Программа дисциплины (Syllabus) mss 3206 Микропроцессорные средства и системы Павлодар, 2013 г



Скачать 206.86 Kb.
Дата17.10.2016
Размер206.86 Kb.
ТипПрограмма дисциплины

Титульный лист программы дисциплины (SYLLABUS)



Форма

Ф СО ПГУ 7.18.4/19





Министерство образования и науки Республики Казахстан



Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова
Кафедра Электроэнергетики

Программа дисциплины (Syllabus)
MSS 3206 Микропроцессорные средства и системы

Павлодар, 2013 г.



Лист утверждения программы дисциплины (Syllabus)



Форма

Ф СО ПГУ 7.18.4/19









УТВЕРЖДАЮ

Декан энергетического факультета

___________ Кислов А.П.

«___»_____________20__г.


Составитель: _________ доцент, к.т.н. Жумадирова А.К.



Программа дисциплины (Syllabus)
Микропроцессорные средства и системы MSS 3206
для студентов очной формы обучения специальности 5В071800 – Электроэнергетика
Программа разработана на основании рабочей учебной программы, утвержденной «___»_____________20__г.
Рекомендована на заседании кафедры от «___»____________20__г.

Протокол № _____.

Заведующий кафедрой ____________ Марковский В.П. «___»____________2013 г.
Одобрена учебно-методическим советом энергетического факультета
«___»______________20__г. Протокол №____
Председатель УМС факультета ____________ Талипов О.М. «___»____________2013 г.

1. Паспорт учебной дисциплины
Наименование дисциплины Микропроцессорные средства и системы
Количество кредитов и сроки изучения

Всего – 3 кредита

Курс: 3

Семестр: 6


Всего аудиторных занятий – 45 часов

Лекции – 22,5 часов

Практические /семинарские занятия – 15 часов

Лабораторные занятия – 15 часов

СРС – 82,5 часов

в том числе СРСП – 22,5 часов

Общая трудоемкость – 135 часов
Форма контроля

Форма итогового контроля Экзамен – 6 семестр


Пререквизиты

Для освоения данной дисциплины необходимы знания, умения и навыки, приобретённые при изучении следующих дисциплин:

– информатика;

– основы теории управления и цифровых устройств;

– силовые преобразовательные устройства.
Постреквизиты

Знания, умения и навыки, полученные при изучении дисциплины необходимы для освоения следующих дисциплин:

– элементы систем автоматики;

– автоматизация типовых технологических комплексов;

– системы управления электроприводом;

– микропроцессорное управление электроприводом.


2. Сведения о преподавателях и контактная информация

Ф.И.О. Жумадирова Алия Кайрулловна

Ученая степень, звание, должность к.т.н., доцент

Кафедра «Электроэнергетика», аудитория А-223

телефон: 67-36-26,

Е-mail: aliyazh@mail.ru


3. Предмет, цели и задачи
Предмет дисциплины Основы использования микропроцессорных устройств для создания цифровых систем управления различными объектами.
Цель преподавания дисциплины

Формирование знаний в области принципов построения и реализации цифровых систем управления оборудованием электроэнергетических систем на основе микропроцессорной техники.


Задачи изучения дисциплины

– изучение применения микропроцессорных устройств и систем в электроэнергетике.


4. Требования к знаниям, умениям, навыкам и компетенциям
В результате изучения данной дисциплины студенты должны:

иметь представление о:

– принципе работы и структуре микропроцессоров;

знать:


– принципы функционирования микропроцессорных систем и цифровых систем управления на их основе;

– основные функциональные части микропроцессорных систем управления и их взаимодействие;

уметь:

– выявлять функциональные возможности микропроцессорных систем управления электрооборудованием;



– программировать микропроцессорные системы на базе однокристальных микроконтроллеров;

приобрести практические навыки:

– по работе микропроцессорных устройств и систем;

быть компетентным:



– в построении информационно-управляющих и контролирующих систем на базе типовых микропроцессорных комплексов.
5. Тематический план изучения дисциплины
Распределение академических часов по видам занятий




п/п

Наименование тем

Количество аудиторных часов по видам занятий

СРС

лекции

практические

лабораторные

Всего

в том числе СРСП

1

Тема 1. Микропроцессоры в локальных системах управления

1,5







4

1

2

Функциональные элементы микропроцессорных систем

5

5

12

22

5,5

3

Устройство микропроцессора

4







12

3

4

Система команд микропроцессора

4

5




10

2,5

5

Принципы построения микропроцессорных систем управления

4

5




22

5,5

6

Современные однокристальные микроконтроллеры

4




3

20

5




Всего: 135 (3 кредита)

22,5

15

15

82,5

22,5

6. Содержание лекционных занятий

Тема 1. Микропроцессоры в локальных системах управления.

