Микропроцессорная техника / Рабочая программа 2013-2014

ЗАТВЕРДЖЕНО Наказ МОНУ

від 05 червня 2013 року № 683

Форма № Н-3.04

Міністерство освіти і науки України ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет»

Факультет інформаційних технологій Кафедра автоматизації та комп’ютерних технологій

ЗАТВЕРДЖУЮ

Декан факультету інформаційних технологій

_____________М.В.Верескун

«____»__________2014 року

РОБОЧА ПРОГРАМА НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ

ПП06 – МІКРОПРОЦЕСОРНА ТЕХНІКА

напрямпідготовки6.050202– Автоматизаціятакомп'ютерно-

інтегрованітехнології

2013 – 2014 навчальний рік

Робоча програма з дисципліни «Мікропроцесорна техніка» для студентів за напрямом підготовки 6.050202 – «Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології»,

Розробник: С.П. Сокол, ст. викладач

Робоча програма затверджена на засіданні кафедри автоматизації і комп’ютерних технологій Протокол від “08” січня 2014 року № 6

Завідувач кафедри ________________ (О.І. Сімкін)

Схвалено методичною комісією факультету

Протокол від “___” січня 2014 року № ___

Голова _________ (_____________________)

_ПДТУ__,2014 рік_______,20__ рік

2

1. Опис навчальної дисципліни

Форма навчання	Кредитів	КредитівECTS	Годин	Всього	Аудиторних			Лабораторні	Самост. робота	Розподіл за
						Лекції	Практичні			Екзаменів	Заліків	робота.Курс
						годин				семестрами
Денна	2,67	4	144	54		28	-	26	90	-	4д	-
Заочна	2,67	4	144	16		6	2	8	128	-	7д	-
Прискорена	2,67	4	144	14		8	-	6	130	-	7д	-

2. Мета та завдання навчальної дисципліни

Мета дисципліни. Мета викладання дисципліни – дати студентам основні знання з теорії, принципів побудови й роботи мікропроцесорних систем та ознайомити з сучасними мікроконтролерами, виконаними на базі ядра MSP430, а також дати знання про їх програмування та використання у власних конструкціях.

Задачі вивчення дисципліни.

Урезультаті вивчення даної дисципліни студент повинен знати:

особливості архітектур мікропроцесорних систем (МПС);

організацію пам'яті в МПС;

організацію вводу-виводу, інтерфейси, контролери інтерфейсів;

структуру і класифікацію мікропроцесорних систем;

базові операції алгебри логіки.

вміти:

розраховувати основні елементи МПС;

програмувати мікроконтролери MSP430 для виконання поставлених задач;

вибирати потрібний тип мікроконтролеру для виконання поставлених задач.

Для успішного вивчення дисципліни потрібно добре знати наступні курси:

електротехніка та електромеханіка;

комп’ютерні технології та програмування;

3

електроніка та мікросхемотехніка.

Навчальний матеріал дисципліни «Мікропроцесорна техніка» використовується при вивченні таких дисциплін: мікропроцесорні та програмні засоби, основи комп’ютерно-інтегрованого управління, а також у дипломному проектуванні.

3. Програма навчальної дисципліни

Тема 1. Загальні відомості про мікропроцесорні системи (30 годин)

Архітектури мікропроцесорних систем. Поняття системних шин.

Режими роботи мікропроцесорних систем.

Центральний процесор. Функції процесора, структура мікропроцесора, основні модулі.

Способи організації адресного простору. Регістри.

Арифметико-логічний пристрій. Пристрій керування.

Пам'ять: види пам'яті, структурна схема модуля пам'яті, проектування модулів пам'яті.

Тема 2. Архітектура мікроконтролерів сімейства MSP430 (18 годин)

Загальні відомості про архітектуру мікроконтролерів сімейства

MSP430.

Узагальнена структурна схема мікроконтролерів. Ключові особливості архітектури.

Система тактування.

Організація адресного простору мікроконтролерів

Тема 3. Цифрові порти вводу-виводу мікроконтролерів сімей-

ства MSP430 (12 годин)

Основні можливості і характеристики портів вводу-виводу.

4

Регістр даних вводу. Регістр даних виводу. Регістр направлення.

Регістр вмикання підтягувальних резисторів. Регістри вибору функцій.

Переривання від портів Р1 та Р2. Конфігурування та обробка зовнішніх переривань.

Тема 4. 16-розрядний центральний процесорний пристрій (ЦПП) мікроконтролерів сімейства MSP430 (18 годин)

Основні можливості ЦПП.

Регістри ЦПП: програмний лічильник, покажчик стека, регістр статусу, регістри генератора констант, регістри загального призначення.

