Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Technika cyfrowa i mikroprocesorowa
Course of study:
2017/2018
Code:
RIA-1-603-s
Faculty of:
Mechanical Engineering and Robotics
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Acoustic Engineering
Semester:
6
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
prof. zw. dr hab. inż. Kucewicz Wojciech (kucewicz@agh.edu.pl)
Academic teachers:
prof. zw. dr hab. inż. Kucewicz Wojciech (kucewicz@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych. IA1A_K02 Activity during classes,
Execution of laboratory classes
M_K002 Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania. IA1A_K01 Activity during classes,
Involvement in teamwork
Skills
M_U001 Student potrafi sformułować specyfikację dla prostych układów cyfrowych a także dokonać ich weryfikacji. IA1A_U01, IA1A_U23 Activity during classes,
Examination,
Test,
Execution of laboratory classes
M_U002 Student potrafi projektować cyfrowe układy elektroniczne używając właściwych metod, technik i narzędzi. IA1A_U22, IA1A_U09, IA1A_U23 Activity during classes,
Examination,
Test,
Execution of laboratory classes
M_U003 Student umie czytać oraz tworzyć graficzną i tekstową dokumentację techniczną (rysunki, schematy, wykresy) oraz tworzyć dokumentację z wykorzystaniem wspomagania komputerowego. IA1A_U11 Report
Knowledge
M_W001 Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie budowy, zasad działania i parametrów cyfrowych układów elektronicznych. IA1A_W14, IA1A_W16, IA1A_W15 Activity during classes,
Examination,
Test,
Execution of laboratory classes
M_W002 Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie budowy i zasady działania układów programowalnych, mikroprocesorów, mikrokontrolerów. IA1A_W14, IA1A_W16, IA1A_W15 Activity during classes,
Examination,
Test,
Execution of laboratory classes
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych. + - + - - - - - - - -
M_K002 Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania. - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi sformułować specyfikację dla prostych układów cyfrowych a także dokonać ich weryfikacji. + - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi projektować cyfrowe układy elektroniczne używając właściwych metod, technik i narzędzi. + - + - - - - - - - -
M_U003 Student umie czytać oraz tworzyć graficzną i tekstową dokumentację techniczną (rysunki, schematy, wykresy) oraz tworzyć dokumentację z wykorzystaniem wspomagania komputerowego. - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie budowy, zasad działania i parametrów cyfrowych układów elektronicznych. + - + - - - - - - - -
M_W002 Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie budowy i zasady działania układów programowalnych, mikroprocesorów, mikrokontrolerów. + - + - - - - - - - -
Module content
Lectures:

Cykl wykładów obejmuje 26 godz. zajęć. Program wykładów przedstawia się następująco:
1. Cyfrowy zapis informacji. Kody liczbowe i alfanumeryczne. Działania arytmetyczne na liczbach binarnych. Funkcje logiczne i ich zapis. Metody minimalizacji funkcji logicznych. Opis matematyczny układów kombinacyjnych.

2. Tranzystor w układach cyfrowych. Podstawowe bramki logiczne. Analiza i synteza układów kombinacyjnych na poziomie tranzystorów i bramek logicznych.

3. Multipleksery, demultipleksery, kodery i dekodery. Przykłady zastosowań. Synteza układów logicznych z wykorzystaniem multiplekserów.

4. Układy sekwencyjne – przerzutniki RS, JK, D, T. Liczniki synchroniczne i asynchroniczne. Rejestry.

5. Układy arytmetyczne (układy sumatora, multiplikatora, komparatora)

6. Pamięci – RAM, ROM, PROM, EPROM, Flash.

7. Programowalne i specjalistyczne układy cyfrowe. Układy PLD i FPGA.

8. Przetworniki cyfrowo-analogowe ( z dzielnikiem napięcia, wagowe, z drabinką R-2R, z drabinką C-2C) i analogowo-cyfrowe (równoległe, kompensacyjne, całkujące). .

