Nazwa modułu: Technika mikroprocesorowa Rok akademicki: 2013/2014 Kod: EEL-1-616-s Punkty ECTS: 2 Wydział: Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej Kierunek: Elektrotechnika Specjalność: Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 6 Strona www: Osoba odpowiedzialna: KWASNOWSKI PAWEŁ (kwasn@agh.edu.pl) Osoby prowadzące: KWASNOWSKI PAWEŁ (kwasn@agh.edu.pl) dr inż. Hayduk Grzegorz (hayduk@agh.edu.pl) Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń) Wiedza M_W001 kodowania liczb w systemie dwójkowym i wykonywania podstawowych działań arytmetycznych w tym systemie EL1A_W06, EL1A_W11 M_W002 działania podstawowych układów cyfrowych kombinacyjnych i sekwencyjnych EL1A_W09 M_W003 Zna i rozumie budowę i działanie mikroprocesora, mikrokomputera, EL1A_W06, EL1A_W09, EL1A_W11 M_W004 podstaw programowania mikrokontrolerów EL1A_W06, EL1A_W11 M_W005 działania obsługi podstawowych urządzeń peryferyjnych spotykanych w ch EL1A_W09, EL1A_W11 M_W006 Posiada podstawową i uporządkowana wiedzę na temat standardów komunikacji szeregowej EL1A_W09, EL1A_W11 1 / 5
M_W007 Posiada ogólną i usystematyzowaną wiedzę na temat programowalnych sterowników przemysłowych (PLC) EL1A_W11 Umiejętności M_U001 Umie przekształcać liczby pomiędzy systemami dziesiętnym i dwójkowym oraz wykonywać działania arytmetyczne EL1A_U16 M_U002 Potrafi zminimalizować funkcję logiczną za pomocą tablic Karnaugh i zaprojektować układ logiczny realizujący tę funkcję EL1A_U16 M_U003 Potrafi napisać, załadować i uruchomić prosty program dla EL1A_U17, EL1A_U16 M_U004 Potrafi napisać, załadować i uruchomić program obsługujący wybrane urządzenie peryferyjne. EL1A_U17, EL1A_U16 Kompetencje społeczne M_K001 Orientuje się w architekturach wybranych mikrokontrolerów i możliwościach ich stosowania EL1A_K01, EL1A_K06 M_K002 Orientuje się w najczęściej spotykanych standardach komunikacji szeregowej (USART, I2C, SPI, 1-Wire) EL1A_K02, EL1A_K01 M_K003 Orientuje się w budowie i możliwościach stosowania programowalnych sterowników przemysłowych (PLC) EL1A_K02, EL1A_K01, EL1A_K06 Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład audytoryjne laboratoryjne projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne Inne terenowe E-learning Wiedza M_W001 M_W002 M_W003 kodowania liczb w systemie dwójkowym i wykonywania podstawowych działań arytmetycznych w tym systemie działania podstawowych układów cyfrowych kombinacyjnych i sekwencyjnych Zna i rozumie budowę i działanie mikroprocesora, mikrokomputera, 2 / 5
M_W004 M_W005 M_W006 M_W007 Umiejętności M_U001 M_U002 M_U003 M_U004 podstaw programowania mikrokontrolerów działania obsługi podstawowych urządzeń peryferyjnych spotykanych w ch Posiada podstawową i uporządkowana wiedzę na temat standardów komunikacji szeregowej Posiada ogólną i usystematyzowaną wiedzę na temat programowalnych sterowników przemysłowych (PLC) Umie przekształcać liczby pomiędzy systemami dziesiętnym i dwójkowym oraz wykonywać działania arytmetyczne Potrafi zminimalizować funkcję logiczną za pomocą tablic Karnaugh i zaprojektować układ logiczny realizujący tę funkcję Potrafi napisać, załadować i uruchomić prosty program dla Potrafi napisać, załadować i uruchomić program obsługujący wybrane urządzenie peryferyjne. Kompetencje społeczne M_K001 M_K002 M_K003 Orientuje się w architekturach wybranych mikrokontrolerów i możliwościach ich stosowania Orientuje się w najczęściej spotykanych standardach komunikacji szeregowej Orientuje się w budowie i możliwościach stosowania programowalnych sterowników przemysłowych (PLC) Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład 3 / 5
