Микроконтроллерные системы

Бакалавриат 2023/2024

Лучший по критерию «Полезность курса для расширения кругозора и разностороннего развития»

Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»

Статус: Курс обязательный (Информатика и вычислительная техника)

Направление: 09.03.01. Информатика и вычислительная техника

Кто читает: Департамент компьютерной инженерии

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 3-й курс, 3, 4 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Старостенко Владимир Игоревич, Тув Александр Леонидович

Язык: русский

Кредиты: 5

Контактные часы: 86

Полная версия программы учебной 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

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

Промежуточная аттестация

2023/2024 учебный год 4 модуль
0.21 * Активность на семинарах + 0.25 * Домашнее задание №1 + 0.25 * Домашнее задание №2 + 0.29 * Устный экзамен

Список литературы

Авторы

Гудков Юрий Игоревич
Тув Александр Леонидович

Программа дисциплины