Nazwa przedmiotu: Kierunek: Informatyka Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy w ramach treści kierunkowych, moduł kierunkowy ogólny Rodzaj zajęć: wykład, laboratorium I KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE C1. Zapoznanie studentów z problematyką wbudowanych poprzez przegląd wybranych rodzin mikrokontrolerów, analizę przykładowych architektur, przegląd możliwości sprzętowych i programowych elementów peryferyjnych, jak również poprzez przykłady typowych aplikacji realizowanych w wybranych środowiskach programistycznych. C2. Nabycie przez studentów praktycznych umiejętności korzystania ze środowisk programistycznych w zakresie projektowania, programowania, uruchamiania, testowania i usuwania błędów przykładowych aplikacji realizowanych w systemach wbudowanych. WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 1. Wiedza z zakresu matematyki, techniki cyfrowej i podstaw programowania. 2. Znajomość zasad bezpieczeństwa pracy przy użytkowaniu wrażliwych na ładunki elektrostatyczne elementów mikroelektronicznych. 3. Umiejętność wykonywania działań matematycznych do rozwiązywania postawionych zadań związanych doborem parametrów pracy oprogramowywanych elementów peryferyjnych mikrokontrolerów. 4. Umiejętność korzystania z różnych źródeł informacji w tym z instrukcji i dokumentacji technicznej. 5. Umiejętności pracy samodzielnej i w grupie. 6. Umiejętności prawidłowej interpretacji i prezentacji własnych działań. EFEKTY KSZTAŁCENIA SYSTEMY WBUDOWANE EMBEDDED SYSTEMS Forma studiów: stacjonarne Poziom kwalifikacji: I stopnia Liczba godzin/tydzień: 2W, 2L Kod przedmiotu: C5_17 Rok: III Semestr: V Liczba punktów: 4 ECTS EK 1 posiada podstawową wiedzę z zakresu pisania programów w asemblerze i w C, EK 2 zna tendencje i kierunki rozwoju w zakresie projektowania i programowania EK 3 potrafi wykorzystać odpowiednie elementy peryferyjne mikrokontrolera do programowej realizacji wybranej aplikacji, EK 4 potrafi zaprojektować układ logiczny programu, który będzie realizował zadania wybranej aplikacji, EK 5 potrafi wykorzystać środowisko programistyczne do napisania, skompilowania, uruchomienia, testowania w celu detekcji i eliminacji błędów,
EK 6 posiada wiedzę na temat doboru mikrokontrolera do określonej aplikacji z uwzględnieniem zestawu jego elementów peryferyjnych i parametrów ich pracy dla bieżących i przyszłych potrzeb aplikacji, EK 7 potrafi łatwo zmodyfikować program w celu zmiany parametrów pracy elementów peryferyjnych mikrokontrolera, EK 8 zna podstawowe systemy operacyjne czasu rzeczywistego dla wbudowanych i potrafi je wykorzystać dla realizacji wielowątkowych aplikacji, EK 9 potrafi wykorzystać sieciowe peryferia systemu wbudowanego do realizacji aplikacji funkcjonującej w sieci komputerowej, EK 10 zna możliwości logiki programowalnej implementowanej w systemach wbudowanych i potrafi ją wykorzystać w wybranych aplikacjach, EK 11 potrafi przygotować sprawozdanie z przebiegu realizacji ćwiczeń. TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć WYKŁADY Liczba godzin W 1 Wprowadzenie do wbudowanych. Omówienie środowiska µvision. 2 W 2 Architektura programowa wybranego mikrokontrolera 8-bitowego. Porty 2 równoległe. W 3 Mapa pamięci, rejestry, organizacja stosu. Przetwornik ADC. 2 W 4 Układy czasowo-licznikowe. System przerwań. 2 W 5 Układy czasowo-licznikowe cd. 2 W 6 Porty szeregowe. 2 W 7 Pozostałe elementy peryferyjne. 2 W 8 Układy zwiększające niezawodność systemu. 