Programování jednočipových mikropočítačů a mikrořadičů

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra měření

Anotace:

Předmět prezentuje základní metody, nástroje a prostředí pro programování jednočipových mikropočítačů a mikrořadičů s ohledem na jejich aplikaci v komunikačních, průmyslových, automobilových a palubních systémech s nároky na vysokou spolehlivost. Zaměřen je především na 32-bitové mikrořadiče s jádrem RISC ARM7, jejich konkrétní verze výrobců (ST, Philips, Atmel, AD..) a jejich programování s využitím hlavně jazyka C. Probírá se programová obsluha komunikačních rozhraní, vstupně-výstupního podsystému, ovládání vstupních a výstupních silových členů (typických např. pro automobilové a další palubní systémy), programování rozhraní pro komunikaci s obsluhou.

Požadavky:

Absolvování povinných předmětů oboru STM: „Elektrotechnika pro informatiky“ (Y31ELI), „Struktura a architektura počítačů“ (Y36SAP) a „Programování vestavěných systémů“ (Y35PES). Výhodné je též předchozí nebo souběžné absolvování předmětu „Struktury vestavěných počítačů“ (Y35SVS).

Osnova přednášek:

1. Integrované vývojové prostředí (překladač, ...), využití JTAG rozhraní

2. Základní funkční bloky architektury jednočip. mikropočítačů a mikrořadičů

3. Základy programovaní mikrořadičů v jazyce asembler

4. Použití jazyka C pro jednočipové mikropočítače a mikrořadiče

5. Mikrořadiče s jádrem ARM7, struktura, paměti, varianty výrobců (ST, Philips, Atmel, AD, TI)

6. Řadič přerušení v mikrořadiči s jádrem ARM7, struktura, využití

7. Typické periférie a komunik. rozhraní na čipu mikrořadiče, programování

8. Jednotky čítačů a časovačů, záchytné jednotky - způsoby ovládání

9. Ovládání komunikačních řadičů, komunikace po sběrnicích

10. Bloky A/D, D/A převodníků - vlastnosti, programování a využití

11. Výstupní výkonové spínací a další akční členy a jejich obsluha

12. Spolupráce mikrořadiče se vstupním zařízením (tlačítka, klávesnice,...)

13. Spolupráce mikrořadiče se zobrazovacími jednotkami a její programování

Osnova cvičení:

Úvodní část: společné řešení programu, další část projektovou formou:

-analýza programu pro jednočipový mikropočítač a modifikace jeho funkce - cíl: seznámení se základními postupy programování jednočipových mikropočítačů;

-syntéza programu pro jednočipový mikropočítač s využitím hotových bloků, které je třeba modifikovat a doplnit - cíl: osvojení si postupu syntézy programu a získání praktických zkušeností;

-řešení dvou samostatných projektů orientovaných na typické přístrojové aplikace jednočipových mikropočítačů a mikrořadičů v komunikačních, mobilních nebo palubních systémech, laboratorní ověření jejich funkcí s využitím logického analyzátoru a číslicového osciloskopu.

Ve cvičeních se využívají desky s mikrořadiči STR711 (ST Microelectronics) a LPC2148 (Philips) a volná verze programového vybavení - IDE, což umožňuje samostatnou domácí práci studentů na projektu i mimo laboratoře FEL.

Cíle studia:

Studijní materiály:

1. ARM7TDMI-S Technical Reference Manual. ARM ltd. 2001, http://www.arm.com

2. ST Microelectronics: STR71x Microcontroller Reference Manual, 2005, http://www.st.com

3. Knaggs P., Welsh S.: ARM: Assembly language programming, Bournemouth university, 2004, http://www.arm.com

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: