Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S1)
Sylabus przedmiotu Elektronika programowalna:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Automatyka i robotyka | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | nauk technicznych, studiów inżynierskich | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Elektronika programowalna | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Inżynierii Systemów, Sygnałów i Elektroniki | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Witold Mickiewicz <Witold.Mickiewicz@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Witold Mickiewicz <Witold.Mickiewicz@zut.edu.pl>, Krzysztof Penkala <Krzysztof.Penkala@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 5,0 | ECTS (formy) | 5,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Podstawowa wiedza z zakresu techniki analogowej |
| W-2 | Podstawowa wiedza z zakresu techniki cyfrowej |
| W-3 | Podstawowa wiedza z zakresu informatyki |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studentów z budową wewnętrzną programowalnych układów analogowych, mikroprocesorowych i PLD |
| C-2 | Zapoznanie studentów z podstawowymi metodami projektowania systemów elektronicznych w oparciu o technologię programowalną |
| C-3 | Ukształtowanie podstawowych umiejętności projektowania układów mikroprocesorowych oraz cyfrowych w oparciu o technologię programowalnych urządzeń logicznych |
| C-4 | Rozbudzenie zainteresowania oraz ukształtowanie wstępnych umiejętności programowania mikroprocesorów |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Omówienie stanowiska dydaktycznego i zapoznanie z narzędziami projektowymi | 2 |
| T-L-2 | Obsługa portów I/O mikrokontrolera rodziny MCS-51. | 2 |
| T-L-3 | Układ czasowo-licznikowy uC51. | 2 |
| T-L-4 | Układ przerwań | 2 |
| T-L-5 | Timery i układ przerwań uC51 - programowanie. | 2 |
| T-L-6 | Wprowadzenie do języka C dla uC 8051, obsługa portów uC 8051 w języku C. | 2 |
| T-L-7 | Obsługa timerów uC 8051 w języku C, obsługa przerwań uC 8051 w języku C. | 2 |
| T-L-8 | Układy wyświetlania informacji z wyświetlaczami 7-segmentowymi. | 2 |
| T-L-9 | Układy stykowe. | 2 |
| T-L-10 | Sterowanie silnika krokowego. | 2 |
| T-L-11 | Port transmisji szeregowej UART. | 4 |
| T-L-12 | Implementacja PLD układów cyfrowych z wykorzystaniem edytora schematów | 2 |
| T-L-13 | Implementacja jednostki mikroprocesorowej w układzie FPGA | 2 |
| T-L-14 | Zaliczenie zajęć | 2 |
| 30 | ||
| projekty | ||
| T-P-1 | Omówienie zasad prowadzenia zajęć projektowych. Przedstawienie listy indywidualnych tematów projektowych wraz z podstawowymi założeniami technicznymi i wymaganiami. | 2 |
| T-P-2 | Prezentacje postępów w rozwiązywaniu problemów związanych z projektem. Dyskusja nad projektami i prezentacjami. Udzielanie wskazówek do dalszej pracy. Praca nad projektem w laboratorium. | 10 |
| T-P-3 | Końcowa prezentacja wykonanej dokumentacji technicznej projektu, przeprowadzonych symulacji, uruchomienia na modułąch demonstracyjnych i innych badań. Szacunkowa analiza kosztów wykonania zaprojektowanego urządzenia. Wspólna dyskusja nad każdym projektem, wskazanie zalet, wad, możliwości rozwojowych. | 3 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Tendencje rozwojowe w projektowaniu systemów elektronicznych. Rozwiązania sprzętowe, programowe oraz sprzętowo-programowe | 2 |
| T-W-2 | Programowalne układy analogowe | 2 |
| T-W-3 | Wprowadzenie do techniki mikroprocesorowej | 2 |
| T-W-4 | Struktura systemów mikroprocesorowych (uP) oraz mikrokontrolery (uC) | 2 |
| T-W-5 | Pamięci półprzewodnikowe – charakterystyka typów i przeznaczenie poszczególnych rodzajów | 2 |
| T-W-6 | Architektura systemu uP (dostęp do pamięci, Harvard, von Neuman) | 2 |
| T-W-7 | Budowa jednostki centralnej (rejestry robocze, jednostki sterujące) | 2 |
| T-W-8 | Rejestry specjalizowane (m.in. SFR, TMOD, TCON) | 2 |
| T-W-9 | System przerwań (istota przerwań, praca jednostki centralnej podczas przerwania) | 2 |
| T-W-10 | Układy wejścia-wyjścia w układach uC | 2 |
| T-W-11 | Timer – tryby pracy, budowa, funkcjonalność, zastosowania, zasada współpracy z systemem przerwań | 1 |
| T-W-12 | Układy transmisji szeregowej. Magistrale szeregowe UAR, SPI, I2C, 1-wire. | 2 |
| T-W-13 | Układy wyświetlania (wyświetlacze alfanumeryczne) | 1 |
| T-W-14 | Teoria systemów cyfrowych i jej związek z konstrukcją wewnętrzną układów PLD. Wymagania dot. zasobów w układach programowalnych | 2 |
