Микроконтроллерные системы

2024/2025

Учебный год

RUS

Обучение ведется на русском языке

4

Кредиты

Кто читает:

Департамент компьютерной инженерии

Статус:

Курс по выбору

Когда читается:

4-й курс, 3, 4 модуль

Преподаватели

Старостенко Владимир Игоревич

Тув Александр Леонидович

Программа дисциплины

Аннотация

Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла подготовки бакалавров по направлению «Информатика и вычислительная техника» и преподается в 3, 4 модуле 3-его курса. Дисциплина предполагает изучение принципов построения и реализации микроконтроллерных систем. Изучаются архитектуры, структурные и алгоритмические решения современных микроконтроллерных платформ, методики и инструментальные средства разработки и отладки аппаратного и программного обеспечения микроконтроллерных устройств для систем управления и систем аппаратного обеспечения искусственного интеллекта для эффективного исполнения нейронных сетей. Изучение дисциплины опирается на следующие курсы профессионального цикла: «Информатика», «Алгоритмизация и программирование», «Теория автоматов и управление», «Электротехника, электроника и метрология», «Схемотехника». В результате изучения дисциплины студент должен: знать принципы построения, архитектуру, структурные и алгоритмические решения современных микроконтроллерных устройств и систем; уметь разрабатывать и макетировать стандартные и специализированные модули микроконтроллерных систем различного функционального назначения; получить навыки работы с современными средствами разработки ПО, его отладки на программных эмуляторах и «системах-прототипах». Результаты освоения дисциплины создают теоретическую и практическую базу для изучения дисциплины «Интеллектуальные встраиваемые системы контроля и управления» и подготовки выпускной квалификационной работы.

Цель освоения дисциплины

• Изучение принципов построения, архитектуры, структурных и алгоритмических решений современных микроконтроллерных платформ.
• Освоение методов разработки и отладки аппаратного и программного обеспечения микроконтроллерных устройств и систем различного функционального назначения.
• Приобретение опыта программирования узлов микроконтроллерных систем
• Получение опыта работы в системах симуляции микроконтроллерных систем

Планируемые результаты обучения

• Владеет методами присвоения и дешифрации адреса программно-доступных элементов и типовыми методами расширения адресного пространства в микропроцессорных и микроконтроллерных системах.
• Владеет типовыми структурными и алгоритмическими решениями микропроцессорных и микроконтроллерных систем.
• Знает архитектуру и организацию современных универсальных микроконтроллеров.
• Знает принципы организации обмена данными с внешними устройствами по запросу на прерывание.
• Знает типовую структуру и организацию подсистемы ввода-вывода микроконтроллеров и микропроцессорных систем.
• Умеет использовать современные инструментальные средства проектирования и отладки программного обеспечения микроконтроллерных устройств и систем.
• Знают принцип работы таймера микроконтроллера, имеют навыки программирования таймеров в режимах ШИМ, захвата и сравнения
• Представлять назначение операции прямого доступа устройства к памяти микропроцессорной системы, умеют использовать ПДП для ускорения пересылки данных между периферийными модулями микроконтроллера и памятью

Содержание учебной дисциплины

• Архитектура и организация микропроцессорных систем.
• Адресное взаимодействие компонентов микропроцессорной системы.
• Подсистема ввода-вывода.
• Система команд микропроцессоров и микроконтроллеров
  После изучения раздела студенты имеют достаточно сведений о роли команд в работе микропроцессоров. Знают понятие машинного цикла, последовательность обработки полей команды.
• Однокристальные микроконтроллеры
• Периферийные узлы микроконтроллеров. Таймеры
• Организация системы прерываний.
• Организация прямого доступа к памяти (ПДП, DMA) в микропроцессорных и микроконтроллерных системах
• Разработка и отладка ПО микроконтроллерных систем.

Элементы контроля

• Активность на семинарах
• Активность на лекциях
• Домашнее задание №1
• Домашнее задание №2
• Устный экзамен

Промежуточная аттестация

• 2024/2025 4th module
  0.05 * Активность на лекциях + 0.05 * Активность на лекциях + 0.2 * Активность на семинарах + 0.25 * Домашнее задание №1 + 0.25 * Домашнее задание №2 + 0.2 * Устный экзамен

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Магда, Ю. С. Микроконтроллеры серии 8051: практический подход / Ю. С. Магда. — Москва : ДМК Пресс, 2010. — 228 с. — ISBN 5-94074-394-3. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/871 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Микропроцессорные системы: Учебник / В.В. Гуров. - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2016. - 336 с.: 60x90 1/16. - (Высшее образование: Бакалавриат) (Переплёт) ISBN 978-5-16-009950-7 - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/462986
• Сажнев, А. М.  Микропроцессорные системы: цифровые устройства и микропроцессоры : учебное пособие для среднего профессионального образования / А. М. Сажнев. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 139 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-12092-9. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/446807 (дата обращения: 28.08.2023).
• Электроника и микропроцессорная техника : учебник для вузов, Гусев, В. Г., 2004

Рекомендуемая дополнительная литература

• Бирюков, А. А. Умные устройства безопасности на микроконтроллерах Atmel / А. А. Бирюков. — Москва : ДМК Пресс, 2017. — 162 с. — ISBN 978-5-97060-558-5. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/100901 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Гладштейн, М. А. Микроконтроллеры смешанного сигнала С8051Fxxx фирмы Silicon Laboratories и их применение. Руководство пользователя : руководство / М. А. Гладштейн. — Москва : ДМК Пресс, 2010. — 336 с. — ISBN 978-5-94120-162-4. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/60990 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Евстифеев, А. В. Микроконтроллеры AVR семейств Tiny и Mega фирмы ATMEL : учебное пособие / А. В. Евстифеев. — 5-е изд. — Москва : ДМК Пресс, 2010. — 558 с. — ISBN 978-5-94120-220-1. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/61006 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Евстифеев, А. В. Микроконтроллеры AVR семейства Classic фирмы ATMEL : справочник / А. В. Евстифеев. — 6-е изд. — Москва : ДМК Пресс, 2010. — 285 с. — ISBN 978-5-94120-219-5. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/61005 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.

Авторы

• Тув Александр Леонидович