Nazwa przedmiotu: PROGRAMOWANIE SYSTEMÓW WBUDOWANYCH Kierunek: Mechatronika Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy w ramach treści specjalności: systemy sterowania Rodzaj zajęd: wykład, laboratorium I KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE C1. Zapoznanie studentów z problematyką zaawansowanego programowania 8 i 32 bitowych wbudowanych poprzez realizację złożonych aplikacji wykorzystujących możliwości sprzętowe i programowe elementów peryferyjnych. C2. Nabycie przez studentów praktycznych umiejętności projektowania, programowania, uruchamiania, testowania i usuwania błędów rozbudowanych 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. Umiejętnośd wykonywania działao matematycznych do rozwiązywania postawionych zadao związanych doborem parametrów pracy oprogramowywanych elementów peryferyjnych mikrokontrolerów. 3. Umiejętnośd korzystania z różnych źródeł informacji w tym z instrukcji i dokumentacji technicznej. 4. Umiejętności pracy samodzielnej i w grupie. 5. Umiejętności prawidłowej interpretacji i prezentacji własnych działao. EFEKTY KSZTAŁCENIA EMBEDDED SYSTEMS PROGRAMMING Poziom przedmiotu: II stopnia Liczba godzin/tydzieo: 1W, 2L Kod przedmiotu: C02 Rok: I Semestr: II Liczba punktów: 3 ECTS EK 1 Identyfikuje i wyjaśnia podstawowe zagadnienia z zakresu programowania EK 2 potrafi wymienid i opisad środowiska programistyczne i oraz w jaki sposób z nich skorzystad, by przygotowad i uruchomid aplikację, EK 3 potrafi wymienid i opisad wybrane mikrokontrolery pod względem sprzętowym i programowym, EK 4 potrafi zaprojektowad układ logiczny programu, który będzie realizował zadania wybranej aplikacji, EK 5 potrafi wykorzystad środowisko programistyczne do napisania, skompilowania, uruchomienia, testowania w celu detekcji i eliminacji błędów, EK 6 potrafi dokonad doboru mikrokontrolera do określonej aplikacji z uwzględnieniem zestawu jego elementów peryferyjnych i parametrów ich pracy dla bieżących i przyszłych potrzeb aplikacji,
EK 7 potrafi przygotowad sprawozdanie z przebiegu realizacji dwiczeo. TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęd WYKŁADY Liczba godzin W 1 Wprowadzenie do programowania wbudowanych. Omówienie zakresu 1 przedstawianej problematyki. W 2 Pamięd w systemach wbudowanych. Architektura pamięci. 1 W 3 Wpływ oprogramowania na projektowanie sprzętu. Migracja oprogramowania do 1 nowej architektury procesora. W 4 Dobór CPU do wymagao aplikacji. 1 W 5 Powstające technologie do rozwoju oprogramowania dla 1 wbudowanych. W 6 Wybór środowiska programistycznego. Eclipse jako praktyczna opcja otwartego 1 środowiska programistycznego. W 7 Aspekty programowania w C i C++. 1 W 8 Systemy czasu rzeczywistego. 1 W 9 Systemy operacyjne czasu rzeczywistego. 1 W 10 Praca sieciowa wbudowanych. 1 W 11 Logika programowalna w systemach wbudowanych. 1 W 12 Programowanie dla nietypowych układów pamięci. 1 W 13 Auto-testowanie w systemach wbudowanych. 1 W 14 Elementy interfejsu użytkownika w systemach wbudowanych. 1 W 15 Przykłady aplikacji. 1 Forma zajęd LABORATORIUM Liczba godzin L 1 Omówienie zadao projektowych dla systemu 8-bitowego. Środowisko µvision. 2 L 2 Przykłady procedur. 2 L 3 Realizacja zawansowanych funkcji pomiarowych przy pomocy timer-ów. 2 L 4 Generacja przebiegu z MSI. 2 L 5 Projekt dla systemu 8-bitowego. Wybór aplikacji, określenie założeo projektowych. 2 L 6 Realizacja projektu. 2 L 7 Testowanie aplikacji. Dyskusja uzyskanych efektów działania aplikacji. 2 L 8 Omówienie zadao projektowych dla systemu 32-bitowego. Środowisko Eclipse. 2 L 9 Obsługa portów równoległych dla mikrokontrolera 32-bitowego. 2 L 10 Układ USART i system przerwao. 2 L 11 Obsługa graficznego wyświetlacza LCD przez port SPI. 2 L 12 Obsługa portu USB. 2 L 13 Projekt dla systemu 32-bitowego. Określenie założeo projektowych. 2 L 14 Realizacja projektu. 2 L 15 Testowanie aplikacji. Dyskusja uzyskanych efektów działania aplikacji. 2 NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE 1. wykład z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych 2. dwiczenia laboratoryjne, opracowanie sprawozdao z realizacji przebiegu dwiczeo 3. przykładowe programy 4. instrukcje do wykonania dwiczeo laboratoryjnych 5. środowiska programistyczne do realizacji programu dwiczeo 6. urządzenia zewnętrzne takie jak: zasilacze, generatory, oscyloskopy pomocne w realizacji niektórych zadao 2
