Микропроцессорные системы

Вид материала

Программа курса

Содержание Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры ВТиЭ Организационно-методический раздел Содержание курса Аппаратные средства МП систем и способы ввода-вывода. Декодирование адресов. Интерфейсы МПС. Элементы МП систем. Процесс разработки МП систем. Построение МПС на базе микроконтроллера семейства МК51. Построение МПС на базе микроконтроллеров семейства PIC. Построение МПС на базе микроконтроллера семейства AVR. Построение МПС на базе 16-разрядных микроконтроллеров семейства F2MC-16F(Fujitsu).

Подобный материал:

• Реферат по курсу «Микропроцессорные системы» на тему «Распределенные вычислительные, 377.31kb.
• Рабочая программа по дисциплине дн(М). В1 Цифровые устройства и микропроцессорные системы, 186.77kb.
• Методические указания к курсовому проекту по дисциплине " Микропроцессорные системы", 312.07kb.
• Микропроцессорные системы, 177.83kb.
• По дисциплине «Микропроцессорные средства и системы», 10.38kb.
• Рейтинг-план освоения дисциплины «Микропроцессорные системы» Недели, 120.04kb.
• Фртк «Микропроцессорные технологии» резюме студента, 25.98kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины микропроцессоры и микропроцессорные системы для, 378.72kb.
• Примерная программа учебной дисциплины микропроцессоры и микропроцессорные системы, 382.92kb.
• Осрб 1-39 02 02-2007, 761.48kb.

Алтайский государственный университет

Физико-технический факультет


«Утверждаю»

Декан факультета

______________________

«___»___________ г.


Программа курса

МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ

Объем: лекции – 48 часов, лабораторных занятий –37 часов.


Кафедра Вычислительной техники и электроники


Специальность Вычислительные машины, комплексы, системы и сети 220100


Статус дисциплины Обязательная


Форма обучения Дневная


Рабочая программа составлена на основании Государственного стандарта по специальности 220100 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети», утверждённого УМО Госкомвуза РФ в 2000 г.


Программу разработал:

преподаватель каф. ВТиЭ Белозерских В.В.

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры ВТиЭ

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

«_____» ____________________ _______г.

Заведующий кафедрой ВТиЭ Шатохин А.С.

Согласована с кафедрами ______________________________________________________

«_____» ____________________ _______г.

Заведующий кафедрой ______________________


Одобрена методической комиссией физико-технического факультета

«_____» ____________________ _______г.

Председатель __________________________________

1. Организационно-методический раздел
   

1. Цели преподавания дисциплины.
   

Дать общие сведения о микропроцессорных системах (МП) и методах их разработки, организации и построения. Ознакомить с основными этапами решения задач проектирования одно- и многопроцессорных МП систем на примере отдельных узлов и схем. Научить создавать микропроцессорные устройства для использования в различных отраслях науки и техники.

2. Задачи изучения дисциплины.
   

В результате изучения данного курса студенты должны овладеть основными приемами работы:

• с различными измерительными и контрольными приборами;
  
• по обоснованному выбору микропроцессоров, микроконтроллеров и микропроцессорных комплектов;
  
• по проектированию микропроцессорных устройств различной степени сложности;
  
• с различными видами микропроцессоров, микроконтроллеров и микропроцессорных комплектов;
  
• по постановке научно-технической задачи с использованием полученных знаний в области микропроцессорных систем;
  
• по разработке программных и аппаратных алгоритмов работы микропроцессорных систем и устройств;
  
• создания и отладки программы в автокоде и на Ассемблере применительно к соответствующему микропроцессору или микроконтроллеру с использованием различных систем отладки и эмуляции.
  

3. Перечень дисциплин, усвоение которых необходимо для изучения данной дисциплины.
   

Для изучения данного курса необходимы знания в объеме полного курса средней школы, курса «Цифровой и микропроцессорной техники», курса «Электроника», курса «Схемотехника ЭВМ», курса «Алгоритмические языки и программирование», курсов высшей математики в рамках вузовской программы для технических специальностей и иностранного языка.

2. Содержание курса
   

Понятие микропроцессорной системы. Типовые структуры МП систем. Основные понятия микропроцессорной системы. Области применения МП систем Структура сосредоточенных и распределенных МП систем. Магистральные, конвейерные и матричные МП системы. Звездообразные, кольцевые и смешанные распределенные МП системы. Понятие интерфейса. Магистрали адреса, данных и управления. Интерфейс и интерфейсные схемы. Программно-контролируемый обмен и обмен в режиме прерывания. Обмен в режиме прямого доступа к памяти. Метод останова и метод захвата.


Аппаратные средства МП систем и способы ввода-вывода. Концепция шины. Шины с тремя состояниями. Системная шина МП системы. Шина данных, шина адреса и шина управления. Порты ввода-вывода. Декодирование адресов при наличии многих устройств. Полная и частичная дешифрация адресной шины.