План:

1. Обобщенная структурная схема.

2. Характерные особенности, основные понятия и термины.

3. Подход к изучению микропроцессорных средств управления.



Литература: [1, 2].

Тема 2. Функциональные элементы микропроцессорных систем.

План:

1. Элементы центрального процессора. Арифметико-логическое устройство.

2. Регистры и счетчики. Память микропроцессорных систем.

3. Основные сигналы. Понятие об адресе.

4. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Структурная схема ПЗУ. Перепрограммируемые ПЗУ на базе КМОП-технологии.

5. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). Регистровые ОЗУ.



Литература: [1, 2].

Тема 3. Устройство микропроцессора.

План:

1. Структурная схема микропроцессора с общей шиной данных и команд и с раздельными шинами данных и команд.

2. Структурная схема микропроцессора с общей шиной данных и команд с одним аккумулятором на примере микропроцессора типа КР580ВМ80А, Intel 8080А.

3. Основные функциональные части. Их назначение и взаимодействие.

4. Принцип действия микропроцессора. Сигналы микропроцессора.

5. Принцип микропрограммного управления. Структурная схема устройства управления.

6. Временная диаграмма выполнения команды.

Литература: [1, 2].

Тема 4. Система команд микропроцессора.

План:

1. Понятие о коде команды. Способы сокращения длины кода команды.

2. Влияние способа кодирования команды на архитектуру микропроцессорной системы. Классификация команд. Способы адресации.

3. Программирование микропроцессорных систем. Программирование в машинных кодах и символическом коде. Программирование на языках высокого уровня для микропроцессорных систем.



Литература: [1, 2].

Тема 5. Принципы построения микропроцессорных систем.

План:

1. Структурная схема микропроцессорной системы. Распределение адресного пространства между отдельными частями микропроцессорной системы. Периферийные устройства микропроцессорных систем.

2. Организация ввода и вывода в микропроцессорной системе. Понятие об интерфейсе. Простейший интерфейс, асинхронный и синхронный интерфейс.

3. Прерывания в микропроцессорных системах. Назначение прерываний. Источники прерывания. Прерывание внешнее и программное, векторное прерывание.

4. Цифро-аналоговое и аналого-цифровое преобразование в микропроцессорных системах. Устройство цифро-аналогового преобразователя на резистивной матрице R-2R. Уравновешивающие АЦП.

5. Принципы встраивания микропроцессорных систем в контур регулирования. Переход от непрерывного управления к цифровому управлению. Цифровая реализация закона регулирования на примере ПИД-регулятора. Понятие о цифровой фильтрации. Простейший цифровой фильтр. Характеристики цифрового фильтра.



Литература: [1, 2].

Тема 6. Современные однокристальные микроконтроллеры.

План:

1. Обобщенная характеристика выпускаемых однокристальных микроконтроллеров.

2. Устройство и назначение отдельных элементов на примере микроконтроллера серии AVR Classic типа АТ90S8315.

Литература: [1, 2].
7. Содержание практических занятий, 15 часов

Тема 2. Функциональные элементы микропроцессорных систем.

Задания:

1. Составление логической схемы полного двоичного сумматора.

2. Составление логической схемы мультиплексора.

3. Составление логической схемы компаратора.



Литература: [1, 2].

Тема 4. Система команд микропроцессора.

Задания:

1. Составление логических диаграмм выполнения команд с прямой адресацией, косвенной адресацией и регистровой адресацией.

2. Особенности выполнения команд управления состоянием программы.

Литература: [1, 2].

Тема 5. Принципы построения микропроцессорных систем.

Задания:

1. Составление карты памяти микропроцессорной системы.

2. Программирование различных режимов работы процессора ввода-вывода.

3. Составление программы простейшего интерфейса.



Литература: [1, 2].
8. Содержание лабораторных занятий, 15 часов

Тема 2. Функциональные элементы микропроцессорных систем.

Лабораторная работа №1. Исследование двоичного сумматора.

Задание: Сборка и испытание двоичного полусумматора и полного сумматора.

Лабораторная работа №2. Исследование триггеров.

Задание: Сборка и испытание синхронизируемого RS-триггера, D-триггера и двухтактного D-триггера.

Лабораторная работа №3. Исследование двоичного счетчика.

Задания:

1. Сборка и испытание счетного D-триггера.

2. Исследование работы двоичного счетчика в режиме сложения и вычитания.

Лабораторная работа №4. Исследование двоичных регистров.

Задание: Сборка и испытание последовательного и параллельного регистров на базе D-триггера.

Литература: [1, 2].

Тема 6. Современные однокристальные микроконтроллеры.

Лабораторная работа №5. Изучение устройства и принципа действия однокристалльного микроконтроллера.

