Содержание дисциплины

РАЗДЕЛ 1	ВВЕДЕНИЕ
Цель раздела	Знакомство с дисциплиной
Задачи раздела	Определить предмет и задачи дисциплины, связь дисциплины с другими дисциплинами, изучить классификацию современных ПУ
Тема 1.1	Предмет и содержание дисциплины
	Предмет и содержание дисциплины, её связь с другими дисциплинами. Развитие ПУ и классификация современных ПУ.
РАЗДЕЛ 2	ОСНОВНЫЕ ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА
Цель раздела	Изучение видов и принципов действия основных периферийных устройств
Задачи раздела	Изучить основные виды ПУ и принципы их функционирования, приобрести навыки написания программ, работающих с мышью, клавиатурой, принтером, сканером.
Тема 2.1	Устройства ввода
Содержание темы	Клавиатура. Кодирование символьной информации. Мышь и трекбол. Световое перо. Сенсорные экраны. Планшеты. Сканеры. Способы сжатия растровых изображений. Методы распознавания символьной информации. Игровые устройства. Использование игрового порта для работы с датчиками.
Тема 2.2	Устройства вывода
Содержание темы	Классификация и принципы действия принтеров. Принципы построения механической части принтеров. Подключение, настройка и обслуживание принтеров. Разработка приложений с выводом на принтер графической информации. Плоттеры. Коммуникаторы устройств ввода-вывода.
Тема 2.3	Устройства хранения данных
Содержание темы	Назначение и принципы функционирования устройств хранения данных. Основные характеристики и конструктивы. Интерфейсы. Устройства, системы и сети хранения данных. Логическая структура дисков. Устройства хранения на магнитных дисках. Оптические диски. Ленточные устройства. Твердотельные устройства хранения. Системная поддержка внешней памяти. Установка и обслуживание устройств.
Тема 2.4	Видеосистема
Содержание темы	Принципы вывода изображений. Графические акселераторы. Дисплей. Интерфейсы мониторов и видеосистем. Дисплейные адаптеры. Видеосервис BIOS. Параметры видеосистемы. Проекционные устройства. Стереоскопические устройства отображения информации.
Тема 2.5	Аудиосистема
Содержание темы	Оцифровка звуковых сигналов. Использование ПК для обработки звука. Методы компрессии звука. Синтез звука. Системы распознавания и синтеза речи. Стереофоническое и объемное воспроизведение. Трехмерный звук. Звуковые карты PC. Интерфейс MIDI.
Тема 2.6	Коммуникационные устройства
Содержание темы	Модемы и факс-модемы. Управление модемом с помощью АТ-команд. Подключение к локальным сетям. Подключение к беспроводным сетям. Интернет.
РАЗДЕЛ 3	ИНТЕРФЕЙСЫ ЭВМ
Цель раздела	Изучение видов и принципов функционирования основных интерфейсов ЭВМ
Задачи раздела	Изучение принципов работы параллельного и последовательного интерфейсов, приобретение навыков написания программ, использующих параллельный и последовательный интерфейсы для обмена данными, знакомство с шиной USB и беспроводными интерфейсами.
Тема 3.1	Параллельный интерфейс
Содержание темы	Традиционный LPT-порт. Расширения стандартного порта. СтандартIEEE1284. Системная поддержкаLPT-порта. Параллельный порт и функцииPnP. ПрименениеLPT-порта. Конфигурирование. Неисправности и тестирование параллельного порта.
Тема 3.2	Последовательные интерфейсы
Содержание темы	Интерфейс RS232 –COM-порт. Протокол. Управление потоком данных. Микросхемы. Системная поддержка. Конфигурирование и использованиеCOM-порта. Неисправности и тестирование. Инфракрасный интерфейсIRDA. РадиоинтерфейсBluetoth.
Тема 3.3	Шина USB
Содержание темы	Архитектура. Топология шины. Модель передачи данных. Организация обменов. Электрический интерфейс. Хабы USB. Хост-контроллер. РасширениеOTG. Автоматическое конфигурирование устройств. Проблемы при подключении.
Тема 3.4	Шины расширения. Специальные интерфейсы
Содержание темы	Организация шин PCIиPCI-X. Протокол, команды и транзакции. Прямой доступ к памяти. Пропускная способность. Прерывания. МостыPCIиPCI-X. Конфигурирование иBIOSустройствPCIиPCI-X. Слоты и карты. Порт графического акселератораAGP.PCIExpress. Шины расширения блокнотных ПК. ИнтерфейсыIDE-ATA/ATAPIиSATA. ИнтерфейсSCSI
