów wejścia wyjścia i realizacja wybranej aplikacji.	4
T-L-4	Obsługa wejść z eliminacją drgań zestyków.	2
T-L-5	Wewnętrzny przetwornik analogowo-cyfrowy i przykładowe zastosowanie.	2
T-L-6	Układ transmisji szeregowej, konfiguracja i przykłady aplikacyjne.	2
T-L-7	Środowisko programistyczne mikrokontrolerów ARM Cortex-Mx, wybrane zestawy uruchomieniowe, elementy listy rozkazów, przykładowy projekt w języku asembler.	2
T-L-8	Elementy programowania mikrokontrolerów ARM z wykorzystaniem standardu CMSIS oraz bibliotek wysokopoziomowych (np. HAL STM32).	2
T-L-9	Przykładowa aplikacja – oprogramowanie wyświetlacza LCD.	2
T-L-10	Programowanie wewnętrznych modułów mikrokontrolera (układy czasowe, przetworniki, kontrolery magistral itp.) i przykłady zastosowania do obsługi wyświetlacza graficznego, panelu dotykowego, kart pamięci oraz innych podzespołów.	6
T-L-11	Realizacja wybranego soft-procesora w układach FPGA.	2
T-L-12	Zaliczenie przedmiotu	2
		30
wykłady
T-W-1	Podstawy technologii montażu elektronicznego.	2
T-W-2	Podstawowe architektury mikrokontrolerów ze szczególnym uwzględnieniem AVR i ARM. Platforma Arduino i jej warianty.	2
T-W-3	Architektura mikrokontrolerów AVR. Lista rozkazów. Podstawy programowania. Zestawy ewaluacyjne.	2
T-W-4	Moduły peryferyjne (układy czasowo-licznikowe, kontroler przerwań, przetworniki analogowo-cyfrowe) i sposób ich programowania.	4
T-W-5	Magistrale w systemach opartych na mikrokontrolerach (USART, SPI, I2C).	2
T-W-6	Typowe układy peryferyjne wykorzystywane w systemach wbudowanych (wyświetlacze alfanumeryczne i graficzne, klawiatury, panele dotykowe itp.) i przykłady programowania.	4
T-W-7	Rodzina procesorów ARM. Mikrokontrolery ARM Cortex-Mx i ich natywne programowanie. Wybrane zestawy ewaluacyjne.	4
T-W-8	Podstawowe układy peryferyjne w mikrokontolerach ARM (zarządzanie sygnałem zegarowym, uniwersalne porty we/wy, układy czasowo-licznikowe, układy komunikacyjne itp.).	4
T-W-9	Zagadnienia niskomocowości, usypianie procesora, selektywne wyłączanie podzespołów.	2
T-W-10	Procesory programowe (soft-procesory) w układach FPGA.	2
T-W-11	Zaliczenie przedmiotu.	2
		30

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KOD	Forma aktywności	Godziny
laboratoria
A-L-1	Uczestnictwo w zajęciach.	30
A-L-2	Udział w konsultacjach.	10
A-L-3	Przygotowanie do zajęć laboratoryjnych.	10
		50
wykłady
A-W-1	Uczestnictwo w zajęciach.	30
A-W-2	Udział w konsultacjach.	10
A-W-3	Samodzielne studiowanie literatury i przygotowanie do egzaminu.	10
		50

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KOD	Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1	Wykład informacyjny.
M-2	Ćwiczenia laboratoryjne.

Sposoby oceny

KOD	Sposób oceny
S-1	Ocena podsumowująca: Zaliczenie ustne lub pisemne.
S-2	Ocena formująca: Realizacja zadań laboratoryjnych

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia się	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
I_1A_D01.03.1_W01 Wiedza o sposobach oprogramowania układów wejścia-wyjścia w autonomicznych systemach mikroprocesorowych.	I_1A_W10	—	—	C-1	T-W-4, T-W-2, T-W-7, T-W-6, T-W-8, T-W-3, T-W-1, T-W-5, T-W-10, T-W-9	M-1	S-1

