Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Elektronika i telekomunikacja (N1)

Sylabus przedmiotu Technika mikroprocesorowa:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Elektronika i telekomunikacja
Forma studiów studia niestacjonarne 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 Marek Jaskuła <Marek.Jaskula@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
laboratoriaL5 24 2,00,25zaliczenie
projektyP5 5 2,00,33zaliczenie
wykładyW5 12 1,00,42egzamin

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Student powinien mieć podstawy techniki cyfrowej oraz podstawy programowania w języku C

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Celem przedmiotu jest zapoznanie studenta z podstawami budowy i programowania mikrokontrolerów na bazie układu z serii 8051 i kompilatora SDCC. W trakcie semestru student otrzyma wiedzę na temat budowy podstawowych elementów procesora, mikrokontrolera i systemu mikroprocesorowego, na laboratorium podczas 14 dwu-godzinnych spotkań nauczy się podstaw programowania w języku asembler i C obsługując porty, układy czasowe, układy przerwań, układy stykowe, wyświetlania, komunikacji szeregowej oraz sterowania silnikami krokowymi. Podczas projektu będzie miał możliwość zrealizować zadany, większy temat na bazie dostępnego sprzętu lub budując własny układ mikroprocesorowy.
C-2Rozbudzenie zainteresowania oraz ukształtowanie wstępnych umiejętności programowania mikroprocesorów

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Omówienie stanowiska ćwiczeniowego mikrokontrolera AT89S52.1
T-L-2Obsługa portów I/O mikrokontrolera rodziny MCS-51.1
T-L-3Układ czasowo-licznikowy uC51.2
T-L-4Układ przerwań.2
T-L-5Timery i układ przerwań uC51 - przykładowe programy.2
T-L-6Wprowadzenie do języka C dla uC 8051, obsługa portów uC 8051 w języku C.1
T-L-7Obsługa timerów uC 8051 w języku C, obsługa przerwań uC 8051 w języku C.4
T-L-8Układy wyświetlania informacji z wyświetlaczami 7-segmentowymi. Cz. I i II2
T-L-9Układy stykowe.1
T-L-10Sterowanie silnika krokowego.2
T-L-11Port transmisji szeregowej UART.4
T-L-12Zaliczenie.2
24
projekty
T-P-1Celem projektu jest w sposób praktyczny ugruntowanie wiedzy zdobywanej w czasie wykładów i zajęć laboratoryjnych. Student realizuje zadany temat aplikacyjny w oparciu o wybrany procesor wykonując układ cyfrowy lub/i pisząc program wykonujący zadanie.5
5
wykłady
T-W-1Elementy techniki cyfrowej (przerzutniki, magistrale, bramki trójstanowe).1
T-W-2Schemat systemu uP (bloki funkcjonalne, rola), uC i uP (rozróżnianie), Pamięci półprzewodnikowe – charakterystyka typów i przeznaczenie poszczególnych rodzajów.1
T-W-3Architektura systemu uP (dostęp do pamięci, architektura Harvard, architektura von Neuman). Budowa jednostki centralnej (rejestry robocze, jednostki steujące).1
T-W-4Sterownik przerwań. Rejestry specjalizowane(SFR, TMOD, TCON i podobne rejestry specjalizowane).1
T-W-5Port w uC (budowa, praca jedno- i dwu-kierunkowa), różnice i podobieństwa budowy portów w różnych uC, funkcje alternatywne portów.1
T-W-6Timer – tryby pracy, budowa, funkcjonalność, zastosowania, zasada współpracy z systemem przerwań.1
T-W-7System przerwań (istota przerwań, praca jednostki centralnej podczas przerwania).1
T-W-8Układy transmisji szeregowej.1
T-W-9Magistrale szeregowe (UAR, SPI, I2C, 1-wire).1
T-W-10Układy wyświetlania (wyświetlacze alfanumeryczne).1
T-W-11Zaliczenie.2
12

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach24
A-L-2Przygotowanie się do zajęć i opracowanie wyników pracy36
60
projekty
A-P-1Uczestnictwo w zajęciach5
A-P-2Przygotowanie projektu55
60
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach12
A-W-2Studia literaturowe i prace programowe13
A-W-3Teoretyczne i praktyczne przygotowanie do egzaminu5
30

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: Wejściówki
S-2Ocena podsumowująca: Zaliczenie praktyczne umiejetności programowania mikroprocesora
S-3Ocena formująca: Ocena pracy w zespole laboratoryjnym
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 i rozumie działanie i zastosowanie mikroprocesorów, rozumie działanie portów, timera i systemu przerwań mikroprocesora
ET_1A_W06, ET_1A_W08T1A_W02, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07C-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-8, T-W-9, T-W-10, T-W-11M-1, M-2S-2, S-4