Режими адресації.

Загальні відомості про набір команд.

Тема 5. Системний скид, переривання та робочі режими мікроконтролерів сімейства MSP430 (24 годин)

Структурна схема модуля скиду. Системний скид й ініціалізація.

Скид при зниженій напрузі живлення. Програмна ініціалізація. Переривання. Типи переривань: системне, немасковане, маско-

ване.

Пріоритети переривань. Обробка переривань: отримання переривання, повернення з переривання.

Вектори переривань.

Режими роботи. Активний режим і режими зниженого енергоспоживання. Перемикання між режимами.

Принципи створення пристроїв з низьким енергоспоживанням.

Тема 6. Модуль тактування мікроконтролерів сімейства

MSP430 (18 годин)

5

Структурна схема модуля тактування.

Джерела сигналу модуля: LFXT1CLK, VLOCLK, DCOCLK.

Тактові сигнали, що генеруються модулем: ACLK, ACLK/n, SMCLK, MCLK.

Конфігурація модуля. Регістри модуля.

Зниження енергоспоживання мікроконтролера шляхом відключення невикористовуваних джерел сигналу.

Тема 7. Таймери мікроконтролерів сімейства MSP430 (24 го-

дин)

Сторожовий таймер. Структурна схема. Лічильник сторожового таймеру. Режим сторожового таймера.

Режим інтервального таймера. Переривання сторожового таймера.

Функціонування в режимах зниженого енергоспоживання. Регістри сторожового таймера.

Використання виводу системного скиду в режимі немаскованого переривання.

Таймер А. Структурна схема. Функціональні можливості. Режими роботи таймера.

Блоки захвату/порівняння: функціонування і конфігурування блоків.

Регістри управління таймером А.

4. Структура та технологічна карта навчальної дисципліни

на 6 семестр 2013-2014 навч. року, групи МА-11

		Види занять	Всього							Навчальні тижні
				1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
Аудиторні		Лекції	28	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2
		Практичні
		Лабораторні	26		2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2
		Семінарські
		Поточн.контр

6

	Контр. роботи													+
	Модул.контр																		М1											М2
	Захист курсов
	Захист лабор														+	+	+			+		+		+	+		+		+	+
	Захист РГР
	Атестації																					А1												А2
		Всього						54	2	4		4		4	4	4	4			4		4		4	4		4		4	4
Самостійні	Курсов.проек
	Екскурсії							85	6	6		6		6	6	6	6			6		6		6	6		6		6	7
	Підгот.до зан
	Розрах.-граф
	Консультації																			1		2								2
		Всього						90	6	6		6		6	6	6	6			7		8		6	6		6		6	9
	Навчальне нава-							144	8	10	10			10	10	10	10		11			12		10	10		10	10		13
нтаження студе-
			нтів
Підсумковий								контроль – диференційний залік
													ПІБ викладачів.
По-														Практичні																	Курсове
				Група				Лекції												Лабораторні роботи											проекту-
ток														(семінарські)
																																вання
			МА-11				Сокол С.П.									-						Сокол С.П.									-
						ст. викладач.																ст. викладач
Модуль		Тиждень		занятьВид			ТЕМА ТА ЇЇ ЗМІСТ											Кількість годин					Контроль			Матеріал	монадуль			Література
																																стор.
1		2		3						4								5					6				7			8
				Л		Архітектури мікропроцесор-												2								Схеми,
		1				них систем. Поняття систем-																				рисун-				[1, с. 10-40]
						них шин. Режими роботи мік-																					ки,
						ропроцесорних систем.																				мульт.
1				Л		Центральний процесор. Функ-												2									мед.
Модуль						ції процесора, структура мік-
		2				ропроцесора, основні модулі.
						Способи організації адресного																								[1, с. 41-73]
						простору. Регістри. АЛП. При-
						стрій керування.
		2		ЛР		Ввідне заняття. Інструктаж з
						ТБ

