Wydział Elektryczny - Elektrotechnika (S1)
Sylabus przedmiotu Podstawy programowania mikroprocesorów i procesorów DSP:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Elektrotechnika | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | nauki techniczne, studia inżynierskie | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Podstawy programowania mikroprocesorów i procesorów DSP | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Inżynierii Systemów, Sygnałów i Elektroniki | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Witold Mickiewicz <Witold.Mickiewicz@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Andrzej Biedka <Andrzej.Biedka@zut.edu.pl>, Sławomir Kocoń <Slawomir.Kocon@zut.edu.pl>, Tomasz Miłosławski <Tomasz.Miloslawski@zut.edu.pl>, Piotr Okoniewski <Piotr.Okoniewski@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 5,0 | ECTS (formy) | 5,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Informatyka (podstawy programowania w C) |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Celem przedmiotu jest zapoznanie studenta z podobieństwami i różnicami w budowie, programowaniu i zastosowaniu mikroprocesorów i procesorów sygnałowych do realizacji zadań przetwarzania danych i sterowania |
| C-2 | Rozbudzenie zainteresowania oraz ukształtowanie wstępnych umiejętności programowania mikroprocesorów i procesorów sygnałowych |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Organizacja zajęć. Omówienie stanowiska dydaktycznego, zapoznanie ze środowiskiem IDE. | 2 |
| T-L-2 | Wprowdzenie do języka C dla mikrokontrolera. proste struktury programowe w języku C. | 2 |
| T-L-3 | Obsługa portów I/O mikrokontrolera. Instrukcje logiczne i arytmetyczne w obsłudze portów. | 2 |
| T-L-4 | Układy czasowo-licznikowe mikrokontrolera. Tworzenie programów z wykorzystaniem różnych trybów pracy układów czasowo-licznikowych. | 2 |
| T-L-5 | Wektoryzowany układ przerwań mikrokontrolera. Tworzenie programów przerwaniowej obsługi układów czasowo-licznikowych. | 2 |
| T-L-6 | Układy wyświetlania informacji z wyświetlaczami siedmio-segmentowymi. | 4 |
| T-L-7 | Układy wprowadzania informacji: układy stykowe, klawiatury. | 2 |
| T-L-8 | Sterowanie silnika krokowego. | 2 |
| T-L-9 | Oprogramowanie kanałów PWM. | 2 |
| T-L-10 | Oprogramowanie przetwornika A/C. | 2 |
| T-L-11 | Oprogramowanie portu szeregowego UART. Transmisja informacji do komputera PC. | 4 |
| T-L-12 | Sterowanie modułów wyświetlaczy LCD. | 2 |
| T-L-13 | Zaliczenie części uP. | 2 |
| T-L-14 | DSP: Podstawy programowania DSP. Operacje na rejestrach. Stosowanie funkcji ALU i MAC. Flagi i Timer | 4 |
| T-L-15 | DSP: Obsługa systemu przerwań w procesorze sygnałowym. | 4 |
| T-L-16 | DSP: Obsługa przetworników A/C i C/A (codec audio). | 4 |
| T-L-17 | DSP: Przetwarzanie sample-by-sample. Implementacja filtrów cyfrowych w dziedzinie czasu. | 4 |
| T-L-18 | DSP: Przetwarzanie blokowe. Implementacja filtrów cyfrowych w dziedzinie częstotliwości. | 4 |
| T-L-19 | DSP: Implementacja miernika mocy czynnej i biernej z wykorzystaniem procesora sygnałowego. | 4 |
| T-L-20 | DSP: Implementacja algorytów sterowania silnikiem elektrycznym. | 4 |
| T-L-21 | Zaliczenie części DSP | 2 |
| 60 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Wstęp. Omówienie cech i budowy wewn. wybranych typów mikroprocesorów. | 2 |
| T-W-2 | Wprowadzenie do programowania wybranych wewnętrznych struktur mikroprocesora: porty, timer. | 2 |
| T-W-3 | Programowanie wybranych wewnętrznych struktur mikroprocesora: system przerwań. | 2 |
