Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

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

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW4 18 2,00,40zaliczenie
laboratoriaL4 18 2,00,60zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Architektura systemów komputerowych

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Wiedza o sposobach oprogramowania układów wejścia-wyjścia w autonomicznych systemach mikroprocesorowych.
C-2Umiejętność 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

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Praktyczne podstawy technologii montażu elektronicznego.1
T-L-2Lista rozkazów AVR i podstawy asemblera.1
T-L-3Modele programowania mikrokontrolera AVR (pętla główna, przerwania). Obsługa portów wejścia wyjścia i realizacja wybranej aplikacji.1
T-L-4Obsługa wejść z eliminacją drgań zestyków.1
T-L-5Wewnętrzny przetwornik analogowo-cyfrowy i przykładowe zastosowanie.1
T-L-6Układ transmisji szeregowej, konfiguracja i przykłady aplikacyjne.1
T-L-7Środowisko programistyczne mikrokontrolerów ARM Cortex-Mx, wybrane zestawy uruchomieniowe, elementy listy rozkazów, przykładowy projekt w języku asembler.2
T-L-8Elementy programowania mikrokontrolerów ARM z wykorzystaniem standardu CMSIS oraz bibliotek wysokopoziomowych (np. HAL STM32).2
T-L-9Przykładowa aplikacja – oprogramowanie wyświetlacza LCD.2
T-L-10Programowanie 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-11Realizacja wybranego soft-procesora w układach FPGA.2
T-L-12Zaliczenie przedmiotu1
18
wykłady
T-W-1Podstawy technologii montażu elektronicznego.1
T-W-2Podstawowe architektury mikrokontrolerów ze szczególnym uwzględnieniem AVR i ARM. Platforma Arduino i jej warianty.1
T-W-3Architektura mikrokontrolerów AVR. Lista rozkazów. Podstawy programowania. Zestawy ewaluacyjne.1
T-W-4Moduły peryferyjne (układy czasowo-licznikowe, kontroler przerwań, przetworniki analogowo-cyfrowe) i sposób ich programowania.2
T-W-5Magistrale w systemach opartych na mikrokontrolerach (USART, SPI, I2C).2
T-W-6Typowe układy peryferyjne wykorzystywane w systemach wbudowanych (wyświetlacze alfanumeryczne i graficzne, klawiatury, panele dotykowe itp.) i przykłady programowania.2
T-W-7Rodzina procesorów ARM. Mikrokontrolery ARM Cortex-Mx i ich natywne programowanie. Wybrane zestawy ewaluacyjne.2
T-W-8Podstawowe układy peryferyjne w mikrokontolerach ARM (zarządzanie sygnałem zegarowym, uniwersalne porty we/wy, układy czasowo-licznikowe, układy komunikacyjne itp.).2
T-W-9Zagadnienia niskomocowości, usypianie procesora, selektywne wyłączanie podzespołów.2
T-W-10Procesory programowe (soft-procesory) w układach FPGA.2
T-W-11Zaliczenie przedmiotu.1
18

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach.18
A-L-2Praca własna32
50
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach.18
A-W-2Udział w konsultacjach.2
A-W-3Praca własna30
50

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny.
M-2Ćwiczenia laboratoryjne.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Zaliczenie ustne lub pisemne.
S-2Ocena formująca: Realizacja zadań laboratoryjnych

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
Itest_1A_D04.01_W01
Wiedza o sposobach oprogramowania układów wejścia-wyjścia w autonomicznych systemach mikroprocesorowych.
I_1A_W04, I_1A_W05C-1T-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-10M-1S-1

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób 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_U07C-2T-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-9M-2S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
Itest_1A_D04.01_W01
Wiedza o sposobach oprogramowania układów wejścia-wyjścia w autonomicznych systemach mikroprocesorowych.
2,0
3,0Student zna podstawowe architektury procesorów, koncepcje i metody ich programowania w celu obsługi podstawowych urządzeń wejścia-wyjścia. Student zna podstawowe urządzenia wejścia-wyjścia.
3,5Jak na ocenę 3.0 oraz uzasadnia swoje odpowiedzi i przedstawia różne warianty realizacji zadań.
4,0Jak na ocenę 3.5 oraz zna możliwości i podaje przykłady modyfikacji przedstawianych rozwiązań.
4,5Jak na ocenę 4.0 oraz dodatkowo zna uzasadnienie celowości proponowanych podejść.
5,0Jak na ocenę 4.5 oraz proponuje samodzielne podejście do rozwiązania postawionych zadań.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium 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
3,0Student potrafi oprogramować różne architektury procesorów (ze szczególnym uwzględnieniem architektury AVR i ARM) w celu obsługi podstawowych urządzeń wejścia-wyjścia.
3,5Jak na ocenę 3.0 oraz potrafi zaprezentować i uzasadnić swoje rozwiązanie.
4,0Jak na ocenę 3.5 oraz potrafi samodzielnie zaproponować rozwiązanie.
4,5Jak na ocenę 4.0 oraz potrafi zaprezentować różne modyfikacje rozwiązania i uzasadnić swoje rozwiązanie.
5,0Jak na ocenę 4.5 oraz potrafi samodzielnie poszukiwać rozwiązań drobnych zadań projektowych.

