Wojskowa Akademia Techniczna - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Układy cyfrowe i mikroprocesorowe

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: WMTLXWSJ-UCM
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Układy cyfrowe i mikroprocesorowe
Jednostka: Wydział Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa
Grupy:
Punkty ECTS i inne: (brak) Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.

zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Forma studiów:

stacjonarne

Rodzaj studiów:

jednolite magisterskie

Rodzaj przedmiotu:

obowiązkowy

Forma zajęć liczba godzin/rygor:

W 16/+, Ć 14/+, L 10/+, razem: 40 godz.

Przedmioty wprowadzające:

nazwa przedmiotu / wymagania wstępne:

matematyka 1, 2, 3 i 4 / wymagania wstępne: znajomość funkcji logicznych i rachunku macierzowego;

fizyka 1 i 2 / wymagania wstępne: znajomość i rozumienie zjawisk fizycznych zachodzących w elementach elektronicznych, umiejętność stosowania matematyki do ilościowego opisu zjawisk fizycznych;

metrologia / wymagania wstępne: znajomość metod i układów pomiarowych do pomiaru podstawowych wielkości elektrycznych i nieelektrycznych, znajomość budowy i organizacji systemów pomiarowych, umiejętność posługiwania się przyrządami cyfrowymi i systemami pomiarowymi;

elektrotechnika i elektronika / wymagania wstępne: znajomość i interpretacja zjawisk fizycznych występujących w obwodach elektrycznych, umiejętność analizy i projektowania obwodów prądu stałego oraz umiejętność doboru podzespołów elektronicznych do realizacji prostych układów i urządzeń elektronicznych.

Programy:

IV semestr studiów / lotnictwo i kosmonautyka / wszystkie specjalności

Autor:

dr inż. Zdzisław Rochala, prof. WAT

Bilans ECTS:

Aktywność / obciążenie studenta w godz.

1. Udział w wykładach / 16

2. Udział w laboratoriach / 10

3. Udział w ćwiczeniach / 14

4. Udział w seminariach / 0

5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 8

6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 10

7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 14

8. Samodzielne przygotowanie do seminarium / 0

9. Realizacja projektu / 0

10. Udział w konsultacjach / 5

11. Przygotowanie do egzaminu / 0

12. Przygotowanie do zaliczenia / 13

13. Udział w egzaminie / 0


Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 90 godz./ 3,0 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+4+9+10+13): 45 godz./ 1,5 ECTS

Zajęcia powiązane z działalnością naukową: 60 godz./ 2,0 ECTS

Skrócony opis:

Systemy liczenia i konwersje. Kody binarne. Arytmetyka stało- i zmiennopozycyjna. Podstawy algebry Boole'a. Bramki logiczne i przerzutniki. Podstawowe bloki kombinacyjne, sekwencyjne i arytmetyczne. Układy programowalne. Klasyfikacja i organizacja pamięci. Architektura mikroprocesorów, cykl rozkazowy, lista rozkazów. Budowa i zasada działania mikroprocesora i mikrokontrolera. Organizacja systemu mikroprocesorowego. Układy we-wy i wbudowane układy peryferyjne mikrokontrolerów. Wprowadzenie do programowania układów mikroprocesorowych – języki i środowiska programowe.

Pełny opis:

Wykład / metoda werbalno-wizualna z wykorzystaniem nowoczesnych technik multimedialnych

1. Wprowadzenie w technikę cyfrową, systemy liczenia i konwersje, kody binarne. /liczba godzin - 2/ Podstawowe pojęcia elektroniki cyfrowej. Zalety techniki cyfrowej. Pozycyjne systemy liczenia. Konwersje liczb. Zliczanie w systemie dwójkowym. Kody liczbowe.

2. Sposoby reprezentowania liczb w technice cyfrowej, arytmetyka stało- i zmiennoprzecinkowa. /liczba godzin - 1/ Zapis stało- i zmiennoprzecinkowy. Dwójkowa reprezentacja liczb całkowitych bez znaku i ze znakiem. Reprezentacja stało- i zmiennoprzecinkowa liczb rzeczywistych. Arytmetyka na liczbach binarnych.

3. Podstawy algebry Boole’a, podstawowe funktory (bramki) logiczne. /liczba godzin - 1/ Elementy algebry Boole’a. Metody zapisu i minimalizacji funkcji logicznych. Podstawowe funktory (bramki) logiczne. Budowa układu scalonego. Miary stopnia scalenia.

4. Podstawowe bloki kombinacyjne, sekwencyjne i arytmetyczne. /liczba godzin - 2/ Przeznaczenie i rodzaje przerzutników. Rodzaje cyfrowych układów funkcjonalnych. Budowa i przeznaczenie podstawowych układów kombinacyjnych: koderów, dekoderów, multiplekserów i demultiplekserów. Budowa i przeznaczenie podstawowych układów sekwencyjnych: liczników i rejestrów. Budowa i przeznaczenie podstawowych układów arytmetycznych: sumatorów, komparatorów i arytmometrów.