2 W 9 32-bitowe systemy wbudowane na przykładzie ARM7. Architektura programowa. 2 W 10 Porty równoległe. Realizacja zadań programowych. Środowisko Eclipse. 2 W 11 Porty szeregowe DBGU, USART. Port SPI. 2 W 12 Generator MSI. 2 W 13 Wykorzystanie portu USB. 2 W 14 Systemy operacyjne czasu rzeczywistego. 2 W 15 Układy FPGA w systemach wbudowanych. 2 Forma zajęć LABORATORIUM Liczba godzin L 1 Przykładowe programy dla mikrokontrolera 8-bitowego w środowisku µvision. 2 L 2 Obsługa portów równoległych dla mikrokontrolera 8-bitowego. 2 L 3 Przetwornik ADC dla mikrokontrolera 8-bitowego. 2 L 4 Układy czasowo-licznikowe dla mikrokontrolera 8-bitowego. 2 L 5 Generacja przebiegu z MSI dla mikrokontrolera 8-bitowego. 2 L 6 Obsługa tekstowego wyświetlacza LCD. 2 L 7 Obsługa portów szeregowych. 2 L 8 Przykładowe programy dla mikrokontrolera 32-bitowego w środowisku Eclipse. 2 L 9 Obsługa portów równoległych dla mikrokontrolera 32-bitowego. 2 L 10 Komunikacja przez DBGU. 2 L 11 Układ USART i system przerwań. 2 L 12 Obsługa graficznego wyświetlacza LCD przez port SPI. 2 L 13 Pomiar temperatury z wykorzystaniem przetwornika ADC. 2 L 14 Generacja przebiegu z MSI dla mikrokontrolera 32-bitowego. 2 2
L 15 Obsługa portu USB. 2 NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE 1. wykład z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych 2. ćwiczenia laboratoryjne, opracowanie sprawozdań z realizacji przebiegu ćwiczeń 3. przykładowe programy 4. instrukcje do wykonania ćwiczeń laboratoryjnych 5. środowiska programistyczne do realizacji programu ćwiczeń 6. urządzenia zewnętrzne takie jak: zasilacze, generatory, oscyloskopy pomocne w realizacji niektórych zadań 7. stanowiska do ćwiczeń wyposażone w płytki ewaluacyjne zawierające mikrokontrolery i zewnętrzne elementy wykorzystywane do realizacji programu ćwiczeń SPOSOBY OCENY ( F FORMUJĄCA, P PODSUMOWUJĄCA). ocena przygotowania do ćwiczeń laboratoryjnych. ocena umiejętności stosowania zdobytej wiedzy podczas wykonywania ćwiczeń F3. ocena sprawozdań z realizacji ćwiczeń objętych programem nauczania F4. ocena aktywności podczas zajęć. ocena umiejętności rozwiązywania postawionych problemów oraz sposobu prezentacji uzyskanych wyników zaliczenie na ocenę* P2. ocena opanowania materiału nauczania będącego przedmiotem wykładu zaliczenie wykładu (lub egzamin) *) warunkiem uzyskania zaliczenia jest otrzymanie pozytywnych ocen ze wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych, OBCIĄŻENIE PRACĄ STUDENTA Forma aktywności Godziny kontaktowe z prowadzącym Godziny konsultacji z prowadzącym Zapoznanie się ze wskazaną literaturą Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych Wykonanie sprawozdań z realizacji ćwiczeń laboratoryjnych (czas poza zajęciami laboratoryjnymi) Przygotowanie do testu z wykładu Średnia liczba godzin na zrealizowanie aktywności 30W 30L 60 h 5 h 5 h 15 h 10 h 5 h Suma 100 h SUMARYCZNA LICZBA PUNKTÓW ECTS DLA PRZEDMIOTU Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału prowadzącego Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym, w tym zajęć laboratoryjnych i projektowych 4 ECTS 2.6 ECTS 2.2 ECTS 3
LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA 1. Pełka R.: Mikrokontrolery architektura, programowanie, zastosowania WKŁ, Warszawa 2000,, 2. Majewski Jacek, Kardach Krzysztof: Programowanie mikrokontrolerów z serii 8x51 w języku C. Wrocław: Oficyna Wydaw. PWroc. 2002, 150 s. 64 rys. 6 tab. + CD-ROM Bibliogr. s. 132, 3. Brzoza-Woch R.: Mikrokontrolery AT91SAM7 w przykładach, Wydawnictwo BTC, wydanie 1, Legionowo 2009, 4. Colin Walls: Embedded Software: The Works, Elsevier, Boston, 2006, 5. Zurawski R.: Embedded Systems CRC Press 2006, 6. Wayne Wolf: Computers as Components: Principles of Embedded Computing System Design Morgan & Kaufman 2000, 7. Stephen A. Edwards: Languages for Digital Embedded Systems Kluver, 2000, 8. Marwedel P.: Embedded System Design Kluwer Academic Publishers, Boston 2003. PROWADZĄCY PRZEDMIOT ( IMIĘ, NAZWISKO, ADRES E-MAIL) 1. Dr inż. Jerzy Jelonkiewicz, jerzy.jelonkiewicz@kik.pcz.pl MACIERZ REALIZACJI EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Efekt kształcenia Odniesienie danego efektu do efektów zdefiniowanych dla całego programu (PEK) Cele przedmiotu Treści programowe Narzędzia dydaktyczne Sposób oceny EK1 C1 W1-15 1,3 P2 EK2 C1 W1 1,3 P2 EK3 W2-15 C2 1-7 F3 F4 EK4 C1 W1-15 F3 1-5 F4 EK5 W1-15 C1,C2 1-7 F3 EK6 W1-2, W9 C1 1 P2 EK7 W2-8, W10-15 C2 1-7 EK8 C1 W14 1,3 P2 4
EK9 EK10 C1 W14 1,3 P2 C1 W15 1 P2 EK11 K_U03 C2 2,4 II. FORMY OCENY - SZCZEGÓŁY Efekt 1,2,6,8,10 Student opanował wiedzę z zakresu potrafi podać przykłady wykorzystania takich Efekt 3,4,5,7,9 Student posiada umiejętności stosowania wiedzy w praktycznym rozwiązywaniu problemów związanych z systemami wbudowanymi Efekt 11 Student potrafi efektywnie prezentować i dyskutować wyniki własnych działań Na ocenę 2 Na ocenę 3 Na ocenę 4 Na ocenę 5 Student nie opanował podstawowej wiedzy z wbudowanych Student nie potrafi zrealizować prostej aplikacji z wykorzystaniem nawet z pomocą wytyczonych instrukcji oraz prowadzącego Student nie opracował sprawozdania/ Student nie potrafi zaprezentować wyników swoich badań Student częściowo opanował wiedzę z zakresu wbudowanych Student nie potrafi wykorzystać zdobytej wiedzy, zadania wynikające z realizacji ćwiczeń wykonuje z pomocą prowadzącego Student wykonał sprawozdanie z wykonanego ćwiczenia, ale nie potrafi dokonać interpretacji oraz analizy wyników własnych badań Student opanował wiedzę z zakresu potrafi wskazać właściwą metodę realizacji zadania z wykorzystaniem systemu wbudowanego Student poprawnie wykorzystuje wiedzę oraz samodzielnie rozwiązuje problemy wynikające w trakcie realizacji ćwiczeń Student wykonał sprawozdanie z wykonanego ćwiczenia, potrafi prezentować wyniki swojej pracy oraz dokonuje ich analizy Student bardzo dobrze opanował wiedzę z zakresu materiału objętego programem nauczania, samodzielnie zdobywa i poszerza wiedzę przy użyciu różnych źródeł Student potrafi dokonać wyboru właściwych elementów peryferyjnych systemu wbudowanego do realizacji zadania oraz wykorzystać środowisko programistyczne do napisania, skompilowania, uruchomienia i testowania aplikacji Student wykonał sprawozdanie z wykonanego ćwiczenia, potrafi w sposób zrozumiały prezentować, oraz dyskutować osiągnięte wyniki Dopuszcza się wystawienie oceny połówkowej o ile student spełniający wszystkie efekty kształcenia wymagane do oceny pełnej spełnia niektóre efekty kształcenia odpowiadające ocenie wyższej III. INNE PRZYDATNE INFORMACJE O PRZEDMIOCIE 5
1. Wszelkie informacje dla studentów (prezentacje do zajęć, instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych, przykładowe aplikacje) dostępne są na stronie internetowej http://www.kik.pcz.pl. 2. Informacja na temat konsultacji przekazywana jest studentom podczas pierwszych zajęć danego z przedmiotu. 6