Aplikace vestavných systémů - B4M38AVS

Kredity 6
Semestry letní
Zakončení zápočet a zkouška
Jazyk výuky čeština
Rozsah výuky 2P+2L
Anotace
Předmět prezentuje typické aplikace vestavných systémů (VS) a jejich specifika. Předpokládá se již zběhlost v programovacích technikách a je proto orientace více na popis a vysvětlení bloků a funkcí VS. Cílem je, aby absolvent kursu získal přehled o funkčních možnostech procesorů a mikrořadičů, jejich výkonu při zpracování signálu, vlastnostech periferních zařízeních a jejich využití v typických oblastech aplikací VS. Znalosti si prakticky ověří v laboratoři při samostatném návrhu aplikace VS v zadaném typu zařízení.
Cíle studia
Cílem předmětu je poskytnout studentům přehled o funkčních schopnostech, výkonových a periferních zařízeních, vstupních a výstupních blocích, které jim umožní orientovat se ve volbě mikroprocesoru a mikrokontroléru v daném vestavěném systému a jeho následném použití a programování.
Osnovy přednášek
1. Architektura ARM Cortex M pro vestavné systémy
2. Mikrořadiče s jádrem ARM
3. Funkční bloky a rozhraní mikrořadičů, elektrické parametry V/V pinů
4. Bloky VS a způsoby komunikace s obsluhou, způsoby programového ovládání
5. Způsoby připojení a ovládání výstupních členů (elektromechanických, silových, ...)
6. Číslicové zpracování signálu - digitalizace, vzorkování, kvantování, spektrum, vzorkovací teorém
7. Generace signálu, přímá číslicová syntéza - DDS, signálové procesory
8. Spektrální analýza, FFT- DFT, korelační funkce a jejich využití
9. Číslicové filtry - základní typy a použití, realizace pomocí mikrořadiče a DSP
10. Polovodičové senzory a MEMS, spolupráce s VS, zpracování jejich informace
11. Obrazové a optoelektronické senzory, vstup obrazu do VS a jeho využití
12. Bloky a funkce VS v "automotive" zařízeních,hračkách, elektronice pro nošení (wearable)
13. Aplikace VS v domácí, domovní a zabezpečovací elektronice, oblast "internet of things"
14. Rezerva
Osnovy cvičení
1. Konfigurace GPIO a časovače na procesoru ARM STM32F2xx
2. Komunikace přes UART rozhraní
3. Využit rotačního enkodéru pro ovládání aplikace, řízení plně grafického LCD a tvorba vlastní knihovny
4. Dokončení úlohy z minula - řízení grafické LCD a tvorba vlastní knihovny
5. Využití A/D a D/A převodníku na procesoru ARM STM32F2xx
6. Ovládání dvouosého akcelerometru
7. Využití rozhraní Ethernet pro vzdálený přístup
8. Implementace algoritmu DDS
9. Návrh a implementace číslicových filtrů (FIR)
10. Řešení individuálního projektu
11. Řešení individuálního projektu
12. Řešení individuálního projektu
13. Řešení individuálního projektu
14.Odevzdání individuálního projektu, prezentace projektů, hodnocení, udělení zápočtů
Literatura
[1] Yiu J.: The Definitive Guide to ARM? Cortex -M3 and Cortex-M4 Processors, Newnes
[2] Balch, M.: COMPLETE DIGITAL DESIGN. A Comprehensive Guide to Digital Electronics and Computer System Architecture, McGRAW-HILL
Požadavky
Základní znalost programovacího jazyka C/C++