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 zrozumieć, przeanalizować i zaprogramowac mikroprocesor 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_U16C-1, C-2T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-8, T-L-9, T-L-10, T-L-11, T-L-12, T-P-1M-1, M-2, M-3S-1, S-2, S-3, S-4

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ET_1A_C11_W01
Student zna i rozumie działanie i zastosowanie mikroprocesorów, rozumie działanie portów, timera i systemu przerwań mikroprocesora
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 zrozumieć, przeanalizować i zaprogramowac mikroprocesor na bazie zadanego prostego algorytmu.
2,0
3,0Student potrafi zrozumieć, przeanalizować i zaprogramowac mikroprocesor na bazie zadanego prostego algorytmu.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Piotr Gałka, Paweł Gałka, Podstawy programowania mikrokontrolera 8051, MIKOM, Warszawa, 2005, IV, język asembler
  2. Jacek Bogusz, Programowanie mikrokontrolerów 8051 w jeżyku C w praktyce, BTC, Warszawa, 2005, I

Literatura dodatkowa

  1. Tomasz Starecki, Mikrokontrolery 8051 w praktyce, BRC, Warszawa, 2002, I
  2. Mirosław Kardaś, Mikrokontrolery AVR, język C, podstawy programowania, ATNEL, Szczecin, 2011, I

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Omówienie stanowiska ćwiczeniowego mikrokontrolera AT89S52.1
T-L-2Obsługa portów I/O mikrokontrolera rodziny MCS-51.1
T-L-3Układ czasowo-licznikowy uC51.2
T-L-4Układ przerwań.2
T-L-5Timery i układ przerwań uC51 - przykładowe programy.2
T-L-6Wprowadzenie do języka C dla uC 8051, obsługa portów uC 8051 w języku C.1
T-L-7Obsługa timerów uC 8051 w języku C, obsługa przerwań uC 8051 w języku C.4
T-L-8Układy wyświetlania informacji z wyświetlaczami 7-segmentowymi. Cz. I i II2
T-L-9Układy stykowe.1
T-L-10Sterowanie silnika krokowego.2
T-L-11Port transmisji szeregowej UART.4
T-L-12Zaliczenie.2
24

Treści programowe - projekty

KODTreść programowaGodziny
T-P-1Celem projektu jest w sposób praktyczny ugruntowanie wiedzy zdobywanej w czasie wykładów i zajęć laboratoryjnych. Student realizuje zadany temat aplikacyjny w oparciu o wybrany procesor wykonując układ cyfrowy lub/i pisząc program wykonujący zadanie.5
5

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Elementy techniki cyfrowej (przerzutniki, magistrale, bramki trójstanowe).1
T-W-2Schemat systemu uP (bloki funkcjonalne, rola), uC i uP (rozróżnianie), Pamięci półprzewodnikowe – charakterystyka typów i przeznaczenie poszczególnych rodzajów.1
T-W-3Architektura systemu uP (dostęp do pamięci, architektura Harvard, architektura von Neuman). Budowa jednostki centralnej (rejestry robocze, jednostki steujące).1
T-W-4Sterownik przerwań. Rejestry specjalizowane(SFR, TMOD, TCON i podobne rejestry specjalizowane).1
T-W-5Port w uC (budowa, praca jedno- i dwu-kierunkowa), różnice i podobieństwa budowy portów w różnych uC, funkcje alternatywne portów.1
T-W-6Timer – tryby pracy, budowa, funkcjonalność, zastosowania, zasada współpracy z systemem przerwań.1
T-W-7System przerwań (istota przerwań, praca jednostki centralnej podczas przerwania).1
T-W-8Układy transmisji szeregowej.1
T-W-9Magistrale szeregowe (UAR, SPI, I2C, 1-wire).1
T-W-10Układy wyświetlania (wyświetlacze alfanumeryczne).1
T-W-11Zaliczenie.2
12

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach24
A-L-2Przygotowanie się do zajęć i opracowanie wyników pracy36
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - projekty