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia się	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
I_1A_D01.03.1_U01 Umiejętność oprorgramowania systemu mikroprocesorowego w podstawowych zastosowaniach, ze szczególnym uwzględniem czujników, napędów, układów komunikacji i innych układów wejścia-wyjścia.	I_1A_U08, I_1A_U12	—	—	C-2	T-L-7, T-L-2, T-L-6, T-L-10, T-L-4, T-L-8, T-L-3, T-L-5, T-L-1, T-L-11, T-L-9	M-2	S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
I_1A_D01.03.1_W01 Wiedza o sposobach oprogramowania układów wejścia-wyjścia w autonomicznych systemach mikroprocesorowych.	2,0
	3,0	Student zna podstawowe architektury procesorów, koncepcje i metody ich programowania w celu obsługi podstawowych urządzeń wejścia-wyjścia. Student zna podstawowe urządzenia wejścia-wyjścia.
	3,5	Jak na ocenę 3.0 oraz uzasadnia swoje odpowiedzi i przedstawia różne warianty realizacji zadań.
	4,0	Jak na ocenę 3.5 oraz zna możliwości i podaje przykłady modyfikacji przedstawianych rozwiązań.
	4,5	Jak na ocenę 4.0 oraz dodatkowo zna uzasadnienie celowości proponowanych podejść.
	5,0	Jak na ocenę 4.5 oraz proponuje samodzielne podejście do rozwiązania postawionych zadań.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
I_1A_D01.03.1_U01 Umiejętność oprorgramowania systemu mikroprocesorowego w podstawowych zastosowaniach, ze szczególnym uwzględniem czujników, napędów, układów komunikacji i innych układów wejścia-wyjścia.	2,0
	3,0	Student potrafi oprogramować różne architektury procesorów (ze szczególnym uwzględnieniem architektury AVR i ARM) w celu obsługi podstawowych urządzeń wejścia-wyjścia.
	3,5	Jak na ocenę 3.0 oraz potrafi zaprezentować i uzasadnić swoje rozwiązanie.
	4,0	Jak na ocenę 3.5 oraz potrafi samodzielnie zaproponować rozwiązanie.
	4,5	Jak na ocenę 4.0 oraz potrafi zaprezentować różne modyfikacje rozwiązania i uzasadnić swoje rozwiązanie.
	5,0	Jak na ocenę 4.5 oraz potrafi samodzielnie poszukiwać rozwiązań drobnych zadań projektowych.

Literatura podstawowa

Galewski M., Aplikacje i ćwiczenia w języku C z biblioteką HAL, BTC, Legionowo, 2019
Kardaś M., Mikrokontrolery AVR. Język C – podstawy programowania, Atnel, Szczecin, 2018
Yiu J., The Definitive Guide to ARM Cortex-M3 and Cortex-M4 Processors, Elsevier, 2014

Literatura dodatkowa

Baranowski R., Wyświetlacze graficzne i alfanumeryczne w systemach mikroprocesorowych, BTC, Legionowo, 2008
Bogusz J., Lokalne interfejsy szeregowe w systemach cyfrowych, BTC, Legionowo, 2004
Kisiel R., Podstawy technologii dla elektroników, BTC, Legionowo, 2012, 2
Yiu J., The Definitive Guide to Arm Cortex-M23 and Cortex-M33 Processors, Elsevier, 2021

Treści programowe - laboratoria

KOD	Treść programowa	Godziny
T-L-1	Praktyczne podstawy technologii montażu elektronicznego.	2
T-L-2	Lista rozkazów AVR i podstawy asemblera.	2
T-L-3	Modele programowania mikrokontrolera AVR (pętla główna, przerwania). Obsługa portów wejścia wyjścia i realizacja wybranej aplikacji.	4
T-L-4	Obsługa wejść z eliminacją drgań zestyków.	2
T-L-5	Wewnętrzny przetwornik analogowo-cyfrowy i przykładowe zastosowanie.	2
T-L-6	Układ transmisji szeregowej, konfiguracja i przykłady aplikacyjne.	2
T-L-7	Środowisko programistyczne mikrokontrolerów ARM Cortex-Mx, wybrane zestawy uruchomieniowe, elementy listy rozkazów, przykładowy projekt w języku asembler.	2
T-L-8	Elementy programowania mikrokontrolerów ARM z wykorzystaniem standardu CMSIS oraz bibliotek wysokopoziomowych (np. HAL STM32).	2
T-L-9	Przykładowa aplikacja – oprogramowanie wyświetlacza LCD.	2
T-L-10	Programowanie wewnętrznych modułów mikrokontrolera (układy czasowe, przetworniki, kontrolery magistral itp.) i przykłady zastosowania do obsługi wyświetlacza graficznego, panelu dotykowego, kart pamięci oraz innych podzespołów.	6
T-L-11	Realizacja wybranego soft-procesora w układach FPGA.	2
T-L-12	Zaliczenie przedmiotu	2
		30