Тема 3.5	Тема 3.5 Беспроводные интерфейсы
Содержание темы	Инфракрасный интерфейс IRDA. РадиоинтерфейсBluetooth. Шина IEEE 1394 – FireWire. Интерфейс Fiber Channel.
РАЗДЕЛ 4	РАЗРАБОТКА УЗЛОВ ПУ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ
Цель раздела	Изучение особенностей использования МК для построения узлов ПУ
Задачи раздела	Изучение основных возможностей современных МК, изучение возможностей МК фирмы Atmel и особенностей их использования для построения узлов ПУ, приобретение навыков разработки отдельных узлов ПУ и устройств, содержащих МК
Тема 4.1	Основные возможности микроконтроллеров
Содержание темы	Обзор современных микроконтроллеров и их возможностей. Критерии сравнения микроконтроллеров. Микроконтроллеры семейства AVRфирмыAtmel. Основные возможности МК серийMegaиTiny.
Тема 4.2	Средства разработки программ для МК
Содержание темы	Обзор компиляторов для микроконтроллеров AVR. Компилятор Code Vision AVR Compiler. Работа с проектом. Использование генератора начального кода. Настройка среды. Встроенный прошивальщик. Особенности использования языка С для программирования контроллеров.
Тема 4.3	Средства отладки программ для МК
Содержание темы	Обзор средств симуляции схем и отладки программ для МК. Симулятор VMLab. Создание проекта. Работа с проектом. Использование осциллографа. Основные возможности.
Тема 4.4	Использование таймеров МК
Содержание темы	Виды таймеров. Особенности работы таймеров. Режимы работы таймеров. Включение и выключение таймеров. Прерывания при переполнении. Использование таймеров.
Тема 4.5	Внешние прерывания
Содержание темы	Использование внешних прерываний. Условия возникновения внешних прерываний. Обработчики прерываний. Разрешение и запрет генерации прерываний. Полинг – как альтернатива использованию внешних прерываний.
Тема 4.6	Датчики
Содержание темы	Классификация датчиков ПУ. Получение информации от датчиков и её обработка. Использование датчиков в устройствах, эксплуатируемых в различных отраслях деятельности человека.
Тема 4.7	Использование АЦП
Содержание темы	Использование аналогово-цифровых преобразователей. Точность измерений. Согласование уровней сигналов. Пути снижения помех и увеличения точности измерений.
Тема 4.8	Подключение устройств индикации
Содержание темы	Использование индикаторов при отладке и эксплуатации ПУ. Использование светодиодов. Звуковая сигнализация. Использование семисегментных индикаторов. Использование алфавитно-цифровых индикаторов.
Тема 4.9	Взаимодействие ПУ и ЭВМ. Использование UART
Содержание темы	Подключение ПУ к ЭВМ. Особенности использования параллельных и последовательных интерфейсов. Обмен данными между микроконтроллером ПУ и ЭВМ с использованием интерфейса RS232. Настройка UART микроконтроллера.
Тема 4.10	Управление мощными нагрузками. Использование широтно-импульсной модуляции
Содержание темы	Управление устройствами с большой потребляемой мощностью. Использование реле и MOSFET-транзисторов в схемах управления. Широтно-импульсная модуляция. Параметры ШИМ-сигнала. Использование ШИМ для регулирования мощности нагрузки. Аппаратная и программная генерация ШИМ-сигнала.
Тема 4.11	Серводвигатели
Содержание темы	Назначение, устройство и характеристики серводвигателей. Обзор популярных моделей. Управление сервомоторами.
Тема 4.12	Шаговые двигатели
Содержание темы	Назначение, устройство, виды и характеристики шаговых двигателей. Краткий обзор моделей. Режимы работы шагового двигателя. Управление шаговым двигателем.
РАЗДЕЛ 5	ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ПУ
Цель раздела	Изучение перспектив развития ПУ
Задачи раздела	Познакомиться с передовыми отраслями современной науки, рассмотреть тенденции развития периферийных устройств, произвести обобщение и систематизацию материала.
Тема 5.1	Перспективы развития периферийных устройств
Содержание темы	Обзор передовых отраслей современной науки. Тенденции развития периферийных устройств. Интеграция бытовой техники. Обобщение материала.