9. Mikroprocesory (budowa, układy peryferyjne, programowanie, systemy sterowania, aplikacje)

10. Magistrale transmisji danych

Laboratory classes:

1. Wprowadzenie do środowiska Active-HDL.

2. Projekt sterownika do wyświetlacza 7-segmentowego na bazie podstawowych bramek logicznych.

3. Projekt sterownika do wyświetlacza 7-segmentowego na bazie multiplekserów.

4. Synteza liczników modulo-n synchronicznych i asynchronicznych

5. Budowa zegara cyfrowego z wyświetlaczami 7-segmentowymi.

6. Sumator i subtraktor

7. Komparator cyfrowy

8. Wprowadzenie do mikrokontrolerów (konfiguracja, komunikacja z komputerem przez port szeregowy)

9. Mikrokontroler (sterowanie z poziomu komputera, rejstracja i analiza danych)

10. Własności mikroprocesorów i systemu operacyjnego (tworzenie podprocesów, wielowątkowość, itp.)

11. Softprocesor MicroBlaze implementowany w układzie FPGA

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 151 h
Module ECTS credits 5 ECTS
Participation in lectures 26 h
Realization of independently performed tasks 26 h
Participation in laboratory classes 28 h
Preparation for classes 15 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 30 h
Examination or Final test 26 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

1. Warunkiem uzyskania pozytywnej oceny końcowej jest uzyskanie pozytywnych ocen z
laboratorium oraz egzaminu.
2. Obliczamy średnią ważoną z ocen z laboratorium (50%) i egzaminu (50%)
3. Wyznaczmy ocenę końcową na podstawie zależności:
if sr>4.75 then OK:=5.0 else
if sr>4.25 then OK:=4.5 else
if sr>3.75 then OK:=4.0 else
if sr>3.25 then OK:=3.5 else OK:=3

Prerequisites and additional requirements:

Znajomość algebry Boole’a
Znajomość podstaw teorii obwodów elektrycznych.
Znajomość zasad działania półprzewodnikowych elementów elektronicznych

Recommended literature and teaching resources:

1. Filipkowski A.: Układy elektroniczne analogowe i cyfrowe; WNT, Warszawa, 2006.
2. Kalisz J.: Podstawy elektroniki cyfrowej, wyd. V; WKiŁ, Warszawa 2007
3. Praca zbiorowa pod red. St. Kuty: “Przyrządy półprzewodnikowe i układy elektroniczne cz.II”; Wyd. AGH, Kraków 2000.
4. Łuba T.; Synteza układów cyfrowych; WKiŁ, Warszawa 2003
5. Pasierbiński J., Zbysiński P.; Układy programowalne w praktyce, WKiŁ, Warszawa 2001

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

1. Sebastian GŁĄB, Mateusz BASZCZYK, Piotr DOROSZ, Wojciech KUCEWICZ, Maria SAPOR, et al. – Synthetizable digital library created to facilitate design of SOI detectors in 200 nm SOI technology -International Conference on Signals and Electronic Systems : Poznań, Poland, 11–13 September 2014

2. M. BASZCZYK, P. DOROSZ, S. GŁĄB, W. KUCEWICZ, Ł. MIK – Reduction of silicon photomultipliers thermal generation in self-coincidence system applied in low level light measurements – Bulletin of the Polish Academy of Sciences. vol. 62 no. 3 (2014) s. 505–510

3. P. DOROSZ, M. BASZCZYK, S. GŁĄB, W. KUCEWICZ, L. MIK, M. SAPOR – Silicon photomultiplier’s gain stabilization by bias correction for compensation of the temperature fluctuations – Nuclear Instruments & Methods in Physics Research vol. 718 (2013) s. 202–204.

4. Mateusz BASZCZYK, Piotr DOROSZ, Sebastian GŁĄB, Wojciech KUCEWICZ, Łukasz MIK, Maria SAPOR – Silicon photomultiplier gain compensation algorithm in multidetector measurements – Metrology and Measurement Systems vol. 20 no. 4 (2013) s. 655–666.

5. Rafał Szczypiński, Łukasz MIK, Jerzy Kruk, Mateusz BASZCZYK, Piotr DOROSZ, Sebastian GŁĄB, Dorota G. Pijanowska, Wojciech KUCEWICZ – Fluorescence detection in microfluidics systems — Detekcja fluorescencji w układach mikrofluidycznych – Electrical Review 88 no 10b (2012) s. 88–91.

6. Rafał Mos, Jerzy Barszcz, Marcin JASTRZĄB, Wojciech KUCEWICZ, Janusz MŁYNARCZYK, Elżbieta Raus, Maria SAPOR – Front-end electronics for Silicon Photomultiplier detectors implemented in CMOS VLSI integrated circuit – Electrical Review 86 no 11a (2010) s. 79–83.

Additional information:

None