| T-W-15 | Konfiguracja układów PLD i FPGA - metody specyfikacji zasbów sprzętowych, języki opisu sprzętu, standard JTAG | 2 |
| T-W-16 | Przegląd technologii, rodzajów i architektur cyfrowych układów programowalnych | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-L-2 | Przygotowanie do zajęć laboratoryjnych | 12 |
| A-L-3 | Przygotowanie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych | 12 |
| A-L-4 | Przygotowanie i powtórzenie materiału do zaliczeń | 6 |
| 60 | ||
| projekty | ||
| A-P-1 | Uczestnictwo w zajęciach projektowych | 15 |
| A-P-2 | Praca w domu i bibliotekach nad indywidualnym tematem projektu. Studiowanie podobnych rozwiązań, analiza not aplikacyjnych, kart katalogowych. | 5 |
| A-P-3 | Wykonanie badań symulacyjnych i/lub uruchomieniowych zaprojektowanego układu. | 8 |
| A-P-4 | Wykonanie dokumentacji technicznej projektu. | 2 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w wykładach | 30 |
| A-W-2 | Studia literaturowe treści zaleconych przez wykładowcę | 25 |
| A-W-3 | Zaliczenie wykładu | 1 |
| A-W-4 | Konsultacje z wykładowcą | 4 |
| 60 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny |
| M-2 | Wykład problemowy |
| M-3 | Ćwiczenia laboratoryjne |
| M-4 | Metoda projektów |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Sprawdziany wstępne przed ćwiczeniami laboratoryjnymi |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie wykładu w postaci testu wyboru |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Ocena sprawozdań z przeprowadzonych ćwiczeń laboratoryjnych |
| S-4 | Ocena formująca: Bieżąca ocena postępów w pracy nad projektami |
| S-5 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie projektów na podstawie przygotowanej dokumentacji i oceny działania napisanego oprogramowania |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AR_1A_C16_W01 Student zna strukturę wewnatrzną współczesnych układów mikroprocesorowych oraz programowalnych układów CPLD i FPGA, rozumie zasady ich działania i programowania oraz zna zasady projektowania urządzeń elektronicznych z ich wykorzystaniem. | AR_1A_W14 | T1A_W02, T1A_W07 | InzA_W02 | C-2, C-1 | T-W-15, T-W-2, T-W-7, T-W-10, T-W-16, T-W-9, T-W-4, T-W-13, T-W-5, T-W-12, T-W-11, T-W-14, T-W-3, T-W-1, T-W-8, T-W-6 | M-2, M-4, M-1, M-3 | S-2, S-4, S-3, S-1, S-5 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AR_1A_C16_U01 Student potrafi napisać i uruchomić program mikroprocesorowy na bazie zadanego prostego algorytmu oraz zaprojektować prosty układ cyfrowy z wykorzystaniem technologii PLD, zasymulować jego działanie i zaimplementować w układzie. | AR_1A_U05 | T1A_U14, T1A_U16 | InzA_U06, InzA_U08 | C-4, C-3 | T-L-8, T-L-10, T-L-7, T-L-2, T-L-5, T-L-6, T-L-13, T-L-4, T-L-9, T-L-11, T-L-12, T-L-3, T-P-3, T-P-2, T-L-14, T-L-1, T-P-1 | M-4, M-2, M-3 | S-5, S-3, S-4 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| AR_1A_C16_W01 Student zna strukturę wewnatrzną współczesnych układów mikroprocesorowych oraz programowalnych układów CPLD i FPGA, rozumie zasady ich działania i programowania oraz zna zasady projektowania urządzeń elektronicznych z ich wykorzystaniem. | 2,0 | |
| 3,0 | Student zna strukturę wewnatrzną współczesnych układów mikroprocesorowych oraz programowalnych układów CPLD i FPGA, rozumie zasady ich działania i programowania oraz zna zasady projektowania urządzeń elektronicznych z ich wykorzystaniem. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| AR_1A_C16_U01 Student potrafi napisać i uruchomić program mikroprocesorowy na bazie zadanego prostego algorytmu oraz zaprojektować prosty układ cyfrowy z wykorzystaniem technologii PLD, zasymulować jego działanie i zaimplementować w układzie. | 2,0 | |
| 3,0 | Student potrafi napisać i uruchomić program mikroprocesorowy na bazie zadanego prostego algorytmu oraz zaprojektować prosty układ cyfrowy z wykorzystaniem technologii PLD, zasymulować jego działanie i zaimplementować w układzie. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- K.Penkala, red., Specjalizowane Programowalne Układy Scalone, Wyd. Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2001
- Józef Kalisz, Język VHDL w praktyce, WKiŁ, Warszawa, 2004
- Piotr Gałka, Paweł Gałka, Podstawy programowania mikrokontrolera 8051, MIKOM, Warszawa, 2005
- Jacek Bogusz, Programowanie mikrokontrolerów 8051 w jeżyku C w praktyce, BTC, Warszawa, 2005
Literatura dodatkowa
- Tomasz Starecki, Mikrokontrolery 8051 w praktyce, BTC, Warszawa, 2002