SylabUZ
| Nazwa przedmiotu | Systemy kontrolno-pomiarowe |
| Kod przedmiotu | 06.9-WM-IB-P-48_15gen |
| Wydział | Wydział Mechaniczny |
| Kierunek | Inżynieria biomedyczna |
| Profil | ogólnoakademicki |
| Rodzaj studiów | pierwszego stopnia z tyt. inżyniera |
| Semestr rozpoczęcia | semestr zimowy 2016/2017 |
| Semestr | 5 |
| Liczba punktów ECTS do zdobycia | 4 |
| Typ przedmiotu | obowiązkowy |
| Język nauczania | polski |
| Sylabus opracował |
|
| Forma zajęć | Liczba godzin w semestrze (stacjonarne) | Liczba godzin w tygodniu (stacjonarne) | Liczba godzin w semestrze (niestacjonarne) | Liczba godzin w tygodniu (niestacjonarne) | Forma zaliczenia |
| Wykład | 15 | 1 | 9 | 0,6 | Zaliczenie na ocenę |
| Laboratorium | 15 | 1 | 9 | 0,6 | Zaliczenie na ocenę |
| Projekt | 15 | 1 | 9 | 0,6 | Zaliczenie na ocenę |
Celem kursu jest zdobycie przez studenta umiejętności praktycznych w zakresie projektowania mikroprocesorowych systemów akwizycji i sterowania. Efektem kształcenia przedmiotu jest przyswojenie wiedzy z zakresu elektroniki, informatyki oraz programowania niskopoziomowego w układach mikroprocesorowych. Student nabędzie zatem umiejętność zaprojektowania oraz oprogramowania układów mikroprocesorowych.
Podstawy elektrotechniki i elektroniki, automatyki, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów, Języki programowania.
Wykład:
Techniki mikroprocesorowe: systemy liczbowe – dziesiętny, szesnastkowy, binarny. Operacje arytmetyczne i logiczne. Zapis stało- i zmiennoprzecinkowy.
Architektura mikroprocesorów. Budowa mikroprocesorów, różnice między mikroprocesorem a mikrokontrolerem, architektury: (von Neumanna, Harvard, zmodyfikowany Harvard), mikroprocesory typu RISC, CISC, architektura ARM. Obsługa rejestrów. Struktura systemu mikroprocesorowego - jednostka centralna, pamięć, układy wejścia / wyjścia, magistrale.
Wykorzystanie bloków peryferyjnych mikroprocesora: przetwornik analogowo-cyfrowy, układy czasowe, sprzętowa generacja sygnału PWM, wykorzystanie układu input capture, przerwania zewnętrzne, watchdog.
Tworzenie analogowo-cyfrowych torów pomiarowych: dobór przetwornika pomiarowego, układu kondycjonowania, modułu pomiarowego, wykorzystanie i dobór wzmacniaczy instrumentalnych (INAxxx oraz ADxxx) do pomiaru sygnałów biologicznych.
Interfejsy: szeregowe i równoległe, w tym RS232, UART, USART, I2C, 1-Wire, SPI, USB, wady i zalety wybranych interfejsów, komunikacja bezprzewodowa przy wykorzystaniu modułów nRF24L01.
Mikrokontrolery rodziny STM32: cechy architektury, bloki funkcjonalne, wykorzystanie układów peryferyjnych, wykorzystanie systemów przerwań, przykłady oprogramowania w języku C. Środowisko IAR.
Tworzenie interaktywnych aplikacji mikroprocesorowych: wykorzystanie przycisków, joysticków analogowych i cyfrowych, wykorzystanie wyświetlaczy LED, LCD alfanumerycznych oraz graficznych.
Laboratorium:
Ćwiczenia laboratoryjne z wykorzystaniem makiet mikroprocesorowych z procesorem STM32. Ćwiczenia laboratoryjne obejmują: obsługę GPIO, dobór i wykorzystanie przetwornika ADC, opracowanie układu kondycjonowania i modułu pomiarowego, obsługę wybranych interfejsów szeregowych do komunikacji z PC, prezentację informacji na wyświetlaczach LCD, komunikację z czujnikami wybranych parametrów fizycznych, komunikację bezprzewodową pomiędzy mikroprocesorami, analizę zarejestrowanych danych.
Projekt:
Projekt wybranego systemu mikroprocesorowego, który będzie dokonywał akwizycji wybranych parametrów fizycznych otoczenia (temperatura, sygnał akustyczny, natężenie światła), rejestrował zebrane dane lub przesyłał do komputera PC oraz w zależności od wartości zebranych danych wykonywał pewne zaprogramowane polecenia charakterystyczne dla podstawowych inteligentnych systemów pomiarowo-kontrolnych. W ramach projektu zostanie wykonana platforma pomiarowa oraz raport ją opisujący.
Wykład konwersatoryjny, praca z literaturą źródłową, ćwiczenia laboratoryjne na makietach przygotowanych przez prowadzącego, praca w grupach nad realizacją projektu z podziałem na zadania. Praktyczne wykonanie działającego systemu mikroprocesorowgo na podstawie przygotowanego projektu.
| Opis efektu | Symbole efektów | Metody weryfikacji | Forma zajęć |
Wykład: Warunkiem zaliczenia jest uzyskanie pozytywnej oceny ze sprawdzianu przeprowadzonego w formie testu weryfikującego wiedzę stanowiącą tematykę wykładu.
Laboratorium: Warunkiem zaliczenia jest uzyskanie pozytywnych ocen z aplikacji wykonanych w czasie zajęć oraz z raportów wykonanych na podstawie wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych.
Projekt: Warunkiem zaliczenia jest uzyskanie pozytywnej oceny sumatywnej na którą składają się: ocena formatywna dokonywana na podstawie oceny stopnia realizacji poszczególnych etapów projektu, oceny za projekt dokonywane na podstawie KARTY ZALICZENIA PROJEKTU opisującej stopień realizacji założeń, funkcjonalności, przygotowania dokumentacji, oprogramowania i działania układu a także prezentacji wyników projektu i odpowiedzi na pytania związane z tematyką rozwiązywanego problemu.
Ocena końcowa na podstawie średniej arytmetycznej wykładu, projektu i laboratorium.
1. Hadam P., „Projektowanie systemów mikroprocesorowych”, BTC 2004
2. Pełka. R., Mikrokontrolery: architektura, programowanie, zastosowania”, WKŁ, Warszawa, 2000.
3. Mielczarek W., „Szeregowe interfejsy cyfrowe”, Helion, Gliwice, 1993
Zmodyfikowane przez dr hab. inż. Tomasz Klekiel, prof. UZ (ostatnia modyfikacja: 14-09-2016 13:39)
