Wydział Informatyki - Informatyka (N1)
specjalność: Inżynieria chmurowa
Sylabus przedmiotu Mikrokontrolery:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Informatyka | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia niestacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Mikrokontrolery | ||
| Specjalność | Inżynieria systemów wbudowanych | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Architektury Komputerów i Telekomunikacji | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Mirosław Łazoryszczak <Miroslaw.Lazoryszczak@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Marek Jaskuła <Marek.Jaskula@zut.edu.pl>, Mariusz Kapruziak <Mariusz.Kapruziak@zut.edu.pl>, Krzysztof Makles <Krzysztof.Makles@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Architektura systemów komputerowych |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Wiedza o sposobach oprogramowania układów wejścia-wyjścia w autonomicznych systemach mikroprocesorowych. |
| C-2 | Umiejętność oprorgramowania systemu mikroprocesorowego w podstawowych zastosowaniach, ze szczególnym uwzględniem czujników, napędów, układów komunikacji i innych układów wejścia-wyjścia. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Praktyczne podstawy technologii montażu elektronicznego. | 1 |
| T-L-2 | Lista rozkazów AVR i podstawy asemblera. | 1 |
| T-L-3 | Modele programowania mikrokontrolera AVR (pętla główna, przerwania). Obsługa portów wejścia wyjścia i realizacja wybranej aplikacji. | 1 |
| T-L-4 | Obsługa wejść z eliminacją drgań zestyków. | 1 |
| T-L-5 | Wewnętrzny przetwornik analogowo-cyfrowy i przykładowe zastosowanie. | 1 |
| T-L-6 | Układ transmisji szeregowej, konfiguracja i przykłady aplikacyjne. | 1 |
| T-L-7 | Środowisko programistyczne mikrokontrolerów ARM Cortex-Mx, wybrane zestawy uruchomieniowe, elementy listy rozkazów, przykładowy projekt w języku asembler. | 2 |
| T-L-8 | Elementy programowania mikrokontrolerów ARM z wykorzystaniem standardu CMSIS oraz bibliotek wysokopoziomowych (np. HAL STM32). | 2 |
| T-L-9 | Przykładowa aplikacja – oprogramowanie wyświetlacza LCD. | 2 |
| T-L-10 | Programowanie wewnętrznych modułów mikrokontrolera (układy czasowe, przetworniki, kontrolery magistral itp.) i przykłady zastosowania do obsługi wyświetlacza graficznego, panelu dotykowego, kart pamięci oraz innych podzespołów. | 3 |
| T-L-11 | Realizacja wybranego soft-procesora w układach FPGA. | 2 |
| T-L-12 | Zaliczenie przedmiotu | 1 |
| 18 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Podstawy technologii montażu elektronicznego. | 1 |
| T-W-2 | Podstawowe architektury mikrokontrolerów ze szczególnym uwzględnieniem AVR i ARM. Platforma Arduino i jej warianty. | 1 |
| T-W-3 | Architektura mikrokontrolerów AVR. Lista rozkazów. Podstawy programowania. Zestawy ewaluacyjne. | 1 |
| T-W-4 | Moduły peryferyjne (układy czasowo-licznikowe, kontroler przerwań, przetworniki analogowo-cyfrowe) i sposób ich programowania. | 2 |
| T-W-5 | Magistrale w systemach opartych na mikrokontrolerach (USART, SPI, I2C). | 2 |
| T-W-6 | Typowe układy peryferyjne wykorzystywane w systemach wbudowanych (wyświetlacze alfanumeryczne i graficzne, klawiatury, panele dotykowe itp.) i przykłady programowania. | 2 |
| T-W-7 | Rodzina procesorów ARM. Mikrokontrolery ARM Cortex-Mx i ich natywne programowanie. Wybrane zestawy ewaluacyjne. | 2 |
| T-W-8 | Podstawowe układy peryferyjne w mikrokontolerach ARM (zarządzanie sygnałem zegarowym, uniwersalne porty we/wy, układy czasowo-licznikowe, układy komunikacyjne itp.). | 2 |
| T-W-9 | Zagadnienia niskomocowości, usypianie procesora, selektywne wyłączanie podzespołów. | 2 |
