- •Фгбоу впо «Воронежский государственный технический университет»
- •1.Цели и задачи изучения дисциплины
- •2. Виды учебных занятий, формы контроля знаний студентов и организация срс
- •3.Содержание разделов дисциплины, методические указания к самостоятельной работе и вопросы для самопроверки
- •3.1. Введение в микропроцессорную измерительную технику
- •3.2. Общие вопросы построения измерительных систем и приборов на основе микропроцессоров и микроконтроллеров.
- •3.3. Типы архитектур микропроцессорных систем
- •3.4. Методология проектирования иис и приборов со встроенными мп и мк .
- •3.5. Структура и функции современного процессора
- •3.6. Программирование мпс на языке Ассемблера.
- •3.7. Организация обмена информацией и интерфейсы измерительных систем на основе мп и мк .
- •3.8. Восьмиразрядные микроконтроллеры.
- •3.9. Средства разработки и отладки устройств на микроконтроллерах
- •4. Образовательные технологии
- •5. Оценочные средства
- •6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
- •Контрольные вопросы для текущего контроля
- •Библиографический список
- •1.Цели и задачи изучения дисциплины……………………... 1
- •ПрограМма и методические указания
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
2. Виды учебных занятий, формы контроля знаний студентов и организация срс
Студенты очной формы обучения изучают дисциплину «Микропроцессоры и микроконтроллеры в измерительной технике» в течение 8 семестра, студенты заочники - в 7 семестре. Виды и объем учебных занятий, формы контроля знаний приведены в табл. 1. Темы и разделы рабочей программы, количество лекционных часов и количество часов самостоятельной работы студентов на каждую из тем приведены в табл. 2. В первой колонке этой таблицы указаны номера тем согласно разделу 3.
Самостоятельная работа студентов (СРС) в ходе изучения лекционного материала заключается в проработке каждой темы в соответствии с методическими указаниями по СРС, которые приведены в разделе 3, а также в выполнении домашних заданий, которые выдаются преподавателем на лекционных занятиях.
Таблица 1
Фор ма обуче- ния |
С е ме с т р
|
Виды и объем учебных занятий, ч |
Формы контроля знаний |
||||||
Лекции |
Лаборатор-ные занятия |
Практичес-кие занятия
|
Экза-мен
|
Зачет
|
|||||
Ауд. |
СРС |
Ауд. |
СРС
|
Ауд. |
СРС
|
||||
Очная
|
8 |
24
|
20 |
24
|
20
|
8
|
20
|
- |
+ |
Заоч-ная |
7 |
6 |
20 |
8 |
20 |
6 |
20 |
|
+ |
Как указано в табл. 1, студенты выполняют лабораторные работы. Тематика лабораторных работ следующая.
Изучение восьмиразрядной микроЭВМ с использованием эмуляторов «EMU-80» и КР580 (расcчитана на 8 час.).
2. Изучение приёмов программирования и отладки программ на языке Ассемблера для восьмиразрядного микропроцессора. (расcчитана на 8 час).
3. Изучение системы программирования микроконтроллеров с эмулятором MPSIM ( рассчитана на 8 час).
Организация лабораторного практикума, порядок подготовки к лабораторным занятиям и методические указания к самостоятельной работе студентов, а также порядок допуска к лабораторным занятиям и отчетности по проделанным работам определены в методических указаниях по выполнению лабораторных работ.