7. stanowiska do dwiczeo wyposażone w płytki ewaluacyjne zawierające mikrokontrolery i zewnętrzne elementy wykorzystywane do realizacji programu dwiczeo SPOSOBY OCENY ( F FORMUJĄCA, P PODSUMOWUJĄCA). ocena przygotowania do dwiczeo laboratoryjnych. ocena umiejętności stosowania zdobytej wiedzy podczas wykonywania dwiczeo F3. ocena sprawozdao z realizacji dwiczeo objętych programem nauczania F4. ocena aktywności podczas zajęd. 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 Zapoznanie się ze wskazaną literaturą Przygotowanie do dwiczeo laboratoryjnych Wykonanie sprawozdao z realizacji dwiczeo laboratoryjnych (czas poza zajęciami laboratoryjnymi) Udział w konsultacjach Przygotowanie do testu z wykładu Średnia liczba godzin na zrealizowanie aktywności 15W 30L 45 h 2.5 h 10 h 10 h 5 h 2.5 h Suma 75 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 zajęd o charakterze praktycznym, w tym zajęd laboratoryjnych i projektowych 3 ECTS 2 ECTS 2 ECTS 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, 3
8. Marwedel P.: Embedded System Design Kluwer Academic Publishers, Boston 2003. PROWADZĄCY PRZEDMIOT ( IMIĘ, NAZWISKO, ADRES E-MAIL) Dr inż. Jerzy Jelonkiewicz, jerzy.jelonkiewicz@iisi.pcz.pl Matryca realizacji i weryfikacji efektów kształcenia Efekt kształcenia EK1 EK2 Odniesienie danego efektu do efektów zdefiniowanych dla całego programu (PEK) K_W04_A_04 K_W17_C_02 K_W04_A_04 K_W17_C_02 Cele przedmiotu C1 EK3 K_W17_C_02 C1 EK4 EK5 K_U04_A_04 K_U17_C_02 K_U04_A_04 K_U17_C_02 Treści programowe Narzędzia dydaktyczne 1-7 C1 W6, L1, L8 1-5 C2 C2 EK6 K_W17_C_02 C2 1-4, 7 1-4, 6, 7 EK7 K_U01_A_01 C2 1-7 1-5 1-7 Sposób oceny P2 P2 F3 F4 F3 F4 F3 P2 4
II. FORMY OCENY - SZCZEGÓŁY EK1, EK2, EK3 Student identyfikuje i objaśnia podstawowe zagadnienia z zakresu podaje przykłady wykorzystania takich Na ocenę 2 Na ocenę 3 Na ocenę 4 Na ocenę 5 Student nie objaśnia podstawowych pojęd z zakresu wbudowanych Student częściowo identyfikuje oraz objaśnia zagadnienia z zakresu wbudowanych Student identyfikuje oraz objaśnia zagadnienia z zakresu potrafi wskazad właściwą metodę realizacji zadania z wykorzystaniem systemu wbudowanego Student szczegółowo identyfikuje oraz objaśnia zagadnienia z zakresu materiału objętego programem nauczania, samodzielnie zdobywa i poszerza wiedzę przy użyciu różnych źródeł EK4, EK5, EK6 Student potrafi zastosowad zdobytą wiedzę w praktycznym rozwiązywaniu problemów związanych z systemami wbudowanymi Student nie potrafi zrealizowad prostej aplikacji z wykorzystaniem nawet z pomocą wytyczonych instrukcji oraz prowadzącego Student nie potrafi wykorzystad zdobytej wiedzy, zadania wynikające z realizacji dwiczeo wykonuje z pomocą prowadzącego Student poprawnie wykorzystuje wiedzę oraz samodzielnie rozwiązuje problemy wynikające w trakcie realizacji dwiczeo Student potrafi dokonad wyboru właściwych elementów peryferyjnych systemu wbudowanego do realizacji zadania oraz wykorzystad środowisko programistyczne do napisania, skompilowania, uruchomienia i testowania aplikacji EK7 Student potrafi efektywnie prezentowad i dyskutowad wyniki własnych działao Student nie opracował sprawozdania/ Student nie potrafi zaprezentowad wyników swoich badao Student wykonał sprawozdanie z wykonanego dwiczenia, ale nie potrafi dokonad interpretacji oraz analizy wyników własnych badao Student wykonał sprawozdanie z wykonanego dwiczenia, potrafi prezentowad wyniki swojej pracy oraz dokonuje ich analizy Student wykonał sprawozdanie z wykonanego dwiczenia, potrafi w sposób zrozumiały prezentowad, oraz dyskutowad osiągnięte wyniki Dopuszcza się wystawienie oceny połówkowej o ile student spełniający wszystkie efekty kształcenia wymagane do oceny pełnej spełnia niektóre efekty kształcenia w stopniu odpowiadającym ocenie wyższej. III. INNE PRZYDATNE INFORMACJE O PRZEDMIOCIE 1. Wszelkie informacje dla studentów (prezentacje do zajęd, instrukcje do dwiczeo laboratoryjnych, przykładowe aplikacje) dostępne są na stronie internetowej http://www.kik.pcz.pl. 2. Informacja na temat konsultacji przekazywana jest studentom podczas pierwszych zajęd danego z 5
przedmiotu. 6