| T-W-10 | Procesory programowe (soft-procesory) w układach FPGA. | 2 |
| T-W-11 | Zaliczenie przedmiotu. | 1 |
| 18 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 18 |
| A-L-2 | Praca własna | 32 |
| 50 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 18 |
| A-W-2 | Udział w konsultacjach. | 2 |
| A-W-3 | Praca własna | 30 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny. |
| M-2 | Ćwiczenia laboratoryjne. |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie ustne lub pisemne. |
| S-2 | Ocena formująca: Realizacja zadań laboratoryjnych |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Itest_1A_D04.01_W01 Wiedza o sposobach oprogramowania układów wejścia-wyjścia w autonomicznych systemach mikroprocesorowych. | I_1A_W04, I_1A_W05 | — | — | C-1 | T-W-7, T-W-6, T-W-5, T-W-8, T-W-3, T-W-1, T-W-2, T-W-4, T-W-9, T-W-10 | M-1 | S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Itest_1A_D04.01_U01 Umiejętność oprorgramowania systemu mikroprocesorowego w podstawowych zastosowaniach, ze szczególnym uwzględniem czujników, napędów, układów komunikacji i innych układów wejścia-wyjścia. | I_1A_U05, I_1A_U06, I_1A_U07 | — | — | C-2 | T-L-1, T-L-2, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-11, T-L-3, T-L-8, T-L-10, T-L-9 | M-2 | S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| Itest_1A_D04.01_W01 Wiedza o sposobach oprogramowania układów wejścia-wyjścia w autonomicznych systemach mikroprocesorowych. | 2,0 | |
| 3,0 | Student zna podstawowe architektury procesorów, koncepcje i metody ich programowania w celu obsługi podstawowych urządzeń wejścia-wyjścia. Student zna podstawowe urządzenia wejścia-wyjścia. | |
| 3,5 | Jak na ocenę 3.0 oraz uzasadnia swoje odpowiedzi i przedstawia różne warianty realizacji zadań. | |
| 4,0 | Jak na ocenę 3.5 oraz zna możliwości i podaje przykłady modyfikacji przedstawianych rozwiązań. | |
| 4,5 | Jak na ocenę 4.0 oraz dodatkowo zna uzasadnienie celowości proponowanych podejść. | |
| 5,0 | Jak na ocenę 4.5 oraz proponuje samodzielne podejście do rozwiązania postawionych zadań. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| Itest_1A_D04.01_U01 Umiejętność oprorgramowania systemu mikroprocesorowego w podstawowych zastosowaniach, ze szczególnym uwzględniem czujników, napędów, układów komunikacji i innych układów wejścia-wyjścia. | 2,0 | |
| 3,0 | Student potrafi oprogramować różne architektury procesorów (ze szczególnym uwzględnieniem architektury AVR i ARM) w celu obsługi podstawowych urządzeń wejścia-wyjścia. | |
| 3,5 | Jak na ocenę 3.0 oraz potrafi zaprezentować i uzasadnić swoje rozwiązanie. | |
| 4,0 | Jak na ocenę 3.5 oraz potrafi samodzielnie zaproponować rozwiązanie. | |
| 4,5 | Jak na ocenę 4.0 oraz potrafi zaprezentować różne modyfikacje rozwiązania i uzasadnić swoje rozwiązanie. | |
| 5,0 | Jak na ocenę 4.5 oraz potrafi samodzielnie poszukiwać rozwiązań drobnych zadań projektowych. |
Literatura podstawowa
- Galewski M., Aplikacje i ćwiczenia w języku C z biblioteką HAL, BTC, Legionowo, 2019
- Kardaś M., Mikrokontrolery AVR. Język C – podstawy programowania, Atnel, Szczecin, 2018
- Yiu J., The Definitive Guide to ARM Cortex-M3 and Cortex-M4 Processors, Elsevier, 2014
Literatura dodatkowa
- Baranowski R., Wyświetlacze graficzne i alfanumeryczne w systemach mikroprocesorowych, BTC, Legionowo, 2008
- Bogusz J., Lokalne interfejsy szeregowe w systemach cyfrowych, BTC, Legionowo, 2004
- Kisiel R., Podstawy technologii dla elektroników, BTC, Legionowo, 2012, 2
- Yiu J., The Definitive Guide to Arm Cortex-M23 and Cortex-M33 Processors, Elsevier, 2021