СТО АлтГТУ 13.62.1.2882 - 2013 ПРИЛОЖЕНИЕ Г

СТО АлтГТУ 13.62.1.2882 - 2013
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
Памятка для студентов по изучению дисциплины
Б.3.В.16. «Микропроцессорные системы» на 5 семестр
направления 230100 Информатика и вычислительная техника
Составил доцент кафедры ВСИБ Борисов А.П.
Утверждаю
Зав. кафедрой ВСИБ А.Г.Якунин
_________________
«01» 09 2013 года
Содержание дисциплины
Изучение дисциплины «Микропроцессорные системы» происходит в 5 семестре.
Учебный план предусматривает 17 часов лекций, 17 часа лабораторных работ, 26 часов
СРС, зачет.
Теоретический материал содержит:
Модуль 1.
1) Определение, классификация и история развития микропроцессоров. Обзор
существующих видов архитектур ядра. Сравнительные характеристики разных классов
микропроцессоров и их применение. Особенности программирования. – 4 часа. [1,4,6]
2) Основные задачи проектирования МПС. Однокристальные микро-ЭВМ и
контроллеры. Состав микропроцессорных систем (МПС), Особенности проектирования на
их основе. Шины данных и шины памяти, карта памяти. Виды адресации. – 4 часа. [1-6]
Модуль 2.
3) Системы команд микропроцессоров и микроконтроллеров. Блок арифметических
и логических команд. Команды пересылки данных. Побитовые команды и команды
тестирования. Средства разработки и отладки МПС – 4 часа. [1,3,6]
4) Аппаратное обеспечение работы микроконтроллера. Способы подключения к
источнику питания. Тактирование внешними и внутренними генераторами, временные
диаграммы.
Электрические
характеристики
портов
ввода/вывода.
Внешнее
программирование микроконтроллеров. – 4 часа. [1-7]
5) Работа портов ввода/вывода. Электрическая схема портов
ввода/вывода.
Программирование портов ввода/вывода на запись и чтение. – 1 час. [1-2,5-7]
Лабораторные занятия (17 часов) Литература [1-8].
Лабораторная работа №1. Изучение среды программирования и средств отладки
микропроцессорных программ. Выполнение простейших операций с портами ввода/вывода.
Включение и выключение светодиодов. Задание определенной частоты мигания
светодиодов (4 часов) [1-8].
СТО АлтГТУ 13.62.1.2882 - 2013
Лабораторная работа №2.Устранение дребезга контактов. Воспроизведение бегущих
огней без/с использованием таймеров/счетчиков. Внешняя регулировка скорости
воспроизведения заданного светового эффекта (4 часов) [1-8].
Лабораторная работа №3.Разработка простейшего калькулятора на микроконтроллере
с использованием 2х, 3х и 4х байтных чисел. Подключение клавиатуры и ЖКИ с знакогенератором. (4 часов). [1-8]
Лабораторная работа №4.Освоение способов создания геометрических фигур на
графическом ЖКИ. (5 часов) [1-8]
Контрольное испытание
Лабораторная работа 1
Защита
Лабораторная работа 2
Защита
Лабораторная работа 3
Защита
Лабораторная работа 4
Защита
Зачет
График контроля
Время проведения
3 неделя
Вес в
итоговом
рейтинге
0,1
7 неделя
0,1
11 неделя
0,1
17 неделя
0,1
17 неделя
0,6
Литература и учебно-методические материалы:
Обязательная литература:
1. Новиков, Ю. В. Основы микропроцессорной техники: курс лекций /Ю. В. Новиков,
П. К. Скоробогатов.- М. : ИНТУИТ.ру , 2003 - 435 с. ил. - 50 экз
2.
Нарышкин Александр Кириллович.
Цифровые устройства и микропроцессоры:
[учеб. пособие для вузов радиотехн. специальностей] /А. К. Нарышкин.- М. : Академия ,
2006 - 317, [1] с. ил. - 52 экз
3.
