Letzte Änderung : 26.01.2025 00:21:13
Output
| Code: | 274800 |
| Module title: | Digital Technology/Microcontrollers |
| Version: | 1.0 (02/2021) |
| Last update: | 7.02.2024 14:05:01 | Person responsible for content: | Prof. Dr. rer. nat. Bischoff, Stefan s.bischoff@hszg.de |
| Offered in 14 study courses: | Automation and Mechatronics (B.Eng.) valid from class 2021 | Automation and Mechatronics (Dipl.-Ing. (FH)) valid from class 2021 | Automation and Mechatronics (Dipl.-Ing. (FH)) valid from class 2024 | Automation and Mechatronics KIA (B.Eng.) valid from class 2021 | Automation and Mechatronics KIA (Dipl.-Ing. (FH)) valid from class 2021 | Automation and Mechatronics KIA (Dipl.-Ing. (FH)) valid from class 2024 | Electrical Power Systems (B.Eng.) valid from class 2021 | Electrical Power Systems (Dipl.-Ing. (FH)) valid from class 2021 | Electrical Power Systems (Dipl.-Ing. (FH)) valid from class 2024 | Electrical Power Systems KIA (B.Eng.) valid from class 2021 | Electrical Power Systems KIA (Dipl.-Ing. (FH)) valid from class 2021 | Electrical Power Systems KIA (Dipl.-Ing. (FH)) valid from class 2024 | Electrical Engineering (B.Eng.) valid from class 2024 | Electrical Engineering KIA (B.Eng.) valid from class 2024 |
| Semester according to timetable: | SoSe/WiSe (2 semester, begin summer semester) |
| Module level: | Bachelor/Diplom |
| Duration: | 2 semesters |
| Language of Instruction: | German |
| Place where the module will be offered: | Zittau |
| ECTS Credits: | 5 |
| Student workload (in hours): | 150 |
| Number of hours of teaching: | |||||||
Lecture |
Seminar/Exercise |
Laboratory work |
Other |
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| Self study time (in hours): | |||||||
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| Learning and teaching methods: | Die Vermittlung des Fachwissens erfolgt in Form von Vorlesungen und einem Videokurs im Internet, der selbständig erarbeitet werden kann. Zur Vertiefung des Wissens dienen begleitende Seminare/Übungen und Praktikum. |
| Exam(s) | |||
| Assessments | Major exam (laboratory work) | 40.0% | |
| Major written exam | 120 min | 60.0% | |
| Syllabus plan/Content: | Digitaltechnik: - Binäre Spannungspegel - Prinzip der binären Informationsverarbeitung - Schaltkreisfamilien - Entwurf digitaler Systeme - Charakteristik kombinatorischer Schaltungen, Beschreibungsformen kombinatorischer Schaltungen, Vereinfachung von Schaltfunktionen - Charakteristik getakteter Kogikschaltungen, Realisierungsmöglichkeiten von Folgeschaltungen - Bauelemente der Digitaltechnik Rechenschaltungen, Register, Multiplexer/Demultiplexer, Decoder/ Encoder, Zählschaltungen, Halbleiterspeicher, Programmierbare Logikschaltkreise (PLD) - Realisierung kombinatorischer und sequentieller Schaltungen in VHDL wie Kodewandler, Ampel oder Drehzahlregelung eines DC-Motors mit PWM Mikrorechentechnik: - Hardwarestruktur von Mikrorechnersystemen, Aufbau und Funktionsweise von Mikrocontrollern (8-Bit- und 16-Bit-Mikrocontroller) - Hardwarekomponenten von Mikrocontrollern: CPU, Bussystem, Timer, Ein-Ausgabe-Komponenten: Portzugriff, UART, SPI, I2C - Interrupts und deren Abarbeitung, Interruptpriorisierung und - maskierung - grahische Beschreibungsmittel von Software: Strukturprogramme, Programmablaufpläne, UML-Klassendiagramm - Kurze Einführung in die Programmiersprache C/C++ - Programmentwicklung in der IDE der Firma KEIL, - Realisierung kleinerer embedded Projekte wie Drehzahlregelung eines DC-Motores mit PWM, Anzeigesteuerung Dot-Matrix-Display, AD-Wandler etc. |
| Learning Goals | |
| Subject-specific skills and competences: | Die Studierenden können systematisch, effizient und wissenschaftlich Wissen in einem neuen Arbeitsfeld erwerben. Die Studierenden kennen den Unterschied zwischen analogen und digitalen elektrischen Schaltungen. Die Studierenden kennen die statischen und dynamischen Kenngrößen der wichtigsten Schaltkreisfamilien. Die Studierenden verwenden logische Kalküle, um digitale Schaltungen mit diskreten Logikgattern zu realisieren. Die Studierenden verwenden die Hardwarbeschreibungssprache VHDL, um digitale Schaltungen in integrierten Schaltkreisen (FPGAs) zu realisieren. Die Studierenden kennen die Unterschiede zwischen FPGAs und Mikrocontrollern Die Studierenden identifizieren den algorithmischen Kern einer Problemstellung, entwerfen Datenstrukturen und Algorithmen unter Verwendung geeigneter Notationen, verifizieren diese und bewerten den Ressourcenbedarf. Die Studierenden modellieren die Prozesse in komplexen Anwendungsfeldern und zerlegen große Anwendungsprobleme durch geeignete Schnittstellen in Teilprobleme. Die Studierenden können eingebettete Systeme für Meß- und Steuerungsaufgaben konzeptionieren und realsieren |
| Generic competences (Personal and key skills): | Die Studierenden verstehen ihre Rolle als Experte der Elektrotechnik und gehen mit den damit verbundenen Erwartungen und Rollenkonflikten produktiv um und tragen zur Konfliktlösung bei. Die Studierenden präsentieren ihre Analysen, Lösungsvorschläge und Ergebnisse praktisch in Form von Schaltungen, schriftlich und mündlich in überzeugender Art und Weise. Die Studierenden kommunizieren zielorientiert mit Aufgabenstellern und Nutzern denen die elektrotechnische Denk- und Sprechweise nicht geläufig ist. Sozialkompetenz (Durchführung des Praktikums in Versuchsgruppen), Umgang mit modernen Softwaretools, Entwicklung einer analytischen Herangehensweise bei der Lösung technischer Problemstellungen. |
| Prerequisites: | Grundlagen der Informatik Objektorientierte Programmierung Grundlagen der Elektrotechnik |
| Literature: | Beuth, Klaus: Digitaltechnik, Vogel Fachbuch, 1992 Borgmeyer, J.: Grundlagen der Digitaltechnik, Leipzig, Hanser-Verlag 1997 Reichardt J., Schwarz B., VHDL-Synthese - Entwurf digitaler Schaltungen und Systeme, Oldenbourg Wissenschaftsverlag 2009 Gehrke W., Winzker M., Digitaltechnik: Grundlagen, VHDL, FPGAs, Mikrocontroller, Springer Verlag 2023 Brinkschulte U., Ungerer T., Mikrocontroller und Mikroprozessoren, Springer Verlag 2002 Wüst K., Mikroprozessortechnik: Grundlagen, Architekturen und Programmierung von Mikroprozessoren, Mikrocontrollern und Signalprozessoren, Vieweg 2007 Neumann M., C Programmieren: für Einsteiger: Der leichte Weg zum C-Experten, BMU Verlag 2020 |