1. SylabUZ
2. Wydział Nauk Inżynieryjno-Technicznych
3. semestr zimowy 2023/2024
4. Informatyka - drugiego stopnia z tyt. magistra inżyniera
5. Programowanie systemów mikroinformatycznych

Wygeneruj PDF dla tej strony

Programowanie systemów mikroinformatycznych - opis przedmiotu

Cel przedmiotu

• Zapoznanie z podstawowymi układami peryferyjnymi występującymi w systemach mikroinformatycznych i sposobami ich obsługi.
• Rozwinięcie i ukształtowanie umiejętności w zakresie oprogramowania systemów mikroinformatycznych.

Wymagania wstępne

Zapisz zmiany

Student powinien posiadać elementarną wiedzę w zakresie:

• elektroniki analogowej i cyfrowej,
• symboli stosowanych na schematach ideowych i analizy tych schematów,
• programowania w języku C.

Zakres tematyczny

System mikroinformatyczny. Podstawowe składowe systemu mikroprocesorowego. System mikroinformatyczny a system mikroprocesorowy. Mikrokontroler jako przykład systemu mikroinformatycznego.

Procesor Cortex-M7. Rodzina procesorów Cortex. Architektura procesorów Cortex-M7: podstawowe bloki funkcjonalne, magistrale, model programisty.

Mikrokontrolery STM32F7 jako przykład zaawansowanego systemu mikroinformatycznego z procesorem Cortex-M7. Ewolucja mikrokontrolerów STM32. Architektura mikrokontrolerów STM32F7. Mapa pamięci. Ścieżki dostępu procesora do pamięci danych i programu. Dostępne układy peryferyjne. Elementy sprzętowe mikrokontrolera wspomagające debugwanie i śledzenie kodu programu.

Tworzenie oprogramowania dla systemów mikroinformatycznych. Proces tworzenia oprogramowania. Tworzenie kodu wynikowego. Narzędzia wspomagające tworzenie szablonu kodu programu dla mikrokontrolerów STM32F7 z graficznym interfejsem użytkownika. Biblioteki HAL. Podstawowe pliki składowe projektu generowanego przez konfigurator STM32CubeMX.

Blok generacji sygnałów zegarowych w mikrokontrolerach STM32F7. Dostępne źródła sygnałów zegarowych. Podstawowe rejestry konfiguracyjne. Konfiguracja bloku z wykorzystaniem programu STM32CubeMX.

Układy wejścia-wyjścia ogólnego przeznaczenia. Porty we-wy w mikrokontrolerach STM32F7. Podstawowe tryby pracy linii portów. Konfiguracja linii portów z bezpośrednim wykorzystaniem rejestrów i za pośrednictwem programu STM32CubeMX.

Wyjątki. Pojęcie wyjątku w mikrokontrolerach STM32F7. Kontroler NVIC przerwań. Priorytet przerwań. Priorytet grupy i podgrupy wyjątków. Obsługa wyjątków. Przerwania i zdarzenia generowane na liniach portów mikrokontrolera.

Interfejs I²C jako przykład lokalnego interfejsu szeregowego. Podstawowa charakterystyka interfejsu. Konfiguracja interfejsu w mikrokontrolerach STM32F7. Podstawowe funkcje biblioteki HAL do obsługi interfejsu. Przykład praktycznego wykorzystania interfejsu I²C do komunikacji ze znakowym wyświetlaczem LCD.

Liczniki. Budowa liczników w mikrokontrolerach STM32F7. Konfiguracja liczników z wykorzystaniem programu STM32CubeMX. Przykłady praktycznego wykorzystania liczników.

Współpraca mikrokontrolera z sygnałami analogowymi. Konfiguracja i obsługa przetworników analogowo-cyfrowych (A/C) i cyfrowo-analogowych (C/A) występujących w mikrokontrolerach STM32F7. Przykłady praktycznego wykorzystania przetworników A/C i C/A.

Metody kształcenia

Wykład konwencjonalny z elementami dyskusji.

Ćwiczenia laboratoryjne.

Efekty uczenia się i metody weryfikacji osiągania efektów uczenia się

Opis efektu	Symbole efektów	Metody weryfikacji	Forma zajęć

Warunki zaliczenia

Warunkiem zaliczenia wykładu jest uzyskanie pozytywnych ocen z kolokwiów pisemnych przeprowadzanych co najmniej raz w semestrze.

Warunkiem zaliczenia zajęć laboratoryjnych jest uzyskanie pozytywnych ocen ze wszystkich przewidzianych do realizacji ćwiczeń.

Składowe oceny końcowej = wykład: 45% + laboratorium: 55%

Obciążenie pracą	Studia stacjonarne (w godz.)	Studia niestacjonarne (w godz.)
Godziny kontaktowe (udział w zajęciach; konsultacjach; egzaminie, itp.)	70	45
Samodzielna praca studenta (przygotowanie do: zajęć, kolokwium, egzaminu; studiowanie literatury przygotowanie: pracy pisemnej, projektu, prezentacji, raportu, wystąpienia; itp.)	55	80
Łącznie	125	125
Punkty ECTS	Studia stacjonarne	Studia niestacjonarne
Zajęcia z udziałem nauczyciela akademickiego	3	2
Zajęcia bez udziału nauczyciela akademickiego	2	3
Łącznie	5	5

Literatura podstawowa

1. Galewski M.: STM32. Aplikacje i ćwiczenia w języku C z biblioteką HAL. Wydawnictwo BTC, 2019.
2. Kurczyk A.: Mikrokontrolery STM dla początkujących. Wydawnictwo BTC, 2019.
3. Paprocki K.: Mikrokontrolery STM32 w praktyce. Wydawnictwo BTC, 2009.
4. Szumski M.: Mikrokontrolery STM32 w systemach sterowania i regulacji. Wydawnictwo BTC, 2018.
5. Bogusz J.: Lokalne interfejsy szeregowe w systemach cyfrowych. Wydawnictwo BTC, 2004.
6. Yiu J.: The Definitive Guide to ARM Cortex-M3 and Cortex-M4 Processors. Elsevier Science & Technology, 2011. Dostępne pod adresem https://www.sciencedirect.com/book/9780124080829/the-definitive-guide-to-arm-cortex-m3-and-cortex-m4-processors z komputerów pracujących w sieci UZ.

Literatura uzupełniająca

1. Hadam P.: Projektowanie systemów mikroprocesorowych. Wydawnictwo BTC, 2004.
2. Martin T.: The Designer's Guide to the Cortex-M Processor Family. Elsevier Science & Technology, 2016.
3. Martin T.: The Designer's Guide to the Cortex-M Processor Family. A Tutorial Approach. Elsevier Science & Technology, 2013. Dostępne pod adresem https://www.sciencedirect.com/book/9780080982960/the-designers-guide-to-the-cortex-m-processor-family z komputerów pracujących w sieci UZ.
4. Martin T.: The Designer's Guide to the Cortex-M Processor Family. Third Edition. Elsevier Science & Technology, 2023.
5. Yifeng Z.: Embedded Systems with Arm Cortex-M Microcontrollers in Assembly Language and C. E-man Press LCC, Third edition, 2017.

Uwagi

Zmodyfikowane przez dr inż. Mirosław Kozioł (ostatnia modyfikacja: 15-03-2023 12:26)