Стандартные и специализированные интерфейсы

2024/2025

Учебный год

RUS

Обучение ведется на русском языке

6

Кредиты

Кто читает:

Департамент компьютерной инженерии

Статус:

Курс по выбору

Когда читается:

5-й курс, 1, 2 модуль

Преподаватели

Опекунова Алина Алексеевна

Тув Александр Леонидович

Программа дисциплины

Аннотация

Целью курса является усвоение студентами понятий «Интерфейс», «Стык», «Протокол», понятий конструктивной, программной и электрической совместимости, вариантов аппаратной и программной реализации обмена данными в рамках одного устройства и системы, изучение приборных и коммуникационных интерфейсов, ознакомление с интерфейсами аппаратного обеспечения систем искусственного интеллекта. Практические занятия направлены на формирование у студентов навыков разработки и отладки программных и аппаратных средств сопряжения, необходимых для обмена информацией. Курс углубляет знания, полученные студентами в курсах «Микроконтроллерные системы», «Схемотехника», «Функциональные узлы и компоненты систем управления». Полученные при изучении курса знания применяются при прохождении практики, в работе над проектами, выполнении ВКР.

Цель освоения дисциплины

• Освоение студентами понятий «Интерфейс», «Стык», «Протокол», понятий конструктивной, программной и электрической совместимости, вариантов аппаратной и программной реализации обмена данными в рамках одного устройства и системы;
• Получение студентами знаний в части электрических уровней, способов подключения, протоколов интерфейсов передачи информации внутри устройств
• Приобретение студентами знаний основных коммуникационных интерфейсов и протоколов на их основе, умение применять их при разработке устройств и систем
• Изучение интерфейсов промышленных систем сбора данных и управления.
• Изучение интерфейсов виртуальных приборов

Планируемые результаты обучения

• Знания в части электрических параметров, протоколов, в отдельных случаях конструктивных особенностей наиболее распространенных внутриприборных, коммуникационных интерфейсов, интерфейсов промышленных систем сбора данных и управления
• Обучаемые могут назвать наиболее распространенные внутриприборные программируемые интерфейсы: SPI, I2C, UART, 1WireLan, знают их электрические и частотные характеристики, протоколы записи и чтения информации, могут назвать расширения этих интерфейсов, имеют навыки программирования описанных интерфейсов.
• Опыт практического применения интерфейсов при взаимодействии элементов систем.
• Студенты знают архитектуру сети CAN, представляют форматы сообщений, располагают сведениями об архитектуре приемопередатчиков CAN
• Студенты знают свойства стандартов семейства RS, имеют навыки программирования интерфейсов на ПК и микроконтроллерах, представляют схемотехнику приемопередатчиков
• Студенты имеют сведения о протоколах Modbus и Profilbus. Имеют практический опыт разработки slave устройств на микроконтроллерах и и хоста на ПК с использованием библиотеки Qt
• Умение выбрать наиболее подходящий интерфейс в заданных условиях при разработке.

Содержание учебной дисциплины

• Вводная лекция. Роль и задачи интерфейсов в системах контроля и управления.
• Передача информации на расстояние. Каналы передачи, Кодирование сигналов, Модуляция несущей информационным сигналом.
• Внутренние интерфейсы устройств
• Коммуникационные интерфейсы общего назначения.
• Протоколы на базе интерфейсов семейства RS
• Применение модуляции в промышленных сетях
• Обзор беспроводных интерфейсов.
• Промышленная сеть CAN.
• Интерфейсы для сопряжения бытовых устройств с вычислительной техникой на примере USB.
• Использование технологии Ethernet в промышленных системах контроля и управления
• Интерфейсы измерительных приборов.

Элементы контроля

• Контроль лекционной активности первого модуля
• Лабораторный практикум. Итоговая оценка первого модуля
• Контроль лекционной активности второго модуля
• Лабораторный практикум Итоговая оценка второго модуля
• Домашнее задание
• Экзамен

Промежуточная аттестация

• 2024/2025 2nd module
  0.15 * Домашнее задание + 0.05 * Контроль лекционной активности второго модуля + 0.05 * Контроль лекционной активности первого модуля + 0.275 * Лабораторный практикум Итоговая оценка второго модуля + 0.275 * Лабораторный практикум. Итоговая оценка первого модуля + 0.2 * Экзамен

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Авдеев, В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование : учебное пособие / В. А. Авдеев. — Москва : ДМК Пресс, 2009. — 848 с. — ISBN 978-5-94074-505-1. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/1087 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Музипов Х.Н. - Программно-технические комплексы автоматизированных систем управления: учебное пособие - Издательство "Лань" - 2018 - 164с. - ISBN: 978-5-8114-3133-5 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/108458
• Олифер, В. Г. Основы сетей передачи данных : учебное пособие / В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. — 2-е изд. — Москва : ИНТУИТ, 2016. — 219 с. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/100346 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.

Рекомендуемая дополнительная литература

• Муханин Л.Г. - Схемотехника измерительных устройств: учебное пособие - Издательство "Лань" - 2019 - ISBN: 978-5-8114-0843-6 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/111201
• Рачков, М. Ю.  Технические измерения и приборы : учебник и практикум для вузов / М. Ю. Рачков. — 3-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 151 с. — (Специалист). — ISBN 978-5-534-07525-0. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/437555 (дата обращения: 28.08.2023).

Авторы

• Тув Александр Леонидович