Microcontrollers

Course page (outside Moodle)
This subject is not present in Moodle. You can visit its homepage by clicking the "Course page (outside Moodle)" button on the right (if available).
Microcontrollers B6B34MK2
Credits 5
Semesters Winter
Completion Assessment + Examination
Language of teaching Czech
Extent of teaching 2P+2C
Annotation
Cíl předmětu je seznámit studenty s obsluhou zajímavých moderních periferií a senzorů pomocí mikrokontroléru. V laboratořích si studenti naprogramují vlastní aplikace a změří jejich vlastnosti. Vzhledem k použití programovacího jazyka C se bude možné soustředit převážně na praktické úlohy.
Course outlines
1. Základní pojmy mikroprocesorové techniky a architektury mikrokontrolérů, nastavení vstupů a výstupů, obsluha tlačítek, ovládání LED.
2. Specifika programování v jazyku C pro mikrokontroléry, vývojové prostředí a jeho možnosti, použití časového multiplexu, sedmisegmentové displeje, maticová klávesnice.
3. Význam přerušení, obsluha, zdroje, vektory a priority přerušení, rotační kodéry.
4. Obsluha inteligentních grafických, alfanumerických a LED displejů, dotykové panely, kapacitní dotyková tlačítka.
5. Zpracování analogových signálů, AD a DA převodníky, napěťové reference.
6. Odměřování časových úseků prostřednictvím hardwarových a softwarových prostředků.
7. Komunikace s inteligentními senzory, SPI, I2C,1-Wire, CAN.
8. Instrukční sada, jazyk symbolických adres, datová a programová paměť, přímá a nepřímá adresace, řízení běhu programu, větvení, podmíněné a nepodmíněné skoky.
9. Komunikace mikrokontroléru s PC, rozhraní USART, USB, RS-232, RS-422, RS-485.
10. Zpracování naměřených dat, zpracování pomocí tabulek, číselné konverze.
11. Řízení malovýkonových motorů (stejnosměrných, krokových a servomotorů), jednotky capture a compare, principy a metody výkonové regulace, PWM, PID.
12. Použití mikrokontrolérů v GSM a GPS aplikacích, RF identifikaci a bezdrátovém přenosu senzorových dat (Bluetooth, ZigBee, WiFi, IR), AT příkazy.
13. Mikrokontroléry s jádry ARM.
14. Konfigurační bity, zdroje hodinových signálů, komplexní přístup k řešení stability a bezpečnosti systému pomocí softwarových a hardwarových prostředků, možnosti programování mikrokontrolérů, bootloader.
Exercises outlines
Seznámení s vývojovým prostředím, obsluha tlačítek a LED, hardwarové a softwarové řešení potlačení zákmitů tlačítek.
2. Maticová klávesnice, sedmisegmentový displej, multiplexovaný režim.
3. Obsluha přerušení, priority přerušení, využití přerušení při obsluze tlačítek a maticové klávesnice.
4. Obsluha inteligentních grafických a alfanumerických LCD.
5. Obsluha AD převodníku, analogový senzor teploty, DA převodník.
6. Senzory s analogovým výstupem (rezistivní dotykový panel, analogový tříosý akcelerometr).
7. Komunikace po sběrnici I2C (EEPROM, senzor teploty a vlhkosti, senzor přiblížení).
8. Komunikace po sběrnici SPI (senzor tlaku, gyroskop, DA převodník).
9. Komunikace s PC (UART, RS232, USB).
10. Sběrnice RS-485, CAN.
11. Řízení malovýkonových motorů (stejnosměrných, krokových a servomotorů).
12. Aplikace s RFID.
13. Přenos informací prostřednictvím modulu Bluetooth, ZigBee, WiFi.
14. Zpracování a vyhodnocení dat z GPS modulu, ovládání GSM modulu pomocí AT příkazů.
Literature
1. Robert B.Reese: Microprocessors From Assembly Language to C Using The PIC18Fxx2, Da Vinci Engineering Press, Hingham Massachusetts 2005
2. Brian W. Kernighan, Dennis M. Ritchie: Programovací jazyk C, Computer Press, a.s., Brno 2006
3. Yiu, J.: The Definitive Guide to ARM Cortex-M3 and Cortex-M4 Processors Third Edition, Elsevier, 2014