VI ĐIỀU KHIỂN VÀ ỨNG DỤNG
Microcontrollers and Applications
Mô tả học phần
Học phần Vi điều khiển và Ứng dụng cung cấp cho sinh viên kiến thức và kỹ năng toàn diện về thiết kế, lập trình và triển khai hệ thống nhúng hiện đại dựa trên vi điều khiển ARM 32-bit (STM32), định hướng ứng dụng trong các hệ thống tự động hóa và điều khiển công nghiệp. Nội dung học phần bao phủ toàn bộ vòng đời phát triển hệ thống nhúng, từ: Phân tích yêu cầu, Thiết kế phần cứng – phần mềm, Lập trình vi điều khiển ở mức hệ thống, Kiểm thử, mô phỏng và đánh giá hiệu năng. Sinh viên sẽ được tiếp cận các phương pháp lập trình nhúng chuyên nghiệp, bao gồm lập trình hướng sự kiện, thiết kế hướng trạng thái, sử dụng các design pattern trong hệ thống nhúng, quản lý tài nguyên thời gian thực, và làm quen với hệ điều hành thời gian thực FreeRTOS. Học phần đặc biệt nhấn mạnh vào tính ứng dụng thực tế, thông qua các bài tập dài, các ví dụ điều khiển động cơ, xử lý tín hiệu số, điều khiển PID, giao tiếp công nghiệp và các bài toán thường gặp trong hệ thống nhúng với Tự động hóa. Sau khi hoàn thành học phần này, yêu cầu sinh viên có khả năng: Hiểu thiết kế mẫu cơ bản trong hệ thống vi điều khiển Xây dựng khái niệm về hệ điều hành thời gian thực và ứng dụng Đánh giá về hệ thống nhúng thông qua các thiết kế thực Phương pháp xây dựng và gỡ lỗi hệ thống nhúng
English description
The course Microcontrollers and Applications provides students with comprehensive knowledge and practical skills in the design, programming, and implementation of modern embedded systems based on 32-bit ARM microcontrollers (STM32), with a strong orientation toward applications in automation and industrial control systems. The course content covers the entire lifecycle of embedded system development, including: Requirements analysis, Hardware–software co-design, System-level microcontroller programming, Testing, simulation, and performance evaluation. Students are introduced to professional embedded software development methodologies, such as event-driven programming, state-oriented design, the application of software design patterns in embedded systems, real-time resource management, and foundational concepts of real-time operating systems (RTOS), with hands-on exposure to FreeRTOS. The course places particular emphasis on practical applicability, delivered through long-term projects, representative case studies in motor control, digital signal processing, PID control, industrial communication protocols, and common problem-solving scenarios encountered in embedded systems for automation. Upon successful completion of the course, students are expected to be able to: Understand and apply fundamental design patterns in microcontroller-based systems; Develop conceptual and practical understanding of real-time operating systems and their applications; Evaluate embedded systems through real-world design and implementation tasks; Apply systematic methods for embedded system development, testing, and debugging.
Chuẩn đầu ra học phần (CLO) 3
Bấm vào từng chuẩn đầu ra để xem bản tiếng Anh, liên kết PLO và mức độ đóng góp.
-
CLO1 Xác định, hình thành và phân tích các bài toán kỹ thuật liên quan đến hệ thống nhúng dựa trên ARM, thông qua việc vận dụng các nguyên lý về kiến trúc vi điều khiển, đồng thiết kế phần cứng – phần mềm, các ràng buộc thời gian thực, và các thiết kế mẫu phần mềm trong hệ thống nhúng.
Identify, formulate, and analyze engineering problems related to ARM-based embedded systems by applying principles of microcontroller architecture, hardware–software co-design, real-time constraints, and embedded software design patterns..
-
CLO2 Thiết kế và triển khai các giải pháp hệ thống nhúng dựa trên vi điều khiển STM32 đáp ứng các yêu cầu chức năng và thời gian thực đã cho, thông qua việc áp dụng lập trình hướng sự kiện, lập trình hướng trạng thái, các thuật toán điều khiển số (ví dụ: PID), kỹ thuật điều khiển động cơ, và việc sử dụng phù hợp hệ điều hành thời gian thực.
Design and implement embedded system solutions based on STM32 microcontrollers that meet specified functional and real-time requirements, incorporating event-driven and state-based programming, digital control algorithms (e.g., PID), motor control techniques, and appropriate use of real-time operating systems.
-
CLO3 Xây dựng và thực hiện các quy trình kiểm thử và gỡ lỗi, phân tích và diễn giải các kết quả thực nghiệm, đồng thời đánh giá hiệu năng của hệ thống nhúng thông qua các bài thực hành và dự án, nhằm đảm bảo tính đúng đắn, độ tin cậy và hiệu quả trong các ứng dụng tự động hóa và điều khiển công nghiệp.
Develop and conduct testing and debugging processes, analyze and interpret experimental results, and evaluate the performance of embedded systems through laboratory work and practical projects to ensure correctness, reliability, and effectiveness in automation and industrial control applications.
Đánh giá học phần
| Thành phần | Tỉ trọng | Thời gian |
|---|---|---|
| Thi cuối kỳ (Final Examination) | 75.0% |