5. Układy programowalne, klasyfikacja i organizacja pamięci. /liczba godzin - 2/ Konfigurowalne układy cyfrowe. Klasyfikacja układów programowalnych. Języki opisu sprzętowego. Rodzaje i klasyfikacja układów pamięci półprzewodnikowej. Budowa komórki pamięci RAM i ROM.

6. Budowa i zasada działania mikroprocesora. /liczba godzin - 2/ Rodzaje procesorów. Główne bloki funkcjonalne i rejestry mikroprocesora. Układy generowania sygnału zegarowego i zerowania mikroprocesora. Różnice między mikroprocesorem a mikrokontrolerem. Schemat blokowy i zasada działania mikrokontrolera.

7. Organizacja systemu mikroprocesorowego, klasyfikacja układów otoczenia mikroprocesora. /liczba godzin - 2/ Pojęcie systemu mikroprocesorowego. Układy otoczenia mikroprocesora. Pamięci operacyjne systemu mikroprocesorowego. Układy i urządzenia wejścia wyjścia.

8. Podstawowe układy wejścia-wyjścia i wbudowane układy peryferyjne mikrokontrolerów. /liczba godzin - 2/ Podstawowe układy wejścia wyjścia mikrokontrolerów. Linie portów w trybie wejścia i wyjścia. Działanie podstawowych układów czasowych, specjalizowanych i sterowników do transmisji szeregowej.

9. Elementy programowania układów mikroprocesorowych – środowiska i języki programowania. /liczba godzin - 1/ Rodzaje oprogramowania. Języki programowania systemów mikroprocesorowych. Struktura programu użytkowego i cykl tworzenia oprogramowania. Środowiska programowe (uruchomieniowe).

10. Ochrona układów cyfrowych przed wyładowaniami elektrostatycznymi. /liczba godzin – 1/ Pojęcie elektryczności statycznej i skutki wyładowań elektryczności statycznej ESD. Materiały zabezpieczające i metody ochrony przed ESD. Normy dotyczące zabezpieczeń ESD.

Ćwiczenia / metoda werbalno-praktyczna

1. Systemy zapisu liczb stosowane w technice cyfrowej, metody konwersji z jednego systemu na drugi /liczba godzin - 2/

2. Podstawowe operacje arytmetyczne i logiczne w systemie dwójkowym. Operacje arytmetyczne na liczbach stało- i zmiennoprzecinkowych /liczba godzin - 2/

3. Konstruowanie i minimalizacja funkcji logicznych. Przekształcanie schematów logicznych /liczba godzin - 2/

4. Konstruowanie układów kombinacyjnych sekwencyjnych z bloków funkcjonalnych /liczba godzin - 2/

5. Budowa i interpretacja schematu elektrycznego systemu mikroprocesorowego /liczba godzin - 2/

6. Interpretacja listy rozkazów i trybów adresowania mikrokontrolera. Rozkazy arytmetyczne i porównywania wartości /liczba godzin - 2/

7. Konstruowanie i analiza programu złożonego z listy rozkazów mikrokontrolera /liczba godzin - 2/

Laboratoria / metoda praktyczna

1. Badanie bramek logicznych i układów kombinacyjnych /liczba godzin - 2/

2. Badanie przerzutników i układów sekwencyjnych /liczba godzin - 2/

3. Badanie układów arytmetycznych /liczba godzin - 2/

4. Badanie pamięci i układów programowalnych /liczba godzin - 2/

5. Badanie elementów składowych systemu mikroprocesorowego /liczba godzin - 2/

Literatura:

podstawowa:

1. Głocki W.: Układy cyfrowe, WSiP, Warszawa 2005,

2. Wilkinson B.: Układy cyfrowe, WKŁ, Warszawa 2000,

3. Misiurewicz P.: Podstawy techniki mikroprocesorowej, WKŁ, Warszawa1991

4. Pełka R.: Mikrokontrolery: architektura, programowanie, zastosowania, WKŁ, Warszawa1999,

5. Daca W.: Mikrokontrolery od układów 8-bitowych do 32-bitowych, MIKOM, Warszawa 2000,

6. Hadam P.: Projektowanie systemów mikroprocesorowych, WBTC, Warszawa 2004.

uzupełniająca:

1. Doliński J.: Mikrokontrolery AVR w praktyce, WBTC, Warszawa 2004,

2. Jabłoński T.: Mikrokontrolery PIC16F8x w praktyce, WBTC, Warszawa 2002.

Efekty uczenia się:

Symbol i nr efektu przedmiotu / efekt uczenia się / odniesienie do efektu kierunkowego

W1 / ma podstawową wiedzę w zakresie elektrotechniki i elektroniki, niezbędną do zrozumienia podstawowych zjawisk fizycznych występującą w układach półprzewodnikowych w tym cyfrowych bramkach logicznych, przerzutnikach, pamięciach i procesorach stosowanych w urządzeniach z obszaru lotnictwa i kosmonautyki / K_W03

