Politechnika Warszawska - Centralny System Uwierzytelniania
Nie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Wstęp do systemów elektroniki wbudowanej

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103A-IBxxx-ISP-WSELE Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Wstęp do systemów elektroniki wbudowanej
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Elektrotechnika, elektronika i automatyka )-Inżynieria biomedyczna-inż.-EITI
( Przedmioty techniczne )---EITI
Punkty ECTS i inne: 5.00
Język prowadzenia: polski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
114000 - Wydział Mechatroniki

Kod wydziałowy:

WSELE

Numer wersji:

1

Skrócony opis:

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z podstawowymi właściwościami oraz zastosowaniami elektroniki cyfrowej oraz podstawowymi właściwościami i zastosowaniami systemów wbudowanych. Zapoznanie studentów z budową i działaniem mikroprocesora, systemu mikroprocesorowego oraz mikrokontrolera, a także podstawowymi operacjami realizowanymi przez mikrokontrolery. Ukształtowanie u studentów elementarnych umiejętności programowania mikrokontrolerów w zakresie tworzenia i uruchamiania prostych programów w języku asembler.

Pełny opis:

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z podstawowymi właściwościami oraz zastosowaniami elektroniki cyfrowej oraz podstawowymi właściwościami i zastosowaniami systemów wbudowanych. Zapoznanie studentów z budową i działaniem mikroprocesora, systemu mikroprocesorowego oraz mikrokontrolera, a także podstawowymi operacjami realizowanymi przez mikrokontrolery. Ukształtowanie u studentów elementarnych umiejętności programowania mikrokontrolerów w zakresie tworzenia i uruchamiania prostych programów w języku asembler.



Treść wykładu

  • Wprowadzenie. Podstawowe zagadnienia elektroniki analogowej i cyfrowej. Algebra Boole’a. Podstawowe bramki logiczne (NOT, AND, OR). Konstrukcja inwertera w technologii bulk-CMOS. Kierunki rozwoju i ograniczenia technologii podłożowej.
  • Omówienie budowy złożonych układów logicznych: bramki NAND, NOR oraz XOR, półsumator, sumator 1-bitowy. Kod uzupełnień do dwóch (U2) – działania ze znakiem.
  • Omówienie budowy układów realizujących działania arytmetyczne (sumator, subtraktor) i logiczne. Konstrukcja układów generujących sygnał przeniesienia w układach sumatora/subtraktora.
  • Wprowadzenie terminu jednostki arytmetyczno-logicznej (ALU). Przykłady realizacji układowej komercyjnie dostępnych jednostek arytmetyczno-logicznych. Omówienie ich tablic prawdy.
  • Wprowadzenie pojęcia „komórki pamięci”. Przerzutniki asynchroniczne i synchroniczne. Szczegółowe omówienie działania przerzutnika typu RS, JK i D. Budowa rejestru. Porty trójstanowe.
  • Komunikacja pomiędzy rejestrami – wprowadzenie pojęcia szyny systemowej.
  • Przykład budowy prostego systemu mikroprocesorowego w oparciu o wprowadzone i omówione na poprzednich wykładach elementy składowe: rejestr, szyna, jednostka arytmetyczno-logiczna, pamięć.
  • Omówienie budowy i działania rejestrów wejścia/wyjścia.
  • Kod maszynowy i język asembler.
  • Wprowadzenie pojęcia przerwania i systemu przerwań. Omówienie działania systemu operacyjnego opartego o pętlę sterowaną przerwaniem zegarowym. Obsługa przerwań oraz działanie mikrokontrolera w wielozadaniowym systemie czasu rzeczywistego (priorytety przerwań oraz wywłaszczenia).
  • Omówienie budowy i działania rzeczywistych mikrokontrolerów na przykładzie klasycznego mikrokontrolera MCS-51 oraz współczesnych układów zgodnych architekturą z rodziną ’51.



Zakres laboratorium

  1. Wprowadzenie do systemu uruchomieniowego i środowiska programistycznego - tworzenie projektów, praca krokowa, zastawianie pułapek (tzw. breakpoint), sposoby uruchamiania programów, symulator, szablony programów. Omówienie działania pierwszego prostego programu.
  2. Zasoby mikrokontrolera i podstawowe struktury programu. Sposoby dostępu do zasobów mikrokontrolera – pamięci adresowanej pośrednio, bezpośrednio oraz bitowo, banków rejestrów roboczych oraz rejestrów funkcji specjalnych (SFR).
  3. Operacje arytmetyczne i logiczne - operacje dodawania, odejmowania, mnożenia i dzielenia. Przekształcanie liczb: z binarnej w dziesiętną i hexadecymalną oraz z zapisu szesnastkowego i dziesiętnego na dwójkowy. Zapis liczb w kodzie uzupełnień do dwóch.
  4. Komunikacja z prostymi urządzeniami wejścia/wyjścia, realizacja pętli programowej oraz instrukcji skoku. Instrukcje warunkowe. Przepisywanie bloku danych.
  5. Stos. Wywoływanie procedur, procedura obsługi przerwania.
  6. Program realizujący miganie diodą elektroluminescencyjną wykorzystujący przerwanie od wbudowanego układu licznikowego.
  7. Oprogramowanie 5-pozycyjnego, 7 segmentowego wyświetlacza LED w trybie multipleksowanym. Zaprogramowana funkcjonalność ma realizować efekt „płynącego tekstu”, dłuższego niż ilość pozycji wyświetlacza.
Literatura:

  1. R. Pełka, Mikrokontrolery - architektura, programowanie, zastosowanie, WKŁ, Warszawa 1999.
  2. P. Misiurewicz, Podstawy techniki mikroprocesorowej, WNT, 1991.
  3. P. Hadam, Projektowanie systemów mikroprocesorowych, BTC, Warszawa 2006.
  4. W. Daca, Mikrokontrolery od układów 8-bitowych do 32-bitowych, MIKOM, 2000.
  5. T. Starecki, Mikrokontrolery 8051 w praktyce, BTC, Warszawa 2002.

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2020/2021 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2021-02-20 - 2021-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 30 godzin, 90 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 90 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Jakub Jasiński
Prowadzący grup: Jakub Jasiński, Lidia Łukasiak
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2019/2020 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2020-02-22 - 2020-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 30 godzin, 60 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 60 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Jakub Jasiński
Prowadzący grup: (brak danych)
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.