Detail předmětu
Aplikace embedded systémů v mechatronice
FSI-REV Ak. rok: 2027/2028 Letní semestr
Předmět seznamuje studenty se základními principy návrhu a vývoje embedded aplikací. Studenti porozumí architektuře vestavných systémů, principům práce s periferiemi mikrokontrolérů a naučí se efektivní algoritmizaci v prostředí s omezenými výpočetními a paměťovými zdroji.
Teoretická část přednášek je doplněna praktickými cvičeními, v nichž si studenti osvojí programování v jazyce C, návrh firmwaru a práci s mikrokontroléry AVR při vývoji jednoduchých vestavných aplikací.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
5
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
- Schopnost číst technickou dokumentaci v anglickém jazyce.
- Základní znalost algoritmizace a programování.
- Znalost základních elektrotechnických principů.
Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů
Hodnocení probíhá podle bodové škály 0–100 bodů:
až 40 bodů za průběžné testy během semestru.
až 60 bodů za semestrální projekt.
Při hodnocení projektů a úloh se posuzuje především funkčnost, kvalita zpracování a dodržení technických požadavků. Účast na přednáškách a cvičeních je povinná a kontrolována.
Učební cíle
Kurz poskytuje ucelený úvod do vývoje embedded systémů. Po úspěšném absolvování předmětu student:
- rozumí architektuře mikrokontrolérů a principům činnosti jejich periferií,
- dokáže programovat mikrokontroléry v jazyce C,
- dokáže navrhnout, implementovat a otestovat základní embedded aplikace,
- dokáže samostatně analyzovat technické problémy a vytvářet funkční firmwarová řešení pro mikrokontroléry.
Studijní opory
KERNIGHAN, Brian W. a Dennis M. RITCHIE. Programovací jazyk C. Brno: Computer Press, 2013. ISBN 978-80-251-0897-0.
WHITE, Elecia. Making Embedded Systems. 2. vyd. O’Reilly Media, 2024. ISBN 978-1-098-15154-6.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program B-MET-P: Mechatronika, bakalářský, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
13 hod., povinná
Osnova
1. Úvod do embedded systémů a jazyka C
2. Funkce a modulární programování
3. Pointery a struktury, preprocesor a překladač
4. Architektura MCU a práce s GPIO
5. Přerušení a časovače
6. UART komunikace
7. Převodník ADC, převodníky DAC
8. Generování PWM signálů
9. Watchdog (WDT), úsporné režimy
10. SPI komunikace, I2C komunikace
11. Návrh a ladění embedded aplikací
12. Zadání mikroprojektu (přehrávač zvuku)
13. Shrnutí, konzultace k projektu
Laboratorní cvičení
39 hod., povinná
Osnova
1. Úvod a seznámení s vývojovým prostředím
2. Programovací jazyk C – základní syntaxe, funkce, podmínky a cykly
3. Programovací jazyk C – pointery, struktury a práce s daty v paměti
4. Práce s GPIO – vstupy, výstupy a ovládání LED
5. Přerušení a časovače
6. UART komunikace – přenos dat do PC
7. Měření signálů pomocí ADC, generování s DAC
8. Generování signálů pomocí PWM
9. Watchdog a režimy úspory energie
10. SPI komunikace a I²C komunikace
11. Semestrální projekt – zadání, návrh, implementace, ladění
12. Mikroprojekt (přehrávač zvuku)
13. Shrnutí a konsultace semestralní práce