DE0496 Iegulto sistēmu arhitektūra un perifērijas iekārtas (studiju projekts)

Kods DE0496
Nosaukums Iegulto sistēmu arhitektūra un perifērijas iekārtas (studiju projekts)
Statuss Obligātais/Ierobežotās izvēles; Brīvās izvēles
Līmenis un tips Pamatstudiju, Profesionālais
Tematiskā joma Elektronika un telekomunikācijas
Struktūrvienība Datorzinātnes, informācijas tehnoloģijas un enerģētikas fakultāte
Mācībspēks Dmitrijs Pikuļins, Andris Igaunis
Kredītpunkti 3.0
Daļas 1
Anotācija Studenti apgūst mikroprocesoru un mikrokontrolleru uzbūvi un darbības mehānismus no lauktranzistoriem līdz instrukciju izpildei. Studiju projektā un laboratorijas darbos studenti iegūst praktiskas iemaņas un pieredzi mikrokontrolleru programmēšanā, programmas koda atkļūdošanā, ātrdarbības novērtēšanā un enerģijas patēriņa aprēķināšanā un mērīšanā. Tiek izpildīti praktiski uzdevumi datu ieguvē, apstrādē, uzglabāšanā un attēlošanā, izmantojot tikai mikrokontrolleri un tam pieslēgtās perifērijas. Studenti izpēta mikrokontrollera tipiskākos elektriskos slēgumus un savienojumus ar citām ierīcēm..
Studiju kursa saturs
Saturs Pilna un nepilna laika klātienes studijas Nepilna laika neklātienes studijas
Kontaktstundas Patstāvīgais darbs Kontaktstundas Patstāvīgais darbs
Ievads. Loģiskie slēgumi ar vairāk kā diviem ieejas signāliem. Dažādu loģisko darbību realizācija ar MOSFET slēgumiem. 1 2 0 0
Aritmētisko darbību realizēšana ar loģiskajiem elementiem. Rezultāta stabilizācijas laiks. Izmantoto tranzistoru skaits. Darbību mērogošana. Loģisko shēmu simulācijas programma Logisim. 1 2 0 0
Skaitļa papildkoda iegūšana ar loģiskajiem elementiem. Negatīvu skaitļu saskaitīšanas realizācija un pārpildes konstatēšana ar loģiskajiem elementiem. Darbības izpildes laiks. 1 1 0 0
Reizinātāja izveide no loģiskajiem elementiem. Darbības izpildes laiks. 1 2 0 0
Skaitļu loģiskās darbības AND, OR, NOT, XOR, LSL, LSR, ASR, ROL, ROR, un to realizācija ar MOSFET. Darbību izpildes laiks. 1 1 0 0
Procesora reģistru izveide. Aritmētiskā/loģiskā bloka izveide. Instrukciju dešifratora izveide. 2 3 0 0
SRAM atmiņas izveide no loģiskajiem elementiem. ROM un Programmas skaitītāja pieslēgšana atmiņai. 2 3 0 0
Taktēšanas signāla ceļš procesorā. Izveidotā procesora programmēšana un vienkāršas programmas izpilde. 2 3 0 0
Iepazīšanās ar reāla procesora instrukciju kopu. Vienkāršas programmas uzrakstīšana asamblerā, translēšana un iegūtā binārā koda salīdzināšana ar asamblera kodu. 2 3 0 0
Programmas strukturēšana funkcijās. Funkciju parametru nodošana un vērtības atgriešana. Vienkāršas funkcijas izveide un vairākkārtīga izsaukšana programmā. 3 2 0 0
Mikrokontrollera elektrisko izvadu uzbūve, darbības režīmi un vadība no programmas. 3 2 0 0
Mikrokontrollera kods ar pārtraukuma funkciju. Pārtraukuma funkcijas vektors. 3 2 0 0
Iepazīšanās ar mikrokontrolleru programmēšanas vidi. Iepazīšanās ar mikrokontrolleri, kas tiks izmantots laboratorijas darbos. 3 2 0 0
Mikrokontrollera izvadu kontrole reģistros. Izvadu darbināšana ieejas un izejas režīmā. 3 2 0 0
