Systemy wbudowane

Znajomość podstaw budowy i działania systemów mikroprocesorowych oraz znajomość podstaw programowania.

Przedmioty wprowadzające:

- Architektury systemów komputerowych.

- Podstawy programowania.

1. Godziny kontaktowe (z udziałem nauczyciela akademickiego):

Wykład 15

Laboratorium 30

Konsultacje 4

Zaliczenia 6

Łączna liczba godzin z udziałem nauczyciela akademickiego 55

2. Godziny niekontaktowe (praca własna studenta)

Studiowanie literatury i przygotowanie do zajęć 15

Realizacja zleconych zadań projektowych 30

Łączna liczba godzin niekontaktowych 45

godziny kontaktowe + samodzielna praca studenta OGÓŁEM: 100,00 godz.

liczba punktów ECTS = 100,00 godz.: 25,00 godz./ECTS = 4,00 ECTS

- w tym liczba punktów ECTS za godziny kontaktowe z bezpośrednim udziałem nauczyciela akademickiego - 2,2 punkta ECTS,

- w tym liczba punktów ECTS za godziny realizowane w formie samodzielnej pracy studenta - 1,8 punkta ECTS.

Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest udział studenta w przewidzianych planem studiów zajęciach dydaktycznych oraz uzyskanie pozytywnych ocen z prac objętych tymi zajęciami.

1. Zaliczenie laboratorium:

a) kartkówki i prace zaliczeniowe w trakcie trwania semestru;

b) indywidualna ocena pracy na zajęciach;

c) ocena końcowego projektu zaliczeniowego;

(U1,U2,K2)

(Próg zaliczenia 51% punktów)

2. Zaliczenie wykładu

a) test wiedzy;

(W1, W2, W3, W4, K1)

(Próg zaliczenia 51% punktów)

Celem wykładu i ćwiczeń laboratoryjnych jest zapoznanie studentów z podstawowymi problemami związanymi z konstrukcją i programowaniem prostych systemów mikroprocesorowych opartych o mikrokontrolery, na przykładzie 8-bitowego mikrokontrolera z rodziny MCS-51 oraz systemu mikroprocesorowego DSM-51. Tematami poruszanymi podczas zajęć są:

1. Wprowadzenie do tego, czym jest mikrokontroler, wskazanie przykładowych miejsc zastosowania mikrokontrolerów.

2. Budowa wewnętrzna oraz wyprowadzenia zewnętrzne przykładowego mikrokontrolera 8051.

3. Organizacja wbudowanych w przykładowy mikrokontroler obszarów pamięci oraz ich rola:

- ROM: adresy programów przerwań.

- RAM: obszar przełączalnych 4-banków rejestrów roboczych, obszar z możliwością indywidualnego adresowania poszczególnych bitów, obszar z możliwością adresowania wyłącznie całych bajtów, rejestry SFR, stos oraz adres początkowy stosu, opcjonalna dodatkowa przestrzeń wbudowanej pamięci RAM).

- metody odwoływania się (adresowania) do obszarów pamięci wbudowanych w mikrokontroler; wykorzystanie masek bitowych w zarządzaniu wartościami poszczególnych bitów składowych rejestrów.

4. Kod maszynowy oraz kod źródłowy. Przerwania sprzętowe, ich rola, możliwości oraz mechanizm ustalania priorytetów przerwań. Panowanie nad kolejnością wykonania kodu maszynowego - instrukcje skoków warunkowych i bezwarunkowych.

5. Systemy zapisu wartości liczbowych oraz sposób ich reprezentacji wewnątrz systemu mikroprocesorowego; operacje matematyczne i logiczne dostępne na liście rozkazów MCS-51 oraz ograniczenia płynące z architektury przykładowego mikrokontrolera 8-bitowego.

6. Taktowanie w systemach mikroprocesorowych; cykl zegarowy, maszynowy i rozkazowy; układy czasowo-licznikowe, ich budowa, konfiguracja i obsługa.

7. Cztery ośmiobitowe porty wejścia/wyjścia, ich budowa konfiguracja i obsługa.

8. Metoda dołączenia układów zewnętrznych do mikrokontrolera (w tym dodatkowych układów pamięci). Magistrala adresowa, danych i sterująca.

9. Metody odwoływania się (adresowania) do zewnętrznych obszarów pamięci. Sposoby przenoszenia danych pomiędzy pamięciami.

