Проєктування вбудованих систем

Анотація навчальної дисципліни

Мета вивчення дисципліни «Проектування вбудованих систем» – формування у здобувачів вищої освіти цілісного уявлення про архітектуру та програмування у різних середовищах мікроконтролерів STM32, ПЛК та плат збору даних у LabView.
Практичне значення та використання отриманих знань дисципліни «програмування спеціалізованих комп'ютерних систем» – отримання здобувачами вищої освіти теоретичних знань, спеціальних умінь і практичних навичок з програмування мікроконтролерів, а саме:
– вивчення архітектури мікроконтролера STM32 та принципів його функціонування;
– володіння сучасними середовищами розробки програмного коду для STM32;
– детальне вивчення рівней програмування CMSIS, SPL та HAL;
– детальне вивчення методів ініціалізації внутрішньої периферії STM32;

Тематика та види навчальних занять

Для денної форми здобуття освіти

Лекція 1 «Типи спеціализованих компьютерних систем по області застосування та ведучі виробники сучасних мікроконтролерів"
Лекція 2 «Огляд сімейств мікроконтрлерів STM32. Особливості застосування кожного сімейства.
Лабораторне заняття 1 «Початок роботи в IDE Coocox c мікроконтролером STM32F100RB
Проект миготіння світлодіодом».
Лекція 3 «Огляд внутрішньої архітектури мікроконтрлерів STM32F100. Архітектура блоку GPIO. Архітектура блоку ADC».
Лекція 4 «Архітектура блоку PWM та DAC. Архітектура блоку UART та I2C».
Лекція 5 «Середовища розробки для STM32 - Coocox, IAR, CubeIDE. Огляд, особливості. Рівні програмування CMSIS, SPL та HAL».
Лекція 6 «Рівень програмування CMSIS. Робота з документацією Reference manual. Рівень програмування SPL. Робота з документацією STM32F10x Standard Peripherals Library».
Лекція 7 «Рівень програмування HAL. Робота з документацією Description of STM32F4 HAL and LL drivers. Огляд внутрішньої архітектури мікроконтролерів STM32F100. Архітектура блоку SPI та таймеру».
Лекція 8 «Огляд внутрішньої архітектури мікроконтрлерів STM32F100. Архітектура блоку DMA та WWDG. Архітектура блоків GPIO, ADC та Camera interface».
Лекція 9 «Огляд внутрішньої архітектури мікроконтролерів STM32F429. Архітектура блоку LCD TFT. Робота з температурним сенсором, IRDA та SMBUS».
Лекція 10 «Огляд внутрішньої архітектури мікроконтролерів STM32F429. Архітектура блоків CAN та Camera interface.
Лекція 11 Мікрокомпьютер Raspberry PI та мікроконтролер Raspberry Pico. Огляд, особливості. Операційна система Linux для Raspberry PI».
Лекція 12. «Середовища мови Python - Thonny та Geany для мікрокомпьютера Raspberry PI. Праця з GPIO у мові Python. Праця з PWM, UART, I2C
Лекція 13. «Мікроконтролер Raspberry Pico - архітектура, програмування на мові Phyton. Праця з GPIO, ADC, PWM та бібліотеками».
Лекція 14. «Середовище LabView. Огляд, особливості. Контролер mDAQ12DAC. Середовище LabView. Block Diagram, Front Panel, типи змінних, функції, компіляція проекту».
Лекція 15. «Що таке ПЛК. ПЛК Moeller Easy. Середовище Easy-Sofr Pro. Огляд, особливості. Імітація, комунікація, візуалізація, проект,схема з'єднань у середовищі Easy-Sofr Pro».