Гусев Владимир Георгиевич. Электроника и микропроцессорная техника: [учеб. для
вузов по направлению подгот. бакалавров и магистров "Биомед. инженерия" по
направлению подгот. дипломир. специалистов "Биомед. техника"] /В. Г. Гусев, Ю. М.
Гусев.- М. : Высш. шк. , 2008 - 797, [1] с. ил. - 25 экз
Дополнительная литература:
4. Нарышкин Александр Кириллович. Цифровые устройства и микропроцессоры: [учеб.
пособие для радиотехн. специальностей вузов] /А. К. Нарышкин.- М. : Академия ,
2008 - 317, [1] с. ил., схемы - 13 экз
5.
Безуглов Дмитрий Анатольевич. Цифровые устройства и микропроцессоры: учеб.
пособие /Д. А. Безуглов, И. В. Калиенко.- Ростов н/Д : Феникс , 2006 - 468, [1] с. ил. 10 экз
Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
6. http://atmel.com/
7. http://easyelectronics.ru/avr-studio-likbez.html
2
СТО АлтГТУ 13.62.1.2882 - 2013
Состав программного обеспечения:
1.
Операционная система Windows XP.
2.
AVR Studio
Методические указания студентам
8. Борисов А.П. Учебно-методическое пособие по курсу "Микропроцессорная техника":
учеб. пособие /Борисов А. П., Алт. гос. техн. ун-т им. И. И. Ползунова.-Барнаул: Изд-во
АлтГТУ, 2012.
В результате изучения дисциплины студенты должны обладать знаниями, умениями и
навыками, приведенными в таблице.
Код
компетен
ции по
ФГОС
ВПО или
ООП
В результате изучения дисциплины
обучающиеся должны:
Содержание
компетенции (или ее
части)
ПК-2
осваивать методики
Среду
использования
- работать с ПО
программирования
программных средств
AVR Studio и
AVR Studio и Code
для
решения
Code Vision
Vision
практических задач
ПК-3
Языки
программирования
разрабатывать
assembler и С++
интерфейсы «человекприменительно к
ЭВМ»
контроллерам
Atmel
ПК-9
- работать с
отладочными
участвовать
в - назначение и платами
и
настройке и наладке возможности
применять
их
программномикропроцессорны для
проверки
аппаратных
х
программных программного
комплексов
средств
кода
микропроцессор
ов
Знать
уметь
- подключать к
отладочным
платам внешние
устройства
по
имеющимся
интерфейсам на
плате
владеть
- методикам
работы в ПО
AVR Studio
и
Code
Vision
методиками
составления
схем
управления
и контроля
технологиче
скими
и
производств
енными
процессами
на
основе
микроконтр
оллеров
методиками
подключени
я
и
составления
схем
подключени
я
через
интерфейсы
к
3
СТО АлтГТУ 13.62.1.2882 - 2013
Код
компетен
ции по
ФГОС
ВПО или
ООП
Содержание
компетенции (или ее
части)
В результате изучения дисциплины
обучающиеся должны:
Знать
уметь
ПК-10
сопрягать аппаратные
и
программные
средства в составе
информационных и
автоматизированных
систем
составлять
электронные
- сущность и цели
схемы
и
автоматизации
включать
общественных
и
микропроцессор
производственных
ные системы в
объектов
уже
готовые
схемы
ПК – 14
Разрабатывать
компоненты и узлы
электронных
устройств,
сопрягаемых
с
информационными и
вычислительными
системами (проектноконструкторская
и
проектнотехнологическая
деятельность).