Задания:

1. Изучение особенностей архитектуры.

2. Изучение функциональных частей микроконтроллера.

Литература: [1, 2].
9. Задания самостоятельной работы

Тема 1. Микропроцессоры в локальных системах управления.

Задания СРС:

1. Система управления с универсальным программируемым цифровым устройством обработки информации.



Тема 2. Функциональные элементы микропроцессорных систем.

Задания СРС:

1. Комбинационные логические схемы. Сумматор, дешифратор, мультиплексор и компаратор.

2. Последовательностные логические схемы. Двоичные счетчики с накапливающим счетом, вычитающим счетом и реверсивные. Параллельные и последовательные регистры.

3. Однократно программируемые ПЗУ: масочные и с разрушаемыми элементами. Перепрограммируемые ПЗУ со стиранием ультрафиолетовым излучением и электрическим путем. Временная диаграмма чтения из ПЗУ.

4. Структурная схема ОЗУ. Статические и динамические ОЗУ. Временные диаграммы чтения из ОЗУ и записи в ОЗУ.

5. Структурная схема АЛУ. Назначение регистра признаков результата, схемы десятичной коррекции. Понятие об аккумуляторе. Регистровое АЛУ.



Тема 3. Устройство микропроцессора.

Задания СРС:

1. Основные сигналы микропроцессора, их классификация и назначение. Действия микропроцессора в соответствии с внешними сигналами.

2. Устройство центрального процессора. Дешифрация команд.

3. Макро- и микрооперации. Машинный такт, машинный цикл и время выполнения команды.



Тема 4. Система команд микропроцессора.

Задания СРС:

1. Выполнение команд при различных способах аресации.



Тема 5. Принципы построения микропроцессорных систем.

Задания СРС:

1. Включение в состав микропроцессорной системы программируемых таймеров, контроллеров прямого доступа к памяти, контроллеров приоритетного прерывания.

2. Параллельный и последовательный интерфейс. Понятие о протоколе интерфейса. Программируемый универсальный процессор ввода-вывода. Устройство, режимы работы, подключение.

3. Организация ввода и вывода дискретных сигналов. Основные проблемы ввода-вывода дискретных сигналов. Чтение информации с контактов, переключателей и клавиатуры. Вывод дискретных сигналов. Контактный выход, выход на индикацию, выход на управление силовыми полупроводниковыми приборами.

4. Контроллер прерываний. Понятие об обработке прерывания.

5. АЦП прямого преобразования. Интегрирующие АЦП.



Тема 6. Современные однокристальные микрокоонтроллеры.

Задания СРС:

1. Особенности архитектуры: раздельные шины команд и адреса, RISC-процессоры, конструкция портов, наличие сторожевых таймеров.

2. Принципы встраивания однокристальных микроконтроллеров в систему управления.

3. Инструментальные средства разработки и отладки систем на микроконтроллерах.




10. График консультаций СРОП (СРОП составляет 25% из СРО)

Консультация по всем вопросам осуществляется согласно графику СРОП на текущий семестр.


11. Расписание проверок знаний обучающихся

Посещение лекций, практические и лабораторные занятия оцениваются 0-100 баллов.



График выполнения и сдачи заданий по дисциплине




Виды работ

Тема, цель и содержание задания

Рекомен-

дуемая литература



Продолжи-тельность выполнения

Форма контроля

Срок сдачи

1

2

3

4

5

6

7

1

Реферат

Микропроцессоры в локальных системах управления




2 недели



3-ая неделя

2

Реферат

Функциональные элементы микропроцессорных систем




2 недели




5-ая неделя

3

Реферат

Устройство микропроцессора




2 недели




7-ая неделя

4

Рубежный контроль

Темы 1-3







письменный опрос

8-ая неделя

5

Реферат

Система команд микропроцессора




2 недели




9-ая неделя

6

Реферат

Принципы построения микропроцессорных систем




2 недели




11-ая неделя

7

Реферат

Современные однокристальные микроконтроллеры




2 недели




13-ая неделя

8

Рубежный контроль

Темы 4-5







письменный опрос

15-ая неделя


12. Критерии оценки знаний обучающихся

Изучение дисциплины заканчивается экзаменом в письменной форме, который охватывает весь пройденный материал. Обязательным условием для допуска к экзамену является выполнение всех предусмотренных заданий в программе.

Каждое задание оценивается 0-100 баллов.

Рейтинг допуска выводится из средне арифметического всех выполненных заданий на текущих занятиях (посещение лекции, задания по практике, лабораторные работы, задания по СРО, рубежный контроль).