Treści programowe - wykłady

KOD	Treść programowa	Godziny
T-W-1	Podstawy technologii montażu elektronicznego.	2
T-W-2	Podstawowe architektury mikrokontrolerów ze szczególnym uwzględnieniem AVR i ARM. Platforma Arduino i jej warianty.	2
T-W-3	Architektura mikrokontrolerów AVR. Lista rozkazów. Podstawy programowania. Zestawy ewaluacyjne.	2
T-W-4	Moduły peryferyjne (układy czasowo-licznikowe, kontroler przerwań, przetworniki analogowo-cyfrowe) i sposób ich programowania.	4
T-W-5	Magistrale w systemach opartych na mikrokontrolerach (USART, SPI, I2C).	2
T-W-6	Typowe układy peryferyjne wykorzystywane w systemach wbudowanych (wyświetlacze alfanumeryczne i graficzne, klawiatury, panele dotykowe itp.) i przykłady programowania.	4
T-W-7	Rodzina procesorów ARM. Mikrokontrolery ARM Cortex-Mx i ich natywne programowanie. Wybrane zestawy ewaluacyjne.	4
T-W-8	Podstawowe układy peryferyjne w mikrokontolerach ARM (zarządzanie sygnałem zegarowym, uniwersalne porty we/wy, układy czasowo-licznikowe, układy komunikacyjne itp.).	4
T-W-9	Zagadnienia niskomocowości, usypianie procesora, selektywne wyłączanie podzespołów.	2
T-W-10	Procesory programowe (soft-procesory) w układach FPGA.	2
T-W-11	Zaliczenie przedmiotu.	2
		30

Formy aktywności - laboratoria

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-L-1	Uczestnictwo w zajęciach.	30
A-L-2	Udział w konsultacjach.	10
A-L-3	Przygotowanie do zajęć laboratoryjnych.	10
		50

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-W-1	Uczestnictwo w zajęciach.	30
A-W-2	Udział w konsultacjach.	10
A-W-3	Samodzielne studiowanie literatury i przygotowanie do egzaminu.	10
		50

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	I_1A_D01.03.1_W01	Wiedza o sposobach oprogramowania układów wejścia-wyjścia w autonomicznych systemach mikroprocesorowych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	I_1A_W10	Posiada uporządkowaną i pogłębioną wiedzę z zakresu architektury systemów komputerowych, uwzględniającą współczesne kierunki rozwoju sprzętu komputerowego.
Cel przedmiotu	C-1	Wiedza o sposobach oprogramowania układów wejścia-wyjścia w autonomicznych systemach mikroprocesorowych.
Treści programowe	T-W-4	Moduły peryferyjne (układy czasowo-licznikowe, kontroler przerwań, przetworniki analogowo-cyfrowe) i sposób ich programowania.
	T-W-2	Podstawowe architektury mikrokontrolerów ze szczególnym uwzględnieniem AVR i ARM. Platforma Arduino i jej warianty.
	T-W-7	Rodzina procesorów ARM. Mikrokontrolery ARM Cortex-Mx i ich natywne programowanie. Wybrane zestawy ewaluacyjne.
	T-W-6	Typowe układy peryferyjne wykorzystywane w systemach wbudowanych (wyświetlacze alfanumeryczne i graficzne, klawiatury, panele dotykowe itp.) i przykłady programowania.
	T-W-8	Podstawowe układy peryferyjne w mikrokontolerach ARM (zarządzanie sygnałem zegarowym, uniwersalne porty we/wy, układy czasowo-licznikowe, układy komunikacyjne itp.).
	T-W-3	Architektura mikrokontrolerów AVR. Lista rozkazów. Podstawy programowania. Zestawy ewaluacyjne.
	T-W-1	Podstawy technologii montażu elektronicznego.
	T-W-5	Magistrale w systemach opartych na mikrokontrolerach (USART, SPI, I2C).
	T-W-10	Procesory programowe (soft-procesory) w układach FPGA.
	T-W-9	Zagadnienia niskomocowości, usypianie procesora, selektywne wyłączanie podzespołów.
Metody nauczania	M-1	Wykład informacyjny.
Sposób oceny	S-1	Ocena podsumowująca: Zaliczenie ustne lub pisemne.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0
	3,0	Student zna podstawowe architektury procesorów, koncepcje i metody ich programowania w celu obsługi podstawowych urządzeń wejścia-wyjścia. Student zna podstawowe urządzenia wejścia-wyjścia.
	3,5	Jak na ocenę 3.0 oraz uzasadnia swoje odpowiedzi i przedstawia różne warianty realizacji zadań.
	4,0	Jak na ocenę 3.5 oraz zna możliwości i podaje przykłady modyfikacji przedstawianych rozwiązań.
	4,5	Jak na ocenę 4.0 oraz dodatkowo zna uzasadnienie celowości proponowanych podejść.
	5,0	Jak na ocenę 4.5 oraz proponuje samodzielne podejście do rozwiązania postawionych zadań.

