FT505: Digital elektronik og programmering

Studienævnet for uddannelserne ved Det Tekniske Fakultet

Undervisningssprog: Dansk
EKA: T460018102
Censur: Ekstern prøve
Bedømmelse: 7-trinsskala
Udbudssteder: Odense
Udbudsterminer: Forår
Niveau: Bachelor

Fagnummer: T460018101
ECTS-point: 10

Godkendelsesdato: 27-03-2021


Varighed: 1 semester

Version: Arkiv

Fagnummer

T460018101

Fagtitel

FT505: Digital elektronik og programmering

ECTS-point

10

Intern kursuskode

FT505

Ansvarligt studienævn

Studienævnet for uddannelserne ved Det Tekniske Fakultet

Godkendelsesdato

27-03-2021

Fagansvarlige

Navn E-mail Institut
Pia Friis Kristensen piakr@tek.sdu.dk TEK Uddannelseskoordinering og -support
Rene Lynge Eriksen rle@mci.sdu.dk SDU Centre for Photonics Engineering

Undervisere

Navn E-mail Institut By
Carsten Svaneborg zqex@sdu.dk Institut for Fysik, Kemi og Farmaci
Ruben Bak Sørensen rubs@mci.sdu.dk SDU Electrical Engineering

Undervisningssekretær

Navn E-mail Institut By
Susanne Fogtmann sfo@tek.sdu.dk TEK Uddannelseskoordinering og -support

Udbudssteder

Odense

Niveau

Bachelor

Udbudsterminer

Forår

Varighed

1 semester

Overordnet målbeskrivelse

Kurset har til formål at gøre den studerende i stand til
  • at forstå og anvende et objekt-orienteret programmeringssprog, f. eks. til at modellere og analysere simple fysiske systemer.  
  • at realisere et system, som danner bro mellem den fysiske og den digitale verden, hvor en microcontroller og udarbejdet programkode kan styre en måleproces, foretage målinger af fysiske parametre samt opsamle, lagre, analysere og præsentere måledata. 

Målbeskrivelse - viden

Elektronik

Den studerende skal kunne:

  • Gøre rede for relevante fejl i kredsløb baseret på operationsforstærkere (f.eks. Offset, Bias, CMRR, Slewratebegrænsning, frekvensforhold)
  • Forstå switching kredsløb med positiv feedback.
  • Redegøre for signalinterfacing og filtrering.
  • Redegøre for differentiel måling og –forstærkere.
  • Redegøre for MOSFETs grundlæggende egenskaber.


Microcontroller

Den studerende skal kunne:

  • Redegøre for forskellige logiske kredse og logiske familier.
  • Redegøre for binære og hexadecimale talsystemer.
  • Redegøre for grundlæggende microcontrollerarkitektur.
  • Redegøre for grundlæggende periferienheder i en microcontroller.


Programmering

Den studerende skal kunne:

  • Redegøre for brugen af C/C++ programmeringssproget herunder basale datatyper, I/O af data, kontrolstrukturer, osv.
  • Redegøre for objekt-orienteret programmering.
  • Redegøre for brugen af C/C++ standard-bibliotekerne.
  • Redegøre for udvikling og implementeringen af algoritmer beskrevet ved hjælp af pseudokode og flowchart.

Målbeskrivelse - færdigheder

Elektronik
Den studerende skal kunne:
  • Analysere elektroniske kredsløb baseret på operations- og differensforstærkere.
  • Bygge og modificere elektroniske kredsløb, hvor operations- eller instrumenteringsforstærkeren indgår.
  • Analysere kredsløb til signalkonditionering og filtrering.
  • Analysere switchkredsløb baseret på MOSFETs.

Microcontroller
Den studerende skal kunne:
  • Opstille et boolsk udtryk for kombinatorisk logisk kredsløb.
  • C-programmere en microcontroller.
  • Bestemme grundlæggende opsætning af en microcontroller.
  • Bestemme opsætning af grundlæggende periferienheder.
  • Tilpasse interface mellem forskellige logikfamilier.
  • Programmere algoritmer ud fra pseudokode og flowchart 

Programmering
Den studerende skal kunne:
  • Skrive programmer i et objekt-orienteret sprog (C++).
  • Bruge standardbiblioteket og dets klasser (math, string, vector etc.). 
  • Udvikle egne klasser.
  • Skrive programmer med en kommandobaseret brugergrænseflade.
  • Udvikle og implementere algoritmer i form af fungerende C++ programmer ud fra pseudokode og flowchart.

Målbeskrivelse - kompetencer

Elektronik
Den studerende skal kunne:
  • Anvende tillærte fagligheder inden for elektronik.
  • Implementere løsninger til konkrete opgaver.

Microcontroller
Den studerende skal kunne:
  • Anvende kombinatoriske kredse i forbindelse med opbygningen af et digitalt kredsløb.
  • C-programmere en microcontroller og tilhørende periferienheder i forbindelse med udvikling af mindre programmer.

Programmering
Den studerende skal:
  • På baggrund af en beskrevet problemstilling kunne udvikle et program, som udfører en tilsigtet databehandling, simulering, styring m.m.
  • Kunne udvikle løsningsmetoder – algoritmer – og implementere disse i et programsprog (C++).

Indhold

Elektronik

  • Praktisk operationsforstærkerdesign med modellering af ikke ideelle forhold.
  • Differens- og instrumenteringsforstærkere.
  • Signalkonditionering og –interfacing.
  • MOSFET som switch.
  • Relevante MOSFET karakteristika.
  • Grundlæggende filterteknik.


Microcontroller

  • Grundlæggende microcontrollerteknik.
  • Perifere enheder (eks. Timere, ADC, UART, SPI).
  • Hukommelsesenheder.
  • Grundlæggende digitalteknik (logiske kredse, logikfamilier) og datakommunikation.
  • Pulsbreddemodulering (PWM).
  • Grundlæggende C-programmering


Programmering

  • Grundlæggende C/C++ programmering
  • Kontrolstrukturer, primitive datatyper, I/O
  • Klasser og objekter
  • Basal numerisk matematik og statistik
  • Udvikling og implementering af algoritmer – f. eks. til modellering og simulering af konkrete fysiske problemer

URL til Skemaplan

Undervisningsform

Kurset består af lektioner og gruppearbejde.

24 lektioner á 4 timer:

  • Elektronik: 4 lektioner á 4 timer
  • Microcontrolller: 8 lektioner á 4 timer
  • Programmering: 12 lektioner á 4 timer

Antal undervisningstimer

96 timer per semester

Undervisningssprog

Dansk

Eksamensbestemmelser

Eksamensbestemmelser

Navn

Eksamensbestemmelser

Tidsmæssig placering

I slutningen af semesteret.

Udprøvninger

Eksamen

EKA

T460018102

Navn

Eksamen

Beskrivelse

Individuel mundtlig prøve i kursets læringsmål.

Prøveform

Mundtlig prøve

Censur

Ekstern prøve

Bedømmelse

7-trinsskala

Identifikation

Studiekort - Fødselsdato

Sprog

Dansk

ECTS-point

10

Uddybende eksamensinformation

Eksamensformen ved reeksamen kan være en anden end eksamensformen ved den ordinære eksamen.

Fagudbud

Udbuds periode Udbudstype Profil Uddannelse Semester
Forår 2021 Obligatorisk BA Centralt fag i fysik et-faglig - optag 1. september 2019 og 2020 Bachelor i fysik | Odense | Bachelor i fysik | Odense 2
Forår 2021 Obligatorisk BA Centralt fag i fysik to-faglig - optag 1. september 2019 og 2020 Bachelor i fysik | Odense | Bachelor i fysik | Odense 2
Forår 2021 Obligatorisk Fysik og Teknologi, optag 2019 og frem Bachelor i fysik og teknologi | Odense 2

Studieforløb