Таблица 2
№ п./п |
Наименование раздела дисциплины |
Семестр |
Неделя семестра |
Вид учебной нагрузки и их трудоемкость в часах |
||||
Лекции |
Практические занятия |
Лабораторные. работы |
СРС |
Всего часов |
||||
1 |
Введение в микропроцессорную технику |
8 |
1 |
2 |
1 |
|
5 |
8 |
2 |
Общие вопросы построения измерительных систем и приборов на основе микропроцессоров и микроконтроллеров. |
8 |
2-3 |
4 |
1 |
|
5 |
10 |
3 |
Типы архитектур микропроцессорных измерительных систем |
8 |
4 |
2 |
1 |
|
5 |
8 |
4 |
Методология проектирования ИИС и приборов со встроенными МП и МК |
8 |
5 |
2 |
2 |
|
6 |
10 |
5 |
Структура и функции современного процессора |
8 |
6-7 |
4 |
1 |
8 |
5 |
18 |
6 |
Программирование МПС на языке Ассемблера |
8 |
8-9 |
4 |
2 |
8 |
7 |
21 |
7 |
Организация обмена информацией и интерфейсы измерительных систем на основе МП и МК |
8 |
10 |
2 |
1 |
|
5 |
8 |
8 |
Восьмиразрядные микроконтроллеры |
8 |
11 |
2 |
1 |
|
5 |
8 |
9 |
Средства разработки и отладки устройств на микроконтроллерах |
8 |
12 |
2 |
2 |
8 |
5 |
17 |
|
итого |
24 |
|
24 |
12 |
24 |
48 |
108 |
Тематика практических занятий приведена в табл. 3. Тематика, структура учебного материала лекционных занятий, а также материал, выносимый на самостоятельное изучение, приведены в табл. 4.
Таблица 3
Неделя семестра |
Тема и содержание практического занятия |
Объем часов |
В том числе, в интерактивной форме (ИФ) |
Виды контроля |
2 |
Изучение группы команд пересылки информации, группа арифметических и логических команд |
2 |
2 |
тест |
6 |
Изучение группы команд передачи управления , команд управления стеком, вводом-выводом, состоянием МП. |
2 |
|
тест |
10 |
Организация временных задержек программным способом. |
2 |
|
тест |
12 |
Программирование адаптера KP580BB55: |
2 |
|
тест |
Таблица 4
Неделя семестра |
Тема и содержание лекции |
Объем часов |
В том числе, в интерактивной форме (ИФ) |
Номер и наименование раздела дисциплины |
|
|
|
1 |
Раздел 1 Введение в микропроцессорную технику (2 час). Лекция 1.Основные определения курса: измерительная техника, измерительный прибор, микропроцессор(МП), микроконтроллер (МК). Место и роль МПТ в научно-техническом прогрессе общества. Микропроцессоры и микроконтроллеры в приборостроении. Примеры использования МП в измерительной аппаратуре. Структура и содержание курса, его связь с другими дисциплинами учебного плана. Краткая характеристика рекомендованной литературы. Перечень лабораторных работ. Тематика курсовых проектов. Список литературы. (2 ч.). Самостоятельное изучение. Классификация и обозначения приборов. Общие характеристики измерительных приборов.
|
2 |
|
2-3 |
Раздел 2 . Общие вопросы построения измерительных систем и приборов на основе микропроцессоров и микроконтроллеров (4 час). Лекция 2.Улучшение метрологических характеристик измерительных систем и приборов. Структурные методы повышения точности. Коррекция характеристик датчиков с помощью микропроцессора по методу вспомогательных измерений. Применение микропроцессора для повышения точности АЦП по методу образцовых мер. Методы уменьшения дифференциальной нелинейности с помощью микропроцессора. Применение микропроцессоров и микроконтроллеров для измерительных преобразований и обработки измерительной информации. (2ч.). Самостоятельное изучение. .Типы приборов, включенных в Государственный реестр средств измерений. Условные графические обозначения приборов на схемах.
|
4 |
|
4 |
Раздел 3 . Типы архитектур микропроцессорных измерительных систем (2 час). Лекция 3. Типы архитектур микропроцессорных измерительных систем: архитектура с общей шиной данных и команд (одношинная принстонская или фон-неймовская), архитектура с раздельными шинами данных и команд (гарвардская). Типы МПС: микроконтроллеры, контроллеры, микропроцессоры, компьютеры. Типичная структура МПС. Схема. Три основные части МПС: вычислительная, интерфейсная, электропитание. Назначение подсистем. Функции основных устройств МПС: процессора, памяти, устройств ввода-вывода. Шины МПС: шина адреса, шина данных, шина управления. Назначение. Работа МПС при выполнении программы . Самостоятельное изучение. . Поколения МП, характеристики МК популярных семейств, области применения.