Literatura podstawowa

  1. Galewski M., Aplikacje i ćwiczenia w języku C z biblioteką HAL, BTC, Legionowo, 2019
  2. Kardaś M., Mikrokontrolery AVR. Język C – podstawy programowania, Atnel, Szczecin, 2018
  3. Yiu J., The Definitive Guide to ARM Cortex-M3 and Cortex-M4 Processors, Elsevier, 2014

Literatura dodatkowa

  1. Baranowski R., Wyświetlacze graficzne i alfanumeryczne w systemach mikroprocesorowych, BTC, Legionowo, 2008
  2. Bogusz J., Lokalne interfejsy szeregowe w systemach cyfrowych, BTC, Legionowo, 2004
  3. Kisiel R., Podstawy technologii dla elektroników, BTC, Legionowo, 2012, 2
  4. Yiu J., The Definitive Guide to Arm Cortex-M23 and Cortex-M33 Processors, Elsevier, 2021

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Praktyczne podstawy technologii montażu elektronicznego.1
T-L-2Lista rozkazów AVR i podstawy asemblera.1
T-L-3Modele programowania mikrokontrolera AVR (pętla główna, przerwania). Obsługa portów wejścia wyjścia i realizacja wybranej aplikacji.1
T-L-4Obsługa wejść z eliminacją drgań zestyków.1
T-L-5Wewnętrzny przetwornik analogowo-cyfrowy i przykładowe zastosowanie.1
T-L-6Układ transmisji szeregowej, konfiguracja i przykłady aplikacyjne.1
T-L-7Środowisko programistyczne mikrokontrolerów ARM Cortex-Mx, wybrane zestawy uruchomieniowe, elementy listy rozkazów, przykładowy projekt w języku asembler.2
T-L-8Elementy programowania mikrokontrolerów ARM z wykorzystaniem standardu CMSIS oraz bibliotek wysokopoziomowych (np. HAL STM32).2
T-L-9Przykładowa aplikacja – oprogramowanie wyświetlacza LCD.2
T-L-10Programowanie 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-11Realizacja wybranego soft-procesora w układach FPGA.2
T-L-12Zaliczenie przedmiotu1
18

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Podstawy technologii montażu elektronicznego.1
T-W-2Podstawowe architektury mikrokontrolerów ze szczególnym uwzględnieniem AVR i ARM. Platforma Arduino i jej warianty.1
T-W-3Architektura mikrokontrolerów AVR. Lista rozkazów. Podstawy programowania. Zestawy ewaluacyjne.1
T-W-4Moduły peryferyjne (układy czasowo-licznikowe, kontroler przerwań, przetworniki analogowo-cyfrowe) i sposób ich programowania.2
T-W-5Magistrale w systemach opartych na mikrokontrolerach (USART, SPI, I2C).2
T-W-6Typowe układy peryferyjne wykorzystywane w systemach wbudowanych (wyświetlacze alfanumeryczne i graficzne, klawiatury, panele dotykowe itp.) i przykłady programowania.2
T-W-7Rodzina procesorów ARM. Mikrokontrolery ARM Cortex-Mx i ich natywne programowanie. Wybrane zestawy ewaluacyjne.2
T-W-8Podstawowe układy peryferyjne w mikrokontolerach ARM (zarządzanie sygnałem zegarowym, uniwersalne porty we/wy, układy czasowo-licznikowe, układy komunikacyjne itp.).2
T-W-9Zagadnienia niskomocowości, usypianie procesora, selektywne wyłączanie podzespołów.2
T-W-10Procesory programowe (soft-procesory) w układach FPGA.2
T-W-11Zaliczenie przedmiotu.1
18