7

1	2	3	4	5	6	7	8
		Л	Пам'ять: види пам'яті, струк-	2
	3		турна схема модуля пам'яті,				[1, с. 73-118]
			проектування модулів пам'яті.
	3	ЛР	Інтерфейс програми IAR Em-	2
			bedded Workbench.
		Л	Архітектура мікроконтролерів	2	КР №1
			сімейства MSP430. Система
	4		тактування. Організація адре-				[2, c. 13-17]
			сного простору мікроконтро-
			лерів
	4	ЛР	Інтерфейс програми IAR Em-	2
			bedded Workbench.
		Л	Цифрові порти вводу-виводу	2
	5		мікроконтролерів сімейства
			MSP430. Регістри, що керують				[2, c. 33-93]
			портами вводу-виводу.
	5	ЛР	Програмування цифрових по-	2	ЗЛР
			ртів вводу-виводу
		Л	Основні можливості ЦПП. Ре-	2
	6		гістри ЦПП. Режими адресації.
			Загальні відомості про набір				[2, c. 230-
			команд.				243]
	6	ЛР	Програмування цифрових по-	2	ЗЛР
			ртів вводу-виводу
		Л	Режими роботи. Активний ре-	2
	7		жим і режими зниженого ене-
			ргоспоживання. Перемикання				[2, c. 19-21]
			між режимами.
	7	ЛР	Режими зниженого енерго-	2	ЗЛР
			споживання
		Л	Структурна схема модуля так-	2	МК №1
			тування. Джерела сигналу мо-
	8		дуля. Тактові сигнали. Конфі-				[2, c. 21-29]
			гурація модуля. Регістри мо-
			дуля.
	8	ЛР	Режими зниженого енерго-		ЗЛР
			споживання
		Л	Переривання. Типи перери-	2	А №1
			вань. Пріоритети переривань.
	9		Обробка переривань. Вектори				[2, c. 29-32]
			переривань. Конфігурування
			та обробка зовнішніх перери-
			вань.
	9	ЛР	Обробка зовнішніх переривань	2	ЗЛР

8

1	2	3	4	5	6	7	8
		Л	Сторожовий таймер. Структу-	2
			рна схема. Лічильник сторо-
			жового таймеру. Режим сто-
	10		рожового та інтервального				[2, c. 285-
			таймера. Переривання сторо-				289]
			жового таймера. Регістри сто-
			рожового таймера.
	10	ЛР	Обробка зовнішніх переривань	2	ЗЛР
	11	Л	Використання виводу систем-	2
			ного скиду в режимі немаско-				[2, c. 295-
2			ваного переривання.			Схеми,	300]
	11	ЛР	Програмування таймерів	2	ЗЛР	рисун-
Модуль
		Л	Базовий таймер. Таймер А.	2		ки,
	12		Блоки захвату/порівняння. Ре-			мульт.	[2, c. 295-
			гістри управління.			мед.	300]
	12	ЛР	Програмування таймерів	2	ЗЛР
		Л	Структурна схема модуля ски-	2
			ду. Системний скид й ініціалі-				[2, c. 307-
	13		зація. Скид при зниженій на-
			прузі живлення. Програмна				325]
			ініціалізація.
	13	ЛР	Програмування таймерів	2	ЗЛР
	14	Л	Підсумкове заняття	2	МК №2
	14	ЛР	Підсумкове заняття	2	ЗЛР
	17				А №2

5 Самостійна робота

№	Назва роботи	Кількість
з/п		годин
1	Опрацювання лекційного матеріалу	45
2	Підготовка до лабораторних робіт	40
3	Консультації	5
	Разом	90

6 Індивідуальні завдання

У межах даної дисципліни не проводяться індивідуальні заняття.

7 Методи навчання

9

При вивченні курсу «Мікропроцесорна техніка» студенти повинні прослухати 28 годин лекцій ї виконати 26 годин лабораторних занять, самостійно вивчати частину матеріалу по завданню викладача, користуватися методичними рекомендаціями з самостійного вивчення дисципліни.

Самостійна робота виконується відповідно до методичного посібника з самостійної роботи над курсом для того, щоб дати студенту можливість одержати встановлений об’єм знань шляхом вивчення спеціальної технічної літератури, для поглиблення знань у напрямі вибору технічних засобів автоматизації.

Читання лекцій супроводжується з демонстрацією схем, малюнків, діаграм тощо з використанням мультимедійної системи.

За час вивчення курсу передбачаються контрольні роботи, а також кредитно-модульний контроль знань студентів.

8 Методи контролю

За час вивчення курсу передбачаються такі методи конролю:

поточні контрольні роботи (1 шт.);

модульні контрольні роботи (2 шт.);

захист лабораторних робіт (5 шт.).

ПИТАННЯ ДО ЗАЛІКУ

1.Архітектура центральних процесорів.

2.Архітектура мікропроцесорних систем. Шинна, класична структури зв'язків.

3.Режими роботи мікропроцесорних систем.

4.Структура мікропроцесорної системи. Магістраль, шина. Основні типи шин.

5.Модулі пам'яті МПС. Основні типи і характеристики.

6.Пристрій керування.

7.Арифметико-логічний пристрій (АЛП).

8.Узагальнена структурна схема мікроконтролерів сімейства

MSP430.

9.Регістри ЦПП мікроконтролерів сімейства MSP430.

10.Режими адресації мікроконтролерів сімейства MSP430.

10