К итоговому контролю (ИК) по дисциплине допускаются студенты, выполнившие все требования рабочей учебной программы (выполнение и сдача всех практических заданий, лабораторных работ, заданий по СРС) и набравшие рейтинг допуска (не менее 50 баллов).

Уровень учебных достижений студентов по дисциплине определяется итоговой оценкой (И), которая складывается из оценок рейтинга допуска РД и итогового контроля ИК с учетом их весовых долей (ВДРД и ВДИК):


И = РД*0,6 + ИК*0,4

Итоговая оценка по дисциплине подсчитывается только в том случае, если обучающийся имеет положительные оценки, как по рейтингу допуска, так и по итоговому контролю. Не явка на итоговый контроль по неуважительной причине приравнивается к оценке «не удовлетворительно». Результаты экзамена и промежуточной аттестации по дисциплине доводятся до студентов в тот же день или на следующий день, если письменный экзамен проводился во второй половине дня.

Для корректности подсчета итоговой оценки знания обучающегося на рубежном контроле (рейтинге) и итоговом экзамене оцениваются в процентах от 0 до 100%.

Оценка рубежного контроля складывается из текущих оценок и оценки рубежного контроля.

Учебные достижения, то есть Знания, умения, навыки и компетенции студентов по дисциплине «Микропроцессорные средства и системы» оцениваются по многобалльной буквенной системе адекватной ее цифровому эквиваленту и традиционной шкале оценок:


Оценка по буквенной системе

Цифровой эквивалент баллов

Процентное содержание

Оценка по традиционной системе

A

4,0

95-100

Отлично

A-

3,67

90-94

B+

3,33

85-89

Хорошо

B

3,0

80-84

B-

2,67

75-79

C+

2,33

70-74

Удовлетворительно

C

2,0

65-69

C-

1,67

60-64

D+

1,33

55-59

D

1,0

50-54

F

0

0-49

Неудовлетворительно


13. Требования преподавателя, политика и процедуры

Посещение обучающимися всех аудиторных занятий без опозданий является обязательным. В случае пропуска занятия отрабатываются в порядке установленном деканатом. Допускается максимально только два пропуска занятий. Два опоздания на занятие приравниваются одному пропуску. В случае более двух пропусков преподаватель имеет право в дальнейшем студента не допускать к занятиям до административного решения вопроса. Присутствие на лекциях посторонних лиц, не являющихся контингентом студентов данного курса, запрещается.

Работы следует сдавать в указанные сроки. Крайний срок сдачи всех заданий – за 3 дня до начала экзаменационной сессии.

Студенты, не сдавшие все задания, не допускаются к экзамену.

Повторение темы и отработка пройденных материалов по каждому учебному занятию обязательны. Степень освоения учебных материалов проверяется тестами или письменными работами. Тестирование студентов может проводиться без предупреждения.

При выполнении самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя (СРСП) учитывать следующие четыре основные функции.

Первая – предполагает реализацию активного восприятия студентами информации преподавателя, полученной в период установочных занятий по учебной дисциплине.

Вторая функция предполагает, что студенты самостоятельно, на основании рекомендаций преподавателя, изучают учебно-методические пособия, литературные источники, выполняют домашние задания, контрольные и курсовые работы и т.д. На этом этапе от студентов требуется знание методов работы, фиксация своих затруднений, самоорганизация и самодисциплина.

Третья функция студентов состоит в анализе и систематизации своих затруднительных ситуаций, выявлении причин затруднений в понимании и усвоении ими учебного материала, выполнении других учебных действий. Студенты переводят неразрешимые затруднения в систему вопросов для преподавателя (ранжируют их, упорядочивают, оформляют), строят собственные версии ответов на эти вопросы.

Четвертая функция студентов состоит в обращении к преподавателю за соответствующими разъяснениями, советами, консультациями.
14. Список литературы

Основная


1) Голубцов М.С. Микроконтроллеры AVR: от простого к сложному. – М.: Солон-Пресс, 2003. – 288 с.

2) Гребнев В.В. Микроконтроллеры семейства AVR фирмы Atmel. – М.: РадиоСофт,


2002. – 174 с.

Дополнительная



1) Калабеков Б.А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы. – М.: Горячая линии – Телеком, 2000. – 336 с.
Каталог: arm -> upload -> umk
umk -> Методические указания к лабораторным работам дисциплины Вычислительная геометрия и компьютерная графика для студентов специальности 050120 Профессиональное обучение
umk -> Рабочая учебная программа по дисциплине Введение в специальность для студентов специальности «5B060100» Математика
umk -> Лекции по дисциплине Параллельные вычисления для студентов специальности 050602 «Информатика»
umk -> Систематика, морфология и структура микроорганизмов
umk -> Рабочая программа дисциплины Словообразование и морфология современного русского языка для студентов


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2019
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал