Skrypt zawiera czternaście ćwiczeń laboratoryjnych przeznaczonych do realizacji w ramach przedmiotów związanych z techniką cyfrową i mikroprocesorową. Pierwsze siedem ćwiczeń dotyczy techniki cyfrowej. Są one realizowane w środowisku Quartus II z wykorzystaniem zestawu dydaktycznego DE2 firmy Altera. Kolejne siedem ćwiczeń z techniki mikro- procesorowej realizowanych jest w środowiskach WinAVR, AVRStudio i VMLAB przy wykorzystaniu zestawu laboratoryjnego AVR_edu. Poszczególne ćwiczenia laboratoryjne zawierają przykładowe projekty umożliwiające analizę działania podstawowych układów logicznych oraz rozwiązań sprzętowych lub programowych typowych problemów. Skrypt zawiera także dużą liczbę zadań problemowych przeznaczonych do samodzielnego rozwiązania lub wymagających modyfikacji przykładowych projektów. W celu realizacji ćwiczenia laboratoryjnego należy zapoznać się przed zajęciami z częścią teoretyczną, zawierającą podstawowe informacje dotyczące tematu ćwiczenia oraz z zadaniami problemowymi przeznaczonymi do rozwiązania. Często wymagane będzie również opracowanie rozwiązania niektórych zadań w domu, co będzie wiązało się z przygotowaniem schematów lub programów i wykonaniem symulacji. Środowiska programistyczne używane w trakcie zajęć są darmowe i umożliwiają symulacyjne testowanie własnych rozwiązań. Zajęcia laboratoryjne przeznaczone są głównie na uruchamianie i testowanie projektów z wykorzystaniem zestawów laboratoryjnych. Wykorzystywane w pierwszej części zajęć laboratoryjnych środowisko Quartus II umożliwia tworzenie, symulację oraz uruchamianie projektów dla układów programowalnych (ang. Programmable Logic Devices - PLD) firmy Altera. Zastosowany zestaw dydaktyczny DE2 z programowalną matrycą bramkową (ang. Field Programmable Gate Array - FPGA) i środowisko Quartus II oferują ogromne możliwości rozwijania i doskonalenia umiejętności z techniki cyfrowej i przetwarzania sygnałów, zaczynając od poznawania podstawowych funkcji i układów logicznych po tworzenie zaawansowanych projektów. Zestaw uruchomieniowy zawiera m. in. układ FPGA z rodziny Cyclone II (EP2C35F672C6), pamięć ulotną SDRAM (ang. Synchronous Dynamic Random Access Memory) i nieulotną typu flash, przyciski, przełączniki, diody LED, wyświetlacze siedmiosegmentowe, wyświetlacz alfanumeryczny, gniazdo karty pamięci SD, kodek audio, interfejsy komunikacyjne RS-232, USB, Ethernet, IrDA. W ramach zajęć laboratoryjnych z podstaw techniki cyfrowej przewidziano następujące ćwiczenia: ⎯ tworzenie, symulację i uruchamianie projektów w środowisku Quartus II - ćwiczenie 1, ⎯ badanie działania bramek i przerzutników - ćwiczenie 2, ⎯ projektowanie, implementację i uruchamianie układów kombinacyjnych - ćwiczenie 3, ⎯ badanie działania, zastosowanie i projektowanie: rejestrów, dekodera adresów oraz multipleksera - ćwiczenie 4, ⎯ badanie działania, zastosowanie i projektowanie: liczników i dzielników częstotliwości - ćwiczenie 5, ⎯ podstawy języka opisu sprzętu VHDL - ćwiczenie 6, ⎯ projektowanie, implementację i uruchomienie synchronicznego układu sekwencyjnego - ćwiczenie 7. Ćwiczenia z zakresu techniki mikroprocesorowej polegają na programowaniu mikrokontrolera AVR w języku C z wykorzystaniem biblioteki AVR Libc. Podstawą realizacji sformułowanych w skrypcie zadań jest umiejętność programowania w języku C w stopniu podstawowym. Podczas opracowywania ćwiczeń laboratoryjnych kierowano się wyborem zagadnień o jak największym znaczeniu praktycznym. Kolejne ćwiczenia realizowane w ramach omawianego bloku programowego wykorzystują w dużym stopniu oprogramowanie opracowane w poprzednich ćwiczeniach. W drugiej części ćwiczeń laboratoryjnych będzie wykorzystywany darmowy kompilator języka C dla mikrokontrolerów AVR - AVR-GCC, który wraz z edytorem kodów źródłowych - Programmers Notepad, zawarty jest w środowisku WinAVR. W celu symulacji i uruchomienia własnych programów będzie używane środowisko AVRStudio firmy Atmel oraz dodatkowo podczas symulacji - programy HAPSIM i VMLAB (ang. Simulator Visual Micro Lab). Platformę sprzętową stanowi zestaw laboratoryjny AVR_edu opracowany w Katedrze Energoelektroniki i Maszyn Elektrycznych przez autorów skryptu. Zestaw dydaktyczny AVR_edu zawiera popularny mikrokontroler AVR - ATmega128 wraz z często stosowanymi w technice mikroprocesorowej peryferiami takimi jak: przyciski, przełączniki, diody sygnalizacyjne LED, wyświetlacze siedmiosegmentowe LED, wyświetlacz alfanumeryczny i graficzny, zegar czasu rzeczywistego, kartę SD, interfejsy komunikacyjne RS232 i USB oraz inne. Program ćwiczeń z techniki mikroprocesorowej jest następujący: tworzenie, symulacja i uruchamianie projektów w środowisku WinAVR, AVRStudio, HAP-SIM i VMLAB, obsługa portów mikrokontrolera oraz operacje bitowe w języku C - ćwiczenie 8, tworzenie, symulacja i uruchamianie projektów wykorzystujących operacje bitowe i obsługę portów mikrokontrolera - ćwiczenie 9, modyfikacja i uruchomienie oprogramowania zawierającego podprogram obsługi przerwania czasowego, obsługa zestawu wyświetlaczy siedmiosegmentowych LED - ćwiczenie 10, uzupełnienie oprogramowania z poprzedniego ćwiczenia o programową realizację zegara - ćwiczenie 11, obsługa wyświetlacza alfanumerycznego - ćwiczenie 12, obsługa przetwornika analogowo-cyfrowego oraz licznika w trybie pracy modulacji szerokości impulsów - ćwiczenie 13 i 14.