|
2 |
|
5 |
Раздел 4. Методология проектирования ИИС и приборов со встроенными МП и МК (2 час). Лекция 4. Этапы проектированиия: системный, функционально-логический, схемотехнический. Выбор и оценка микропроцессорных комплектов и МК при использовании в измерительной аппаратуре. Самостоятельное изучение. Технические характеристики восьмиразрядных микроконтроллеров, наиболее распространённых в России.
|
2 |
|
6-7 |
Раздел 5. Структура и функции современного процессора (4 час). Лекция 5. Схема включения процессора. Выводы процессора: ША, ШД, ШУ, ШП, кварцевого резонатора, RESET. Архитектура однокристального восьмиразрядного МП. Основные узлы МП (их состав и назначение): операционный узел, узел внутренней памяти, узел управления. Функциональное назначение выводов восьмиразрядного МП. Форматы данных и команд однокристального МП обобщённого типа и микроконтроллеров. Форматы данных. Представление чисел без знака, представление чисел со знаком, двоично-десятичное представление. Выполнение 3-х байтной команды в однокристальном МП
|
4 |
|
8-9 |
Раздел 6. Программирование МПС на языке Ассемблера (4 час). Лекция 6. Основные понятия: машинный язык, объектная программа, мнемоника, ассемблирующая программа, программы трансляторы, интерпретаторы, компиляторы. Достоинства и недостатки языка Ассемблер. Алфавит языка Ассемблер. Структура программы и формат оператора языка Ассемблера. Командная строка. Директивы. Система команд восьмиразрядного МП: группа команд пересылки информации, группа арифметических и логических команд, Группа команд передачи управления , группа команд управления стеком, вводом-выводом, состоянием МП. Организация временных задержек программным способом. Структурная схема циклического алгоритма. Вложенные циклы. Примеры подпрограмм временных задержек. Пример на использование временной задержки (схема и программа включения светодиодного индикатора, соединённого с выходным портом МПС).
|
4 |
|
10 |
Раздел 7. Организация обмена информацией и интерфейсы измерительных систем на основе МП и МК (2 час). Лекция 7. Методы и средства для организации обмена информацией в микропроцессорных измерительных системах. Принципы организации и классификации интерфейсов. Интерфейс последовательной связи в микропроцессорных системах. Параллельный программируемый адаптер KP580BB55: структурная схема, подключение к МПС, режимы работы, формат управляющего слова.
|
2 |
|
|
|||
11 |
Раздел 8. Восьмиразрядные микроконтроллеры. (2 час). Лекция 8 Структура современных восьмиразрядных микроконтроллеров. Базовый функциональный блок (процессорное ядро), изменяемый функциональный блок, состав и назначение. Популярные семейства восьмиразрядных микроконтроллеров: МCS-51 (фирмы INTEL и других фирм), HC05, HC08, HC11 (фирмы MOTOROLA), PIC (фирмы Microchip), AVR (фирмы ATMEL) и других фирм. Краткая характеристика и области применения.
|
2 |
|
12 |
Раздел 9. Средства разработки и отладки устройств на микроконтроллерах (2 час). Лекция 9.. Средства разработки и отладки устройств на микроконтроллерах: программные симуляторы, внутрисхемные эмуляторы, платы развития (оценочные платы), мониторы отладки, интегрированные среды разработки. Назначение и основные возможности.
|
2 |
|
|
Итого часов |
24 |
|
Курсовой проект выполняется по теме " Автоматизация технологического процесса сортировки изделий".
Цель курсовой работы состоит:
в приобретении практических навыков в формализации, алгоритмизации и программировании задач, связанных с применением микропроцессорных устройств (МПУ) для комплексной автоматизации технологических процессов производства РЭС, а также в выборе технических средств МПУ и оформлению программной документации.;
Работа выполняется по индивидуальным вариантам технического задания и включает в себя элементы научных исследований.
Применяется поэтапный контроль результатов работы. По результатам выполнения работы оформляется пояснительная записка. Защита работы проводится в форме собеседования.
Необходимым условием успешного освоения дисциплины является строгое соблюдение графика учебного процесса.
Консультации организуются по учебным группам, а дата, место и время их проведения указываются в графике работы преподавателя.