технологию
работы
с
Ассемблером AVR
Studio и языком Си
оболочки
Code
Vision
ПК-20
Разрабатывать
и
реализовывать
алгоритмы
управления,
сбора,
обработки и хранения
данных
в
управляющих,
информационноизмерительных
и
других технических
системах, включая их
программнотехническую
реализацию
для
микроконтроллеров и
мобильных устройств
работать
с
отладочными
устройство,
платами
и
принцип работы и применять
их
возможности
для
проверки
современных
программного
отладочных плат
кода
микропроцессор
ов
- осуществлять
аналогоцифровые
преобразования
владеть
персонально
му
компьютеру
назначением
и
возможност
ями
функционал
ьноаппаратной
части
микропроце
ссоров
методиками
управления
знакобуквенными
индикатора
ми,
основанным
и на кодогенераторах,
знакосинтезатора
х и других
принципах
Методиками
работы с
отладочным
и платами
Порядок вычисления рейтинга по дисциплине «Микропроцессорные системы»
4
СТО АлтГТУ 13.62.1.2882 - 2013
1 Шкала оценок и правила вычисления рейтинга
Успеваемость студента оценивается с помощью текущего рейтинга (во время
аттестации), семестрового (после окончания семестра) и итогового рейтинга (после сессии).
Во всех случаях рейтинг вычисляется по формуле:
 R i pi
RT 
 pi ,
где Ri – оценка за i-ю контрольную точку, pi – вес этой контрольной точки.
Суммирование проводится по всем контрольным точкам с начала семестра до момента
вычисления рейтинга.
Пусть студент получил следующие оценки. Выполнение и защита работы 1 – 72
балла, работы 2 – 57 баллов, работы 3 -45 баллов, работы 4 – 0 баллов (не защищена). На
1-й аттестации (9 неделя) его рейтинг равен:
RT 1 
72  0,05  57  0,05  45  0,05  0 * 0,05
 43,5 .
0,05  0,05  0,05  0,05
На 17 неделе аналогичным образом учитываются выполнение и защита
лабораторных работ по темам 1-8.
Перед началом сессии вычисляется семестровый рейтинг по темам 1-8 и с учётом
посещаемости студентом занятий.
R СЕМ  0,9R  Б П
где R – текущий рейтинг на конец семестра, вычисленный по результатам
контрольных точек, Бп – дополнительные баллы за посещаемость занятий определённые по
следующей схеме
Итоговый рейтинг, помимо семестрового, учитывает рейтинговую оценку выполнения
экзаменационного задания с учетом его веса. В зачётку выставляется оценка,
соответствующая итоговому рейтингу.
Доцент кафедры вычислительных систем и информационной безопасности
__________________ Борисов А.П.
5
СТО АлтГТУ 13.62.1.2882 - 2013
ПРИЛОЖЕНИЕ Д
Памятка для студентов по изучению дисциплины
Б.3.В.16. «Микропроцессорные системы» на 8 семестр
направления 230100 Информатика и вычислительная техника
Составил доцент кафедры ВСИБ Борисов А.П.
Утверждаю
Зав. кафедрой ВСИБ А.Г.Якунин
_________________
«01» 09 2013 года
Содержание дисциплины
Изучение дисциплины «Микропроцессорные системы» происходит в 8 семестре.
Учебный план предусматривает 17 часов лекций, 34 часа лабораторных работ, 24 часов
СРС в семестре, 45 часа СРС во время сессии, экзамен.
Теоретический материал содержит:
Модуль 3.
6) Мультимикропроцессорные системы, основные конфигурации, области их
использования – 2 час [1-7]
7) Система прерываний. Использование регистра состояния системы. Виды
регистров и их работа. Виды регистров флагов прерываний и их работа. Приоритет
прерываний и возврат из прерываний. – 4 часа. [1-6]
8) Режимы и принципы работы счетчиков и таймеров микропроцессоров.
Применение режима ШИМ и использование таймера для часов реального времени.
Применение аналогового компаратора и аналогово-цифрового преобразователя – 4 часа [16]
Модуль 4.
9) Работа периферийных устройств микропроцессоров и микроконтроллеров.
Разновидности используемых интерфейсов в микропроцессорах и микроконтроллерах.
Передача и прием данных по интерфейсам SPI, UART, TWI. – 4 часа. [1-7]
10) Использование EEPROM памяти. Конфигурационные ячейки для семейства
Atmel. Ячейки защиты и идентификации. Транспьютерные системы. Перспективные
проекты на МПС – 3 час. [1-4]
Лабораторные занятия (34 часа) Литература [1-8].