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach.18
A-L-2Praca własna32
50
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach.18
A-W-2Udział w konsultacjach.2
A-W-3Praca własna30
50
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięItest_1A_D04.01_W01Wiedza o sposobach oprogramowania układów wejścia-wyjścia w autonomicznych systemach mikroprocesorowych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_1A_W04Ma wiedzę o stanie obecnym i kierunkach rozwoju kluczowych obszarów informatyki i wybranych aspektów dyscyplin z otoczenia informatyki.
I_1A_W05Ma wiedzę o nowoczesnych metodach projektowania, analizowania, wytwarzania, testowania oprogramowania oraz rozwiązywania wybranych zadań inżynierskich obejmujących w szczególności narzędzia wspomagające wytwarzanie oprogramowania na różnych etapach powstawania, eksploatacji i rozwoju systemów informatycznych.
Cel przedmiotuC-1Wiedza o sposobach oprogramowania układów wejścia-wyjścia w autonomicznych systemach mikroprocesorowych.
Treści programoweT-W-7Rodzina procesorów ARM. Mikrokontrolery ARM Cortex-Mx i ich natywne programowanie. Wybrane zestawy ewaluacyjne.
T-W-6Typowe układy peryferyjne wykorzystywane w systemach wbudowanych (wyświetlacze alfanumeryczne i graficzne, klawiatury, panele dotykowe itp.) i przykłady programowania.
T-W-5Magistrale w systemach opartych na mikrokontrolerach (USART, SPI, I2C).
T-W-8Podstawowe układy peryferyjne w mikrokontolerach ARM (zarządzanie sygnałem zegarowym, uniwersalne porty we/wy, układy czasowo-licznikowe, układy komunikacyjne itp.).
T-W-3Architektura mikrokontrolerów AVR. Lista rozkazów. Podstawy programowania. Zestawy ewaluacyjne.
T-W-1Podstawy technologii montażu elektronicznego.
T-W-2Podstawowe architektury mikrokontrolerów ze szczególnym uwzględnieniem AVR i ARM. Platforma Arduino i jej warianty.
T-W-4Moduły peryferyjne (układy czasowo-licznikowe, kontroler przerwań, przetworniki analogowo-cyfrowe) i sposób ich programowania.
T-W-9Zagadnienia niskomocowości, usypianie procesora, selektywne wyłączanie podzespołów.
T-W-10Procesory programowe (soft-procesory) w układach FPGA.
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Zaliczenie ustne lub pisemne.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student zna podstawowe architektury procesorów, koncepcje i metody ich programowania w celu obsługi podstawowych urządzeń wejścia-wyjścia. Student zna podstawowe urządzenia wejścia-wyjścia.
3,5Jak na ocenę 3.0 oraz uzasadnia swoje odpowiedzi i przedstawia różne warianty realizacji zadań.
4,0Jak na ocenę 3.5 oraz zna możliwości i podaje przykłady modyfikacji przedstawianych rozwiązań.
4,5Jak na ocenę 4.0 oraz dodatkowo zna uzasadnienie celowości proponowanych podejść.
5,0Jak na ocenę 4.5 oraz proponuje samodzielne podejście do rozwiązania postawionych zadań.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięItest_1A_D04.01_U01Umiejętność oprorgramowania systemu mikroprocesorowego w podstawowych zastosowaniach, ze szczególnym uwzględniem czujników, napędów, układów komunikacji i innych układów wejścia-wyjścia.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_1A_U05Potrafi zaplanować i zrealizować eksperymenty w zakresie oceny wydajności, złożoności, efektywności systemów informatycznych i ich składowych.
I_1A_U06Potrafi pozyskiwać, przesyłać, przetwarzać dane, podsumowywać wyniki eksperymentów empirycznych, dokonywać interpretacji uzyskanych wyników i formułować wynikające z nich wnioski.
I_1A_U07Potrafi samodzielnie posługiwać się materiałami źródłowymi w zakresie analizy i syntezy zawartych w nich informacji oraz poddawać je krytycznej ocenie w odniesieniu do problemów informatycznych.
Cel przedmiotuC-2Umiejętność oprorgramowania systemu mikroprocesorowego w podstawowych zastosowaniach, ze szczególnym uwzględniem czujników, napędów, układów komunikacji i innych układów wejścia-wyjścia.
Treści programoweT-L-1Praktyczne podstawy technologii montażu elektronicznego.
T-L-2Lista rozkazów AVR i podstawy asemblera.
T-L-4Obsługa wejść z eliminacją drgań zestyków.
T-L-5Wewnętrzny przetwornik analogowo-cyfrowy i przykładowe zastosowanie.
T-L-6Układ transmisji szeregowej, konfiguracja i przykłady aplikacyjne.
T-L-7Środowisko programistyczne mikrokontrolerów ARM Cortex-Mx, wybrane zestawy uruchomieniowe, elementy listy rozkazów, przykładowy projekt w języku asembler.
T-L-11Realizacja wybranego soft-procesora w układach FPGA.
T-L-3Modele programowania mikrokontrolera AVR (pętla główna, przerwania). Obsługa portów wejścia wyjścia i realizacja wybranej aplikacji.
T-L-8Elementy programowania mikrokontrolerów ARM z wykorzystaniem standardu CMSIS oraz bibliotek wysokopoziomowych (np. HAL STM32).
T-L-10Programowanie wewnętrznych modułów mikrokontrolera (układy czasowe, przetworniki, kontrolery magistral itp.) i przykłady zastosowania do obsługi wyświetlacza graficznego, panelu dotykowego, kart pamięci oraz innych podzespołów.
T-L-9Przykładowa aplikacja – oprogramowanie wyświetlacza LCD.
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia laboratoryjne.
Sposób ocenyS-2Ocena formująca: Realizacja zadań laboratoryjnych
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student potrafi oprogramować różne architektury procesorów (ze szczególnym uwzględnieniem architektury AVR i ARM) w celu obsługi podstawowych urządzeń wejścia-wyjścia.
3,5Jak na ocenę 3.0 oraz potrafi zaprezentować i uzasadnić swoje rozwiązanie.
4,0Jak na ocenę 3.5 oraz potrafi samodzielnie zaproponować rozwiązanie.
4,5Jak na ocenę 4.0 oraz potrafi zaprezentować różne modyfikacje rozwiązania i uzasadnić swoje rozwiązanie.
5,0Jak na ocenę 4.5 oraz potrafi samodzielnie poszukiwać rozwiązań drobnych zadań projektowych.