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	I_1A_D01.03.1_U01	Umiejętność oprorgramowania systemu mikroprocesorowego w podstawowych zastosowaniach, ze szczególnym uwzględniem czujników, napędów, układów komunikacji i innych układów wejścia-wyjścia.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	I_1A_U08	Potrafi dobrać i krytycznie ocenić elementy składowe systemów komputerowych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	I_1A_U12	Potrafi konfigurować systemy komputerowe i usługi, w zakresie bezpieczeństwa, sieci komputerowych, zasobów sprzętowych i oprogramowania.
Cel przedmiotu	C-2	Umiejętność oprorgramowania systemu mikroprocesorowego w podstawowych zastosowaniach, ze szczególnym uwzględniem czujników, napędów, układów komunikacji i innych układów wejścia-wyjścia.
Treści programowe	T-L-7	Środowisko programistyczne mikrokontrolerów ARM Cortex-Mx, wybrane zestawy uruchomieniowe, elementy listy rozkazów, przykładowy projekt w języku asembler.
	T-L-2	Lista rozkazów AVR i podstawy asemblera.
	T-L-6	Układ transmisji szeregowej, konfiguracja i przykłady aplikacyjne.
	T-L-10	Programowanie wewnętrznych modułów mikrokontrolera (układy czasowe, przetworniki, kontrolery magistral itp.) i przykłady zastosowania do obsługi wyświetlacza graficznego, panelu dotykowego, kart pamięci oraz innych podzespołów.
	T-L-4	Obsługa wejść z eliminacją drgań zestyków.
	T-L-8	Elementy programowania mikrokontrolerów ARM z wykorzystaniem standardu CMSIS oraz bibliotek wysokopoziomowych (np. HAL STM32).
	T-L-3	Modele programowania mikrokontrolera AVR (pętla główna, przerwania). Obsługa portów wejścia wyjścia i realizacja wybranej aplikacji.
	T-L-5	Wewnętrzny przetwornik analogowo-cyfrowy i przykładowe zastosowanie.
	T-L-1	Praktyczne podstawy technologii montażu elektronicznego.
	T-L-11	Realizacja wybranego soft-procesora w układach FPGA.
	T-L-9	Przykładowa aplikacja – oprogramowanie wyświetlacza LCD.
Metody nauczania	M-2	Ćwiczenia laboratoryjne.
Sposób oceny	S-2	Ocena formująca: Realizacja zadań laboratoryjnych
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0
	3,0	Student potrafi oprogramować różne architektury procesorów (ze szczególnym uwzględnieniem architektury AVR i ARM) w celu obsługi podstawowych urządzeń wejścia-wyjścia.
	3,5	Jak na ocenę 3.0 oraz potrafi zaprezentować i uzasadnić swoje rozwiązanie.
	4,0	Jak na ocenę 3.5 oraz potrafi samodzielnie zaproponować rozwiązanie.
	4,5	Jak na ocenę 4.0 oraz potrafi zaprezentować różne modyfikacje rozwiązania i uzasadnić swoje rozwiązanie.
	5,0	Jak na ocenę 4.5 oraz potrafi samodzielnie poszukiwać rozwiązań drobnych zadań projektowych.