10. Obsługa urządzeń peryferyjnych wchodzących w skład systemu mikroprocesorowego DSM-51:

- interfrejsu komunikacyjnego USART na potrzeby komunikacji z komputerem PC

- wyświetlacza multipleksowanego i klawiatury multipleksowanej

- klawiatury matrycowej

- wyświetlacza ciekłokrystalicznego

Podstawowa

1. MCS 51 MICROCONTROLLER FAMILY USER'S MANUAL, lntel Corporation, FEBRUARY 1994

2. Architecture and Programming of 8051 Microcontrollers, Milan Verle, mikroElektronika; 1st

edition (2009)

http://www.mikroe.com/products/view/267/architecture-and-programming-of-8051-mcu-s/

3. Laboratorium systemów mikroprocesorowych, Jerzy Kotliński, Sławomir Kotyra, Lublin 2011

http://informatyka.umcs.lublin.pl/files/kotlinski.pdf

4. DSM-51 DYDAKTYCZNY SYSTEM MIKROPROCESOROWY Instrukcja Obsługi 3.01, MicroMade,

2006, 2007

Uzupełniająca

1. Podstawy programowania mikroprocesora 8051, Gałka P., Gałka P., Mikom, Warszawa 1995.

2. Mikrokontrolery 8051 w praktyce, Starecki T., Wydawnictwo BTC, Warszawa 2002

WIEDZA:

K_W02 - zna i rozumie wybrane zagadnienia z zakresu systemów operacyjnych ze szczególnym uwzględnieniem procesów, współbieżności, szeregowania zadań i zarządzania pamięcią (P6U_W, P6S_WG),

K_W03 - zna i rozumie pojęcia typu danych, składni, semantyki oraz podstawowe elementy biblioteki standardowej na przykładzie wybranego języka programowania (P6U_W, P6S_WG),

K_W05 - zna i rozumie wybrane zagadnienia związane z metodami projektowania, analizowania i programowania algorytmów (P6U_W, P6S_WG),

K_W06 - zna i rozumie wybrane zagadnienia związane z zarządzaniem informacją, w tym dotyczące systemów baz danych, modelowania danych, składowania i wyszukiwania (P6U_W, P6S_WG).

UMIEJĘTNOŚCI:

K_U01 - potrafi wykorzystywać posiadaną wiedzę do formułowania i rozwiązywania złożonych i nietypowych problemów informatycznych oraz do wykonywania zadań w warunkach nie w pełni przewidywalnych (P6U_U, P6S_UW),

K_U02 - potrafi właściwie dobrać źródła informacji naukowych z zakresu informatyki, dokonać ich oceny, krytycznej analizy i syntezy (P6U_U, P6S_UW),

K_U03 - potrafi właściwie dobrać oraz zastosować metody i narzędzia badawcze z zakresu informatyki, w tym zaawansowane techniki programistyczne i informacyjno-komunikacyjne (P6U_U, P6S_UW),

K_U04 - potrafi tworzyć algorytmy i programy komputerowe oraz wykorzystywać istniejące pakiety oprogramowania w celu zaprojektowania i wykonania prostych systemów informatycznych (P6U_U, P6S_UW),

K_U05 - potrafi komunikować się z otoczeniem z użyciem specjalistycznej terminologii z zakresu informatyki (P6U_U, P6S_UK),

K_U10 - potrafi samodzielnie planować i realizować własne uczenie się przez całe życie (P6U_U, P6S_UU).

KOMPETENCJE SPOŁECZNE:

K_K01 - jest przygotowany do krytycznej oceny posiadanej wiedzy i odbieranych treści, w szczególności z zakresu informatyki (P6U_K, P6S_KK),

K_K02 - jest przygotowany do uznawania znaczenia wiedzy w rozwiązywaniu problemów poznawczych i praktycznych oraz zasięgania opinii ekspertów w przypadku trudności z samodzielnym rozwiązaniem problemów z zakresu informatyki (P6U_K, P6S_KK),

K_K05 - jest przygotowany do myślenia i działania w sposób przedsiębiorczy (P6U_K, P6S_KO),

K_K06 - jest przygotowany do odpowiedzialnego pełnienia ról zawodowych, w tym przestrzegania zasad etyki zawodowej i wymagania tego od innych, dbałości o dorobek i tradycje zawodu informatyka (P6U_K, P6S_KR).