Лабораторная работа №5. Изучение интерфейсов UART и TWI. Осуществление
передачи данных между компьютером и микроконтроллером, вывод принятых данных с
компьютера на ЖКИ. (9 часов) [1-8]
Лабораторная работа №6. Изучение способов формирования простейших звуковых
сигналов. Формирование мелодии для музыкального звонка или информационного
оповещения. (9 часов) [1-8]
Лабораторная работа №7. Программирование АЦП. Режимы работы АЦП. Разработка
программы определения температуры в аудитории и вывод значения на ЖКИ. (9 часов) [18]
Лабораторная работа №8. Разработка функционального генератора с аналоговой
выходной функцией. (7 часов) [1-8]
6
СТО АлтГТУ 13.62.1.2882 - 2013
Контрольное испытание
Лабораторная работа 5
Защита
Лабораторная работа 6
Защита
Лабораторная работа 7
Защита
Лабораторная работа 8
Защита
Экзамен
График контроля
Время проведения
5 неделя
Вес в
итоговом
рейтинге
0,1
9 неделя
0,1
14 неделя
0,1
11 неделя
0,1
Во время сессии
0,6
Литература и учебно-методические материалы:
Обязательная литература:
1. Новиков, Ю. В. Основы микропроцессорной техники: курс лекций /Ю. В. Новиков,
П. К. Скоробогатов.- М. : ИНТУИТ.ру , 2003 - 435 с. ил. - 50 экз
2.
Нарышкин Александр Кириллович.
Цифровые устройства и микропроцессоры:
[учеб. пособие для вузов радиотехн. специальностей] /А. К. Нарышкин.- М. : Академия ,
2006 - 317, [1] с. ил. - 52 экз
3.
Гусев Владимир Георгиевич. Электроника и микропроцессорная техника: [учеб. для
вузов по направлению подгот. бакалавров и магистров "Биомед. инженерия" по
направлению подгот. дипломир. специалистов "Биомед. техника"] /В. Г. Гусев, Ю. М.
Гусев.- М. : Высш. шк. , 2008 - 797, [1] с. ил. - 25 экз
Дополнительная литература:
4. Нарышкин Александр Кириллович. Цифровые устройства и микропроцессоры: [учеб.
пособие для радиотехн. специальностей вузов] /А. К. Нарышкин.- М. : Академия ,
2008 - 317, [1] с. ил., схемы - 13 экз
5.
Безуглов Дмитрий Анатольевич. Цифровые устройства и микропроцессоры: учеб.
пособие /Д. А. Безуглов, И. В. Калиенко.- Ростов н/Д : Феникс , 2006 - 468, [1] с. ил. 10 экз
Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
6. http://atmel.com/
7. http://easyelectronics.ru/avr-studio-likbez.html
Состав программного обеспечения:
1.
Операционная система Windows XP.
2.
AVR Studio
Методические указания студентам
7
СТО АлтГТУ 13.62.1.2882 - 2013
8. Борисов А.П. Учебно-методическое пособие по курсу "Микропроцессорная техника":
учеб. пособие /Борисов А. П., Алт. гос. техн. ун-т им. И. И. Ползунова.-Барнаул: Изд-во
АлтГТУ, 2012.
В результате изучения дисциплины студенты должны обладать знаниями, умениями и
навыками, приведенными в таблице.