| T-W-4 | Komunikacja szeregowa USART, I2C i SPI. | 2 |
| T-W-5 | Sterowanie z wykorzystaniem PWM (ang. Pulse-width modulation). | 1 |
| T-W-6 | Procesor sygałowy: podobieństwa i różnice w stosunku do mikroprocesorów, obszar aplikacji. Budowa wewnętrzna współczesnmych procesorów sygnałowych. | 1 |
| T-W-7 | Programowanie procesorów sygnałowych z wykorzystaniem środowiska IDE. Sterowanie flagami, obsługa timerów i przerwań w procesorze sygnałowym. | 2 |
| T-W-8 | Metody implementacji podstawowych algorytmów przetwarzania sygnałów w procesorze sygnałowym. | 3 |
| 15 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach. Zaliczenie zajęć. | 60 |
| A-L-2 | Przygotowanie do zajęć i zaliczenia | 30 |
| 90 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 15 |
| A-W-2 | Samodzielne studiowanie materiałów literaturowych i umiejetności programowania. | 44 |
| A-W-3 | Zaliczenie. | 1 |
| 60 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład z wykorzystaniem prezentacji |
| M-2 | Demonstracja zrealizowanych algorytmów na procesorze |
| M-3 | Stanowisko laboratoryjne: nauka programowania procesora |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Ocena z pracy pisemnej sprawdzającej przygotowanie studenta do wykonania ćwiczenia laboratoryjnego. |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana po praktycznym zaliczeniu zajęć laboratoryjnych na podstawie nabytych umiejętności oraz ocen cząstkowych. |
| S-3 | Ocena formująca: Ocena pracy w zespole laboratoryjnym. |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| EL_1A_B08_W01 Student zna i rozumie działanie i zastosowanie mikroprocesorów i DSP, rozumie działanie portów, timera, systemu przerwań mikroprocesora. | EL_1A_W12, EL_1A_W13, EL_1A_W14, EL_1A_W24 | — | — | C-1, C-2 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8 | M-1, M-3, M-2 | S-1, S-3, S-2 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| EL_1A_B08_U01 Student potrafi zrozumieć, przeanalizować i zaprogramować mikroprocesor na bazie zadanego prostego algorytmu | EL_1A_U07 | — | — | C-1, C-2 | T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-16, T-L-15, T-L-14, T-L-21 | M-1, M-3, M-2 | S-1, S-3, S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| EL_1A_B08_W01 Student zna i rozumie działanie i zastosowanie mikroprocesorów i DSP, rozumie działanie portów, timera, systemu przerwań mikroprocesora. | 2,0 | |
| 3,0 | Student zna i rozumie działanie i zastosowanie mikroprocesorów i DSP, rozumie działanie portów, timera, systemu przerwań mikroprocesora. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| EL_1A_B08_U01 Student potrafi zrozumieć, przeanalizować i zaprogramować mikroprocesor na bazie zadanego prostego algorytmu | 2,0 | |
| 3,0 | Student potrafi zrozumieć, przeanalizować i zaprogramować mikroprocesor na bazie zadanego prostego algorytmu. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Analog Devices, ADSP-21161 SHARC DSP Hardware Reference, 2002, wersja elektroniczna dostępna na stronie www.analog.com
- Kernighan Brian, Ritchie Dennis, Język ANSI C. Programowanie. Wydanie II, Helion, Gliwice, 2010
- Kardaś Mirosław, Mikrokontrolery AVR. Język C - podstawy programowania, ATNEL, Szczecin, 2013
- Francuz Tomasz, Język C dla mikrokontrolerów AVR. Od podstaw do zaawansowanych aplikacji. Wydanie II, Helion, Gliwice, 2015
Literatura dodatkowa
- John Tomarakos, Dan Ledger, Using The Low-Cost, High Performance ADSP-21161 SIMD Digital Signal Processor For Digital Audio Applications, DSP Applications Group, Analog Devices, 2001, Revision 2.0 - 8/9/01