KODForma aktywnościGodziny
A-P-1Uczestnictwo w zajęciach5
A-P-2Przygotowanie projektu55
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach12
A-W-2Studia literaturowe i prace programowe13
A-W-3Teoretyczne i praktyczne przygotowanie do egzaminu5
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaET_1A_C11_W01Student zna i rozumie działanie i zastosowanie mikroprocesorów, rozumie działanie portów, timera i systemu przerwań mikroprocesora
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-1Celem przedmiotu jest zapoznanie studenta z podstawami budowy i programowania mikrokontrolerów na bazie układu z serii 8051 i kompilatora SDCC. W trakcie semestru student otrzyma wiedzę na temat budowy podstawowych elementów procesora, mikrokontrolera i systemu mikroprocesorowego, na laboratorium podczas 14 dwu-godzinnych spotkań nauczy się podstaw programowania w języku asembler i C obsługując porty, układy czasowe, układy przerwań, układy stykowe, wyświetlania, komunikacji szeregowej oraz sterowania silnikami krokowymi. Podczas projektu będzie miał możliwość zrealizować zadany, większy temat na bazie dostępnego sprzętu lub budując własny układ mikroprocesorowy.
C-2Rozbudzenie zainteresowania oraz ukształtowanie wstępnych umiejętności programowania mikroprocesorów
Treści programoweT-W-1Elementy techniki cyfrowej (przerzutniki, magistrale, bramki trójstanowe).
T-W-2Schemat systemu uP (bloki funkcjonalne, rola), uC i uP (rozróżnianie), Pamięci półprzewodnikowe – charakterystyka typów i przeznaczenie poszczególnych rodzajów.
T-W-3Architektura systemu uP (dostęp do pamięci, architektura Harvard, architektura von Neuman). Budowa jednostki centralnej (rejestry robocze, jednostki steujące).
T-W-4Sterownik przerwań. Rejestry specjalizowane(SFR, TMOD, TCON i podobne rejestry specjalizowane).
T-W-5Port w uC (budowa, praca jedno- i dwu-kierunkowa), różnice i podobieństwa budowy portów w różnych uC, funkcje alternatywne portów.
T-W-6Timer – tryby pracy, budowa, funkcjonalność, zastosowania, zasada współpracy z systemem przerwań.
T-W-7System przerwań (istota przerwań, praca jednostki centralnej podczas przerwania).
T-W-8Układy transmisji szeregowej.
T-W-9Magistrale szeregowe (UAR, SPI, I2C, 1-wire).
T-W-10Układy wyświetlania (wyświetlacze alfanumeryczne).
T-W-11Zaliczenie.
Metody nauczaniaM-1Wykład z wykorzystaniem prezentacji
M-2Demonstrację zrealizowanych algorytmów na procesorze
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Zaliczenie praktyczne umiejetności programowania mikroprocesora
S-4Ocena podsumowująca: Zaliczenie wiedzy z dziedziny techniki mikroprocesorowej
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 zrozumieć, przeanalizować i zaprogramowac mikroprocesor 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-1Celem przedmiotu jest zapoznanie studenta z podstawami budowy i programowania mikrokontrolerów na bazie układu z serii 8051 i kompilatora SDCC. W trakcie semestru student otrzyma wiedzę na temat budowy podstawowych elementów procesora, mikrokontrolera i systemu mikroprocesorowego, na laboratorium podczas 14 dwu-godzinnych spotkań nauczy się podstaw programowania w języku asembler i C obsługując porty, układy czasowe, układy przerwań, układy stykowe, wyświetlania, komunikacji szeregowej oraz sterowania silnikami krokowymi. Podczas projektu będzie miał możliwość zrealizować zadany, większy temat na bazie dostępnego sprzętu lub budując własny układ mikroprocesorowy.
C-2Rozbudzenie zainteresowania oraz ukształtowanie wstępnych umiejętności programowania mikroprocesorów
Treści programoweT-L-1Omówienie stanowiska ćwiczeniowego mikrokontrolera AT89S52.
T-L-2Obsługa portów I/O mikrokontrolera rodziny MCS-51.
T-L-3Układ czasowo-licznikowy uC51.
T-L-4Układ przerwań.
T-L-5Timery i układ przerwań uC51 - przykładowe programy.
T-L-6Wprowadzenie do języka C dla uC 8051, obsługa portów uC 8051 w języku C.
T-L-7Obsługa timerów uC 8051 w języku C, obsługa przerwań uC 8051 w języku C.
T-L-8Układy wyświetlania informacji z wyświetlaczami 7-segmentowymi. Cz. I i II
T-L-9Układy stykowe.
T-L-10Sterowanie silnika krokowego.
T-L-11Port transmisji szeregowej UART.
T-L-12Zaliczenie.
T-P-1Celem projektu jest w sposób praktyczny ugruntowanie wiedzy zdobywanej w czasie wykładów i zajęć laboratoryjnych. Student realizuje zadany temat aplikacyjny w oparciu o wybrany procesor wykonując układ cyfrowy lub/i pisząc program wykonujący zadanie.
Metody nauczaniaM-1Wykład z wykorzystaniem prezentacji
M-2Demonstrację zrealizowanych algorytmów na procesorze
M-3Stanowisko laboratoryjne: nauka programowania procesora
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Wejściówki
S-2Ocena podsumowująca: Zaliczenie praktyczne umiejetności programowania mikroprocesora
S-3Ocena formująca: Ocena pracy w zespole laboratoryjnym
S-4Ocena podsumowująca: Zaliczenie wiedzy z dziedziny techniki mikroprocesorowej
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student potrafi zrozumieć, przeanalizować i zaprogramowac mikroprocesor na bazie zadanego prostego algorytmu.
3,5
4,0
4,5
5,0