1.Wprowadzenie (2 godz.) Zarys historyczny rozwoju techniki komputerowej. Architektury komputerów: von Neumana, Harward. Podstawowe składniki funkcjonalne komputera. Cykl pracy procesora. Etapy rozwoju techniki komputerowej i mikrokomputerowej. 2.Podstawowe pojęcia techniki komputerowej (4 godz.) Procesor, pamięć, magistrala, układy wejścia/wyjścia, cykl pracy procesora. Budowa procesora. Typy pamięci. Tryby adresowania. 3.Sekwencyjne układy logiczne (4 godz.) Definicja układu sekwencyjnego i automatu skończonego. Podział układów sekwencyjnych: układu Moore a i Mealy ego, asynchroniczne i synchroniczne. Przerzutniki i zatrzaski. Typowe złożone układy sekwencyjne: rejestry, liczniki synchroniczne i asynchroniczne. 4.Mikroprocesor, mikrokomputer, mikrokontroler (4 godz.). Definicja mikroprocesora, mikrokomputera i, magistrali adresowej i danych. Architektury systemów mikrokomputerowych: von Neumana, harwardzka i mieszana. Budowa mikroprocesora. Lista rozkazów mikroprocesora i pojęcie asemblera. Tryby adresowania pamięci. Przykłady architektury 8-bitowych procesorów stosowanych w ch (8051 i AVR). Przerwania i bezpośredni dostęp do pamięci (DMA). Przegląd urządzeń peryferyjnych stosowanych w ch. 5.Przegląd architektury wybranych mikrokontrolerów 8-bitowych (8 godz.). Architektura mikrokontrolerów rodziny 8051: podstawowe parametry, mapa pamięci, urządzenia peryferyjne. Przykłady programowej obsługi wejść/wyjść i czasomierzy układu 8051. Architektura mikrokontrolerów rodziny AVR: podstawowe parametry, mapa pamięci, urządzenia peryferyjne. Przykłady programowej obsługi wejść/wyjść i wybranych urządzeń peryferyjnych AVR. 6.Szeregowe interfejsy komunikacyjne (4 godz.). Podstawowe pojęcia z zakresu transmisji danych: transmisja równoległa, szeregowa, synchroniczna, asynchroniczna. Cechy poszczególnych rodzajów transmisji. Interfejs USART: linie sygnałowe, zasada transmisji, format ramki danych, podstawowe parametry transmisji. Standardy RS-232C, RS423A, RS422A, RS485. Interfejsy I2C, SPI i 1-Wire: linie sygnałowe, zasady adresowania urządzeń, formaty ramki danych, podstawowe parametry transmisji. 7.Programowalne sterowniki logiczne (PLC) (4 godz.). Definicja programowalnego sterownika PLC. Rodzaje sterowników. Cykl pracy sterownika. Przykłady firmowych rozwiązań sterowników programowalnych. Idea programowania sterowników. Języki programowania sterowników zgodne z normą PN- EN 61131-3. laboratoryjne 1.Zamiana liczb pomiędzy systemami liczbowymi (2 godz.). 2.Działania arytmetyczne w systemie dwójkowym (2 godz.). 3.Symulacja prostych układów kombinacyjnych zbudowanych z podstawowych funktorów (2 godz.). 4.Projekt dekodera wyświetlacza 7-segmentowego (2 godz.). 5.Proste układy z przerzutnikami symulacja działania (2 godz.). 6.Projekt układu licznikowego (2 godz.). 7.Mikrokontrolery rodziny 8051 obsługa wejść/wyjść (2 godz.). 8.Mikrokontrolery rodziny 8051 obsługa przerwań i czasomierzy (4 godz.). 9.Mikrokontrolery rodziny AVR ATMega zapoznanie ze środowiskiem programistycznym (2 godz.). 10.Mikrokontrolery AVR ATMega obsługa wejść/wyjść (4 godz.). 4 / 5
11.Mikrokontrolery AVR ATMega obsługa wybranych urządzeń peryferyjnych (6 godz.). Sposób obliczania oceny końcowej 1.Aby uzyskać pozytywną ocenę końcową niezbędne jest uzyskanie pozytywnej oceny z ćwiczeń (sprawozdania i kolokwium) oraz zaliczenie wykładu 2.Obliczana jest średnia ważona z oceny z ćwiczeń (50%) i kolokwium zaliczeniowego z wykładu (50%). 3.Obliczona średnia jest zaokrąglana zgodnie z zasadami określonymi w Statucie AGH. Wymagania wstępne i dodatkowe Znajomość podstaw elektroniki, w tym podstawowych układów cyfrowych i informatyki Zalecana literatura i pomoce naukowe 1.Kalisz J., Podstawy elektroniki cyfrowej, WKŁ, Warszawa 2007. 2.Starecki T.: Mikrokontrolery 8051 w praktyce. BTC, Warszawa 2002. 3.Doliński J.: Mikrokontrolery AVR w praktyce. BTC, Warszawa 2004. 4.Bogusz J.: Lokalne interfejsy szeregowe w systemach cyfrowych. BTC, Warszawa 2004. 5.Materiały katalogowe firm Texas Instruments, Intel, Atmel, Siemens, GE Fanuc. 6. Materiały z wykładów. Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu Nie podano dodatkowych publikacji Informacje dodatkowe Brak Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Udział w wykładach Udział w ćwiczeniach Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 28 godz 28 godz 56 godz 2 ECTS 5 / 5