Moodle FEL ČVUT
Návrh vestavných systémů
B241 - Zimní 2024/2025
Návrh vestavných systémů - B4B38NVS
| Kredity | 6 |
| Semestry | zimní |
| Zakončení | zápočet a zkouška |
| Jazyk výuky | čeština |
| Rozsah výuky | 2P+2L |
Anotace
Předmět je orientován na HW návrh nestavných systémů (VS) s orientací na mikrořadiče s jádrem ARM-Cortex M. Jsou prezentovány základy elektroniky a polovodičových prvků i z hlediska elektrických vlastností mikrořadičů a logických obvodů CMOS. Jsou prezentovány jednotlivé bloky VS a jejich funkce. Programování není hlavním cílem,
ale v laboratorních cvičeních při kompletním návrhu a realizaci jednoduchého VS je pouze nástrojem pro prověření funkčnosti a chování daných bloků.
ale v laboratorních cvičeních při kompletním návrhu a realizaci jednoduchého VS je pouze nástrojem pro prověření funkčnosti a chování daných bloků.
Cíle studia
Naučit principům návrhu vestavných systémů
Osnovy přednášek
1. Procesorové jádro ARM Cortex M, architektura, programátorský model
2. Mikrořadiče s jádrem ARM Cortex M, příprava programu, IDE, V/V brány a jejich konfigurace
3. Polovodičové prvky - dioda, bipolární a MOS tranzistor, zapojení s tranzistory
4. Operační zesilovač (OZ), vlastnosti ideálního a reálného OZ, základní zapojení s OZ; optron
5. Návrh a výpočet el. obvodů (zesilovače, spínače, ...) pro VS; převodníky ADC, DAC
6. Řady log. obvodů CMOS, vlastnosti, el. parametry, spolupráce rychlých log. obvodů, vedení, odrazy
7. Paměti mikrořadiče (vnitřní a vnější), typy a způsoby spolupráce s nimi
8. Napájení VS, proudový odběr, zálohování napájení, spojité a impulsní regulátory napětí¨
9. Jednotky čítačů, bloky input capture, output compare, PWM, řadič DMA
10. Připojení ovládacích prvků (tlačítka, klávesnice, dotyková obrazovka, ...) a jejich programová obsluha
11.Ovládání zobrazovacích prvků (LED, LCD), připojení řadiče grafického LCD, programová obsluha
12. Řadiče a rozhraní (UART, SPI, I2C, I2S, ...) mikrořadiče; dohlížecí a monitorovací obvody
13. Připojení relé a motorků (spínače, budiče, H-můstky); druhy motorků a způsoby jejich řízení
14. Rezerva
2. Mikrořadiče s jádrem ARM Cortex M, příprava programu, IDE, V/V brány a jejich konfigurace
3. Polovodičové prvky - dioda, bipolární a MOS tranzistor, zapojení s tranzistory
4. Operační zesilovač (OZ), vlastnosti ideálního a reálného OZ, základní zapojení s OZ; optron
5. Návrh a výpočet el. obvodů (zesilovače, spínače, ...) pro VS; převodníky ADC, DAC
6. Řady log. obvodů CMOS, vlastnosti, el. parametry, spolupráce rychlých log. obvodů, vedení, odrazy
7. Paměti mikrořadiče (vnitřní a vnější), typy a způsoby spolupráce s nimi
8. Napájení VS, proudový odběr, zálohování napájení, spojité a impulsní regulátory napětí¨
9. Jednotky čítačů, bloky input capture, output compare, PWM, řadič DMA
10. Připojení ovládacích prvků (tlačítka, klávesnice, dotyková obrazovka, ...) a jejich programová obsluha
11.Ovládání zobrazovacích prvků (LED, LCD), připojení řadiče grafického LCD, programová obsluha
12. Řadiče a rozhraní (UART, SPI, I2C, I2S, ...) mikrořadiče; dohlížecí a monitorovací obvody
13. Připojení relé a motorků (spínače, budiče, H-můstky); druhy motorků a způsoby jejich řízení
14. Rezerva
Osnovy cvičení
1. Úvod Použití IDE Keil, kit STM32VLDiscovery, blikání LED,
2. LED blinking,
3. Project_2 Schodišťový automat.
4. Project_3 Jednotka se 7- seg. zobraz. (sch. autom.),
5. Project 4 Control unit with LCD and RS232.
6. Project 5 (od. 9. týd.) DAQ system
2. LED blinking,
3. Project_2 Schodišťový automat.
4. Project_3 Jednotka se 7- seg. zobraz. (sch. autom.),
5. Project 4 Control unit with LCD and RS232.
6. Project 5 (od. 9. týd.) DAQ system
Literatura
[1] Yiu, J.: The Definitive Guide to ARM? Cortex -M3 and Cortex-M4 Processors, 2013, ISBN-13: 978-0124080829
[2] Vobecký, J., Záhlava, V.: Elektronika - Součástky a obvody, principy a příklady. 3. vydání, BEN, Praha
[3] ARM: Cortex-M3 Devices, Generic User Guide, ARM DUI 0552A
http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.dui0552a/DUI0552A_cortex_m3_dgug.pdf
[4] Martin T.: Insiders guide STM32, Hitex, 2009
http://www.hitex.com/fileadmin/pdf/insiders-guides/stm32/isg-stm32-v18d-scr.pdf
[2] Vobecký, J., Záhlava, V.: Elektronika - Součástky a obvody, principy a příklady. 3. vydání, BEN, Praha
[3] ARM: Cortex-M3 Devices, Generic User Guide, ARM DUI 0552A
http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.dui0552a/DUI0552A_cortex_m3_dgug.pdf
[4] Martin T.: Insiders guide STM32, Hitex, 2009
http://www.hitex.com/fileadmin/pdf/insiders-guides/stm32/isg-stm32-v18d-scr.pdf
Požadavky
B4B35APO Architektura počítačů, nebo
pro program Lékařská elektronika a bioinformatika - zápočet z : BAB37ZPR Základy programování
+ zápočet BAB36PRGA Programování v C
pro program Lékařská elektronika a bioinformatika - zápočet z : BAB37ZPR Základy programování
+ zápočet BAB36PRGA Programování v C