W2 / ma uporządkowaną wiedzę w zakresie organizacji, architektury i zasady działania układów cyfrowych takich jak bramki logiczne, przerzutniki, pamięci i mikroprocesory / K_W05

U1 / potrafi opracować dokumentację z realizacji zadania inżynierskiego i przygotować opis wyników zadania oraz potrafi przygotować i przedstawić krótką prezentację wyników realizacji zadania inżynierskiego / K_U03

U2 / potrafi w sposób analityczny wyznaczyć typowe dla techniki cyfrowej: wyniki operacji arytmetycznych i logicznych, zakodować i zdekodować informację, zapisać liczby w różnych systemach i przeprowadzić dla nich operacje arytmetyczne oraz przekształcić schematy logiczne / K_U07

U3 / potrafi opracować algorytm, posłużyć się niskopoziomowym językiem programowania oraz odpowiednimi narzędziami informatycznymi w celu konfiguracji mikroprocesora, przygotowania cyklu rozkazowego, obsługi rejestrów, pamięci, układów wejścia, przerwań / K_U8

U4 / potrafi przy formułowaniu specyfikacji oraz opracowania schematów logicznych i elektrycznych systemu mikroprocesorowego pozyskiwać informacje o elementach składowych z kart katalogowych, korzystać z symulatorów programowych, prowadzać badania eksperymentalne i integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji a także dokonywać wstępnej oceny ekonomicznej proponowanych rozwiązań / K_U17

K1 / potrafi określić zakres i priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub innych zadania / K_K02

Metody i kryteria oceniania:

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: zaliczenia z oceną.

Ćwiczenia zaliczane są na podstawie: zaliczenia z oceną.

Ćwiczenia laboratoryjne zaliczane są na podstawie: zaliczenia z oceną.

Zaliczenie na ocenę jest przeprowadzane w formie pisemnego testu podsumowującego wiedzę z zadaniami zamkniętymi.

Warunkiem koniecznym do uzyskania zaliczenia są pozytywne oceny z ćwiczeń rachunkowych i laboratoryjnych.

Zaliczenie ćwiczeń na ocenę odbywa się na podstawie średniej oceny z efektów U1, U2, U3 i U4.

Zaliczenie laboratoriów na ocenę odbywa się na podstawie średniej z pozytywnych ocen z przygotowania i wykonania ćwiczeń laboratoryjnych oraz z wykonania i zaliczenia sprawozdania.

Efekty W1, W2, U1, U3 sprawdzane są w trakcie oceny przygotowania do ćwiczeń rachunkowych i podczas rozwiązywania zadań na ćwiczeniach audytoryjnych oraz w trakcie pisemnego testu podsumowującego.

Efekty U2 i U4 sprawdzane są na ćwiczeniach rachunkowych i laboratoryjnych, w trakcie sprawdzania przygotowania się do w/w zajęć, wykonywania zadań na ćwiczeniach rachunkowych, wykonywania ćwiczeń i przygotowywania sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych.

Efekt K1 sprawdzany jest podczas obserwacji studentów na ćwiczeniach rachunkowych. Ocena za osiągnięcie tego efektu jest przyznawana łącznie za osiągnięcie umiejętności U1, U2, U3 i U4.

Ocenę bardzo dobrą z przedmiotu otrzymuje student, który z pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi udzielił poprawnych odpowiedzi na poziomie 96-100%.

Ocenę dobrą plus z przedmiotu otrzymuje student, który z pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi udzielił poprawnych odpowiedzi na poziomie 91-95%.

Ocenę dobrą z przedmiotu otrzymuje student, który z pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi udzielił poprawnych odpowiedzi na poziomie 86-90%.

Ocenę dostateczną plus z przedmiotu otrzymuje student, który z pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi udzielił poprawnych odpowiedzi na poziomie 81-85%.

Ocenę dostateczną z przedmiotu otrzymuje student, który z pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi udzielił poprawnych odpowiedzi na poziomie 75-80%.

Ocenę niedostateczną z przedmiotu otrzymuje student, który z pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi udzielił poprawnych odpowiedzi na poziomie poniżej 75%.

Zrealizowanie w/w efektów kształcenia oraz treści programowych i efektów kształcenia zdefiniowanych dla przedmiotów: Systemy awioniczne, upoważnia studenta do zdawania zgodnego z przepisami Part-66 egzaminu certyfikującego z modułów M-5, zakresu B1.1, B1.3.

Przedmiot nie jest oferowany w żadnym z aktualnych cykli dydaktycznych.
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.
ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 46 tel: +48 261 839 000 https://www.wojsko-polskie.pl/wat/ kontakt deklaracja dostępności USOSweb 7.0.2.0-1 (2024-03-12)