UART uzstādījumu maiņa reģistros. Teksta un skaitļu nosūtīšana uz datoru caur UART interfeisu. 3 2 0 0
Sprieguma un temperatūras mērīšana. Iegūtā rezultāta interpretācija un ACP rezultāta pārvēršana atbilstošajās mērvienībās. Tekstuāla rezultāta izvade. 1 1 0 0
Procesora frekvences maiņa. Taimera frekvences un uzstādījumu maiņa. Laika skaitītājs un programmas aizture. 1 2 0 0
Pārtraukuma funkcijas pieraksts, kontrole un realizācija taimerim, izvadiem, analogajam-ciparu pārveidotājam un UART interfeisam. 1 1 0 0
Informācijas uzkrāšana FLASH atmiņā. Atmiņas dzēšanas un ierakstīšanas metodes. Datu pārbaude ar CRC. 2 1 0 0
Mikrokontrollera darbības režīmu vadība. Strāvas mērījumi un to salīdzināšana dažādos režīmos. Metodes enerģijas patēriņa mazināšanai. 1 1 0 0
Koda vadība, izmantojot skārienjūtīgu elektrodu. 2 1 0 0
Informācijas attēlošana uz LCD ekrāna. 1 1 0 0
Kopā: 40 40 0 0
Mērķis un uzdevumi, izteikti
kompetencēs un prasmēs 		Kursa mērķis ir iemācīties programmēt mikrokontrollerus, kā arī apgūt tipiskākās mikrokontrolleru slēguma shēmas. Izvēlēties pielietojumam atbilstošu mikrokontrolleri. Novērtēt un izpētīt programmas izpildes ātrumu.
Sasniedzamie studiju
rezultāti un to vērtēšana 		Izprot mikrokontrollera uzbūvi, spēj patstāvīgi izveidot loģisko elementu slēgumu ar atbilstošo funkciju. - Laboratorijas darbu atskaišu aizstāvēšana. Studiju projekta aizstāvēšana.
Spēj izveidot vienkāršu programmu Asamblera programmēšanas valodā un novērtēt tās ātrdarbību. - Laboratorijas darbu atskaišu aizstāvēšana. Studiju projekta aizstāvēšana.
Prot uzrakstīt programmas C programmēšanas valodā, vienkāršu uzdevumu veikšanai ar mikrokontrolleri un tā perifērijām. - Laboratorijas darbu atskaišu aizstāvēšana. Studiju projekta aizstāvēšana.
Spēj novērtēt C programmēšanas valodā uzrakstīta koda ātrdarbību un aptuveno realizāciju mašīnkodā, atkļūdot kodu. - Laboratorijas darbu atskaišu aizstāvēšana. Studiju projekta aizstāvēšana.
Spēj uzrakstīt kodu, kas vienlaicīgi paralēli darbina vairākas perifērijas. - Laboratorijas darbu atskaišu aizstāvēšana. Studiju projekta aizstāvēšana.
Spēj likt mikrokontrollerim ievākt analogus un digitālus signālus, tos saglabāt, apstrādāt un attēlot uz ekrāna, kā arī nosūtīt uz citu iekārtu (datoru). - Laboratorijas darbu atskaišu aizstāvēšana. Studiju projekta aizstāvēšana.
Prot mikrokontrolleri darbināt zema enerģijas patēriņa režīmos. - Laboratorijas darbu atskaišu aizstāvēšana. Studiju projekta aizstāvēšana.
Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji
Laboratorijas darbi - 50%
Studiju projekts - 50%
 
Priekšzināšanas MOSFET darbības principi, Materiālzinību pamati, Līdzstrāvas ķēžu pamati, Ciparu elektronika un datoru arhitektūra,
Studiju kursa plānojums
Daļa KP Stundas Pārbaudījumi Pārbaudījumi (brīvai izvēlei)
Lekcijas Prakt. d. Lab. Ieskaite Eksāmens Darbs Ieskaite Eksāmens Darbs
1 3.0 0.0 20.0 20.0 * *
Pieteikties uz šo kursu
[Kursa apraksts PDF formātā]