Код
компетен
ции по
ФГОС
ВПО или
ООП
В результате изучения дисциплины
обучающиеся должны:
Содержание
компетенции (или ее
части)
ПК-2
осваивать методики
Среду
использования
- работать с ПО
программирования
программных средств
AVR Studio и
AVR Studio и Code
для
решения
Code Vision
Vision
практических задач
ПК-3
Языки
программирования
разрабатывать
assembler и С++
интерфейсы «человекприменительно к
ЭВМ»
контроллерам
Atmel
ПК-9
- работать с
отладочными
участвовать
в - назначение и платами
и
настройке и наладке возможности
применять
их
программномикропроцессорны для
проверки
аппаратных
х
программных программного
комплексов
средств
кода
микропроцессор
ов
ПК-10
сопрягать аппаратные
и
программные
средства в составе
информационных и
автоматизированных
систем
Знать
- сущность и цели
автоматизации
общественных
и
производственных
объектов
уметь
- подключать к
отладочным
платам внешние
устройства
по
имеющимся
интерфейсам на
плате
составлять
электронные
схемы
и
включать
микропроцессор
ные системы в
владеть
- методикам
работы в ПО
AVR Studio
и
Code
Vision
методиками
составления
схем
управления
и контроля
технологиче
скими
и
производств
енными
процессами
на
основе
микроконтр
оллеров
методиками
подключени
я
и
составления
схем
подключени
я
через
интерфейсы
к
персонально
му
компьютеру
назначением
и
возможност
ями
функционал
8
СТО АлтГТУ 13.62.1.2882 - 2013
Код
компетен
ции по
ФГОС
ВПО или
ООП
Содержание
компетенции (или ее
части)
В результате изучения дисциплины
обучающиеся должны:
Знать
уметь
владеть
уже
схемы
готовые ьноаппаратной
части
микропроце
ссоров
методиками
управления
знакобуквенными
- осуществлять индикатора
аналогоми,
цифровые
основанным
преобразования
и на кодогенераторах,
знакосинтезатора
х и других
принципах
ПК – 14
Разрабатывать
компоненты и узлы
электронных
устройств,
сопрягаемых
с
информационными и
вычислительными
системами (проектноконструкторская
и
проектнотехнологическая
деятельность).
технологию
работы
с
Ассемблером AVR
Studio и языком Си
оболочки
Code
Vision
ПК-20
Разрабатывать
и
реализовывать
алгоритмы
управления,
сбора,
обработки и хранения
данных
в
управляющих,
информационноизмерительных
и
других технических
системах, включая их
программнотехническую
реализацию
для
микроконтроллеров и
мобильных устройств
работать
с
отладочными
устройство,
платами
и
принцип работы и применять
их
возможности
для
проверки
современных
программного
отладочных плат
кода
микропроцессор
ов
Методиками
работы с
отладочным
и платами
Порядок вычисления рейтинга по дисциплине «Микропроцессорные системы»
1 Шкала оценок и правила вычисления рейтинга
Успеваемость студента оценивается с помощью текущего рейтинга (во время
аттестации), семестрового (после окончания семестра) и итогового рейтинга (после сессии).
Во всех случаях рейтинг вычисляется по формуле:
 R i pi
RT 
 pi ,
9
СТО АлтГТУ 13.62.1.2882 - 2013
где Ri – оценка за i-ю контрольную точку, pi – вес этой контрольной точки.
Суммирование проводится по всем контрольным точкам с начала семестра до момента
вычисления рейтинга.
Пусть студент получил следующие оценки. Выполнение и защита работы 1 – 72
балла, работы 2 – 57 баллов, работы 3 -45 баллов, работы 4 – 0 баллов (не защищена). На
1-й аттестации (9 неделя) его рейтинг равен:
RT 1 
72  0,05  57  0,05  45  0,05  0 * 0,05
 43,5 .
0,05  0,05  0,05  0,05
На 17 неделе аналогичным образом учитываются выполнение и защита
лабораторных работ по темам 1-8.
Перед началом сессии вычисляется семестровый рейтинг по темам 1-8 и с учётом
посещаемости студентом занятий.
R СЕМ  0,9R  Б П
где R – текущий рейтинг на конец семестра, вычисленный по результатам
контрольных точек, Бп – дополнительные баллы за посещаемость занятий определённые по
следующей схеме
Итоговый рейтинг, помимо семестрового, учитывает рейтинговую оценку выполнения
экзаменационного задания с учетом его веса. В зачётку выставляется оценка,
соответствующая итоговому рейтингу.
Доцент кафедры вычислительных систем и информационной безопасности
__________________ Борисов А.П.
10