По дисциплине выполняется курсовой проект.

Цель выполнения курсового проекта: приобретение навыков самостоятельной разработки устройства, содержащего МК, простого периферийного устройства либо узла ПУ.

Номер темы	Наименование темы и изучаемых вопросов	Количество часов				Наглядные пособия	УСРС		Формы контроля знаний
		Лекционные	Семинарские	Практические	Лабораторные		Изучаемые вопросы	Кол-во часов
1.1	Предмет и содержание дисциплины Предмет и содержание дисциплины, её связь с другими дисциплинами. Развитие ПУ и классификация современных ПУ.	2
2.1	Устройства ввода Клавиатура. Кодирование символьной информации. Мышь и трекбол. Световое перо. Сенсорные экраны. Планшеты. Сканеры. Способы сжатия растровых изображений. Методы распознавания символьной информации. Игровые устройства. Использование игрового порта для работы с датчиками.	2		4		[9],[11]	Световое перо. Сенсорные экраны. Планшеты. Способы сжатия растровых изображений.	2	Защита практич. работы
2.2	Устройства вывода Классификация и принципы действия принтеров. Принципы построения механической части принтеров. Подключение, настройка и обслуживание принтеров. Разработка приложений с выводом на принтер графической информации. Плоттеры. Коммуникаторы устройств ввода-вывода.	2		4		[9],[11]	Принципы построения механической части принтеров. Подключение, настройка и обслуживание принтеров. Плоттеры. Коммуникаторы устройств ввода-вывода.	2	Защита практич. работы
2.3	Устройства хранения данных Назначение и принципы функционирования устройств хранения данных. Основные характеристики и конструктивы. Интерфейсы. Устройства, системы и сети хранения данных. Логическая структура дисков. Устройства хранения на магнитных дисках Оптические диски. Ленточные устройства. Твердотельные устройства хранения. Системная поддержка внешней памяти. Установка и обслуживание устройств.	2		2		[9],[11]			Опрос
2.4	Видеосистема Принципы вывода изображений. Графические акселераторы. Дисплей. Интерфейсы мониторов и видеосистем. Дисплейные адаптеры. Видеосервис BIOS. Параметры видеосистемы. Проекционные устройства. Стереоскопические устройства отображения информации.					[9],[11]	Принципы вывода изображений. Графические акселераторы. Дисплей. Интерфейсы мониторов и видеосистем. Дисплейные адаптеры. Видеосервис BIOS. Параметры видеосистемы. Проекционные устройства. Стереоскопические устройства отображения информации.	2	Тестирование
2.5	Аудиосистема Оцифровка звуковых сигналов. Использование ПК для обработки звука. Методы компрессии звука. Синтез звука. Системы распознавания и синтеза речи. Стереофоническое и объемное воспроизведение. Трехмерный звук. Звуковые карты PC. Интерфейс MIDI.					[9],[11]	Оцифровка звуковых сигналов. Использование ПК для обработки звука. Методы компрессии звука. Синтез звука. Системы распознавания и синтеза речи. Стереофоническое и объемное воспроизведение. Трехмерный звук. Звуковые карты PC. Интерфейс MIDI.	2	Тестирование
2.6	Коммуникационные устройства Модемы и факс-модемы. Управление модемом с помощью АТ-команд. Подключение к локальным сетям. Подключение к беспроводным сетям. Интернет.	2		2		[9],[11]			Защита практич. работы
3.1	Параллельный интерфейс Традиционный LPT-порт. Расширения стандартного порта. Стандарт IEEE1284. Системная поддержка LPT-порта. Параллельный порт и функции PnP. ПрименениеLPT-порта. Конфигурирование. Неисправности и тестирование параллельного порта.	2		2		[7],[8],[9]	Стандарт IEEE1284. Конфигурирование. Неисправности и тестирование параллельного порта.	2	Защита практич. работы
3.2	Последовательные интерфейсы Интерфейс RS232 –COM-порт. Протокол. Управление потоком данных. Микросхемы. Системная поддержка. Конфигурирование и использование COM-порта. Неисправности и тестирование.	2		2		[7],[8],[9]	Конфигурирование и использование COM-порта. Неисправности и тестирование.	2	Защита практич. работы
3.3	Шина USB Архитектура. Топология шины. Модель передачи данных. Организация обменов. Электрический интерфейс. Хабы USB. Хост-контроллер. Расширение OTG. Автоматическое конфигурирование устройств. Проблемы при подключении.	2		2		[7],[8],[9]	Расширение OTG. Автоматическое конфигурирование устройств. Проблемы при подключении.	2	Опрос