Лабораторні заняття

Лабораторне заняття 1 «Початок роботи в IDE Coocox c мікроконтролером STM32F100RB».
Мета заняття: зробити проект миготіння світлодіодом.
Лабораторне заняття 2 «Продовження роботи в IDE Coocox c мікроконтролером STM32F100RB». 
Мета заняття: Навчитися працювати із кнопкою.
Лабораторне заняття 3 «Робота в IDE Coocox з мікроконтролером STM32F100RB».
Мета заняття: Навчитися працювати з ADC.
Лабораторне заняття 4 «Робота в IDE Coocox з мікроконтролером STM32F100RB». 
Мета заняття: Навчитися працювати з PWM.
Лабораторне заняття 5. «Робота в IDE Coocox з мікроконтролером STM32F100RB». 
Мета заняття: Навчитися працювати з DAC.
Лабораторне заняття 6 «Робота в IDE Coocox з мікроконтролером STM32F429ZI». 
Мета заняття: зробити проект миготіння світлодіодом.
Лабораторне заняття 7 «Робота у IAR з мікроконтролером STM32F429ZI». 
Мета заняття: зробити проект на LCD у вигляді анімації "Заповнення баку".

Для заочної форми здобуття освіти 

Лекційні заняття 

Лекція 1. «Огляд сімейств мікроконтрлерів STM32. Робота в IDE Coocox c мікроконтролером STM32F100RB. Програмування внутрішньої періферії STM32F100RB. »
Лекція 2. «Робота в IDE IAR з STM32F429. Огляд внутрішньої архітектури мікроконтролерів STM32F429. Програмування у середовищі LabView».

Лабораторні заняття

Лабораторне заняття 1 «Початок роботи в IDE Coocox c мікроконтролером STM32F100RB».
Мета заняття зробити проект миготіння світлодіодом.
Лабораторне заняття 2 «Робота у CubeIDE з мікроконтролером STM32F429ZI». 
Мета заняття: Зробити проект на LCD у вигляді анімації "Заповнення баку".

Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.

 Індивідуальна робота

Для денної форми здобуття освіти 
Не передбачена

Для заочної форми здобуття освіти
Контрольна робота.

 Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання

Для денної форми здобуття освіти 
Оцінювання результатів навчання з дисципліни здійснюється за накопичувальною системою, яка дає можливість здобувачеві протягом семестру отримати максимально 100 балів.

Модуль 1
Лабораторна робота 1, 2 по 6 балів. Лабораторна робота 3 – 8 балів. Лабораторна робота 4 - 10 балів. Загалом лабораторні роботи  – 30 балів.
Модульна контрольна робота 1 – 20 балів. 
Модульна робота 1  складається з теоретичної частини (10 запитань). Кожне запитання дає 2 бала. Часткова відповідь на запитання 1 бал.

Модуль 2
Лабораторна робота 5 - 5 балів. Лабораторна робота 6 - 10 балів. Лабораторна робота 7 - 15 балів. Загалом лабораторні роботи  – 30 балів.
Модульна контрольна робота 2 – 20 балів (15 тиждень).
Модульна робота 2  складається з теоретичної частини (10 запитань). Кожне запитання дає 2 бала. Часткова відповідь на запитання 1 бал. 

Для заочної форми здобуття освіти 
Оцінювання виконання контрольної роботи, залік.
Виконання контрольної роботи відповідно графіку, надання викладачу у встановлені терміни – 60 балів. 
Залік – 60-100 балів. Набрані бали впродовж семестру не ураховуються, а забезпечують допуск до заліку.

Політика освітнього процесу та умови допуску до підсумкового контролю 

Умови допуску до підсумкового контролю
Підсумковий контроль з дисципліни – залік. 
Залік отримують здобувачі вищої освіти, які виконали всі види навчальних елементів навчальної дисципліни не менш, ніж на 60 балів. 
Залік відбувається за всіма тематичними (змістовними) модулями дисципліни. Складання/перескладання заліку організовується за встановленим деканатом розкладом.
Активна участь в лабораторних заняттях, дотримання графіків здачі контрольних та індивідуальних завдань, самостійна робота здобувача при підготовці до всіх видів аудиторних занять, присутність на консультаціях. Здобувачі зобов’язані дотримуватись принципів академічної доброчесності при виконанні модульних контрольних робіт, поточних контрольних та індивідуальних завдань, складання заліку/екзамену.
Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.
Відсутність здобувача на контрольній роботі відповідає оцінці «0».
Під час всіх видів аудиторних занять здійснювати телефонні дзвінки забороняється.
Заборонено використання будь-яких підручників, посібників, конспектів лекцій, шпаргалок під час проходження модульних та підсумкового контролів.