3.4	Шины расширения. Специальные интерфейсы Организация шин PCIиPCI-X. Протокол, команды и транзакции. Прямой доступ к памяти. Пропускная способность. Прерывания. Мосты PCIиPCI-X. Конфигурирование и BIOSустройствPCIиPCI-X. Слоты и карты. Порт графического акселератора AGP. PCIExpress. Шины расширения блокнотных ПК. Интерфейсы IDE-ATA/ATAPI и SATA. Интерфейс SCSI.	2				[7],[8],[9]
3.5	Тема 3.5 Беспроводные интерфейсы Инфракрасный интерфейс IRDA. Радиоинтерфейс Bluetoth. Шина IEEE1394 –FireWire. Интерфейс Fibre Channel.					[7],[8],[9]	Инфракрасный интерфейс IRDA. Радиоинтерфейс Bluetoth. Шина IEEE1394 –FireWire. Интерфейс Fibre Channel.	2	Опрос
4.1	Основные возможности микроконтроллеров Обзор современных микроконтроллеров и их возможностей. Критерии сравнения микроконтроллеров. Микроконтроллеры семейства AVRфирмыAtmel. Основные возможности МК серий MegaиTiny.	2				[1],[2], [5],[6]
4.2	Средства разработки программ для МК Обзор компиляторов для микроконтроллеров AVR. Компилятор Code Vision AVR Compiler. Работа с проектом. Использование генератора начального кода. Настройка среды. Встроенный прошивальщик. Особенности использования языка С для программирования контроллеров.	2		4					Защита практич. работы
4.3	Средства отладки программ для МК Обзор средств симуляции схем и отладки программ для МК. Симулятор VMLab. Создание проекта. Работа с проектом. Использование осциллографа. Основные возможности.	2		4					Защита практич. работы
4.4	Использование таймеров МК Виды таймеров. Особенности работы таймеров. Режимы работы таймеров. Включение и выключение таймеров. Прерывания при переполнении. Использование таймеров.	2		4		[1],[2], [5],[6]			Защита практич. работы
4.5	Внешние прерывания Использование внешних прерываний. Условия возникновения внешних прерываний. Обработчики прерываний. Разрешение и запрет генерации прерываний. Полинг – как альтернатива использованию внешних прерываний.	2		4		[1],[2], [5],[6]			Защита практич. работы
4.6	Датчики Классификация датчиков ПУ. Получение информации от датчиков и её обработка. Использование датчиков в устройствах, эксплуатируемых в различных отраслях деятельности человека.	2				[4]
4.7	Использование АЦП Использование аналогово-цифровых преобразователей. Точность измерений. Согласование уровней сигналов. Пути снижения помех и увеличения точности измерений.	2		2		[1],[2], [5],[6]			Защита практич. работы
4.8	Подключение устройств индикации Использование индикаторов при отладке и эксплуатации ПУ. Использование светодиодов. Звуковая сигнализация. Использование семисегментных индикаторов. Использование алфавитно-цифровых индикаторов.	4		4		[1],[2], [5],[6]			Защита практич. работы

4.9	Взаимодействие ПУ и ЭВМ. Использование UART Подключение ПУ к ЭВМ. Особенности использования параллельных и последовательных интерфейсов. Обмен данными между микроконтроллером ПУ и ЭВМ с использованием интерфейса RS232. Настройка UART микроконтроллера.	4		4		[1],[2], [5],[6]			Защита практич. работы
4.10	Управление мощными нагрузками. Использование широтно-импульсной модуляции Управление устройствами с большой потребляемой мощностью. Использование реле и MOSFET-транзисторов в схемах управления. Широтно-импульсная модуляция. Параметры ШИМ-сигнала. Использование ШИМ для регулирования мощности нагрузки. Аппаратная и программная генерация ШИМ-сигнала.	4		2		[1],[2], [5],[6]			Защита практич. работы
4.11	Серводвигатели Назначение, устройство и характеристики серводвигателей. Обзор популярных моделей. Управление сервомоторами.	2				[1],[2], [5],[6]
4.12	Шаговые двигатели Назначение, устройство, виды и характеристики шаговых двигателей. Краткий обзор моделей. Режимы работы шагового двигателя. Управление шаговым двигателем.	4		4		[1],[2], [5],[6]			Защита практич. работы

5.1

Перспективы развития периферийных устройств Обзор передовых отраслей современной науки. Тенденции развития периферийных устройств. Интеграция бытовой техники. Обобщение материала.

2

2

Опрос

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ЛИТЕРАТУРА