Декодирование адресов. Дешифраторы адреса. Декодирование методом линейной выборки. Декодирование с помощью логических компараторов и логических схем. Декодирование устройств с выделением памяти для устройств ввода-вывода.


Интерфейсы МПС. Виды интерфейсов. Параллельный и последовательный интерфейс. Мультиплексные способы организации обмена в параллельных интерфейсах. Локальные внутрисистемные последовательные интерфейсы ( I²C, TWI, SPI, CAN). Межсистемные последовательные интерфейсы ( I²S, RS232, RS422, RS485 и т.д.). Аппаратные, программно-аппаратные и программные интерфейсы. Интерфейсы с автоматическим конфигурированием (USB, PCI).


Элементы МП систем. ПЗУ. Способы адресации, разрядность. Виды ПЗУ ( однократно программируемые, с УФ стиранием, Flash, электростираемые ). Последовательные ПЗУ (двух и трех проводные). Наращивание разрядности. Статическое и динамическое ОЗУ. Регенерация динамического ОЗУ. Стековые ОЗУ. Синхронные и асинхронные ОЗУ. Устройства аналогового ввода (АЦП, УВХ) и вывода (ЦАП, ФНЧ). Виды ЦАП и АЦП- (способы преобразования, способы внутри системного обмена, наличие УВХ и т.д.). Однокристальные порты параллельного и последовательного ввода-вывода.


Процесс разработки МП систем. Постановка задачи и ТУ( надежность, отказоустойчивость и т.д.). Области применения микроконтроллеров. Использование МК в различных климатических, промышленных и специальных применениях. Блок-схема проектирования. Создание программных средств. Конструирование аппаратных средств. Разработка средств диагностики.


Построение МПС на базе микроконтроллера семейства МК51. Проектирование аппаратной части. Изучение внутренней структуры контроллера и системы команд. Знакомство с различными средствами компиляции и отладки устройств на базе МК51.


Построение МПС на базе микроконтроллеров семейства PIC. Обзор контроллеров семейства PIC. Проектирование аппаратной части. Изучение внутренней структуры контроллера PIC16F84 и его системы команд. Знакомство с различными средствами компиляции и отладки устройств на базе PIC.


Построение МПС на базе микроконтроллера семейства AVR. Обзор контроллеров семейства AVR. Проектирование аппаратной части. Изучение внутренней структуры контроллера AVR90S2313 и его системы команд. Знакомство с различными средствами компиляции и отладки устройств на базе AVR.


Построение МПС на базе 16-разрядных микроконтроллеров семейства F2MC-16F(Fujitsu). Обзор контроллеров семейства F2MC-16F. Проектирование аппаратной части. Изучение внутренней структуры контроллера MB90F497 и его системы команд. Знакомство с различными средствами компиляции и отладки устройств на базе MB90F497.


Построение МПС на базе микропроцессора Z80 и микроконтроллеров Z86. Обзор контроллеров семейства Z86. Проектирование аппаратной части. Изучение внутренней структуры микропроцессора Z8400 и микроконтроллера Z86C12 и их системы команд. Знакомство с различными средствами компиляции и отладки устройств на базе Z80 и Z86.


Перспективы развития современных МПС.

3. Лабораторные работы
   

1. Разработка МП систем на базе микроконтроллеров семейства МК51. Программные и аппаратные средства проектирования и эмуляции.

2. Разработка МП систем на базе микроконтроллеров семейства PIC. Программные и аппаратные средства проектирования и эмуляции.

3. Разработка МП систем на базе микроконтроллеров семейства AVR. Программные и аппаратные средства проектирования и эмуляции.

4. Разработка МП систем на базе универсального микропроцессора семейства Z80. Программные и аппаратные средства проектирования и эмуляции.

4. Распределение нагрузки по семестрам и видам работ
   

№ семестра	Учебные занятия						Число	Форма
	Общий объём	в том числе					Курсовых проектов (работ), расчётных заданий	Итоговой аттестации (зачёт, экзамен)
		Аудиторные				Самостоятельная работа
		Всего	из них
			лекции	лабораторные	практические
8	170	85	48	37	-	85	-	Зач Экз.
За год	170	85	48	37	-	85	-

5. Форма итогового контроля
   

Зачет, экзамен – 8 семестр.

6. Учебно-методическое обеспечение курса
   

6.1. Рекомендуемая литература (основная)

1. Корячко В.П. Микропроцессоры и микроЭВМ в радиоэлектронных средствах. –М.: Высшая школа, 1990.–407 с.
   
2. Рафикузаман М. Микропроцессоры и машинное проектирование микропроцессорных систем: В 2-х кн. Кн. 1. Пер. с англ. –М.: Мир, 1988.-312 с.
   
3. Каган Р.Б. Вычислительные машины и системы. –М.: Энергоатомиздат,1985.-458 с.
   
4. Рафикузаман М. Микропроцессоры и машинное проектирование микропроцессорных систем: В 2-х кн. Кн. 2. Пер. с англ. –М.: Мир, 1988.-288 с.
   

6.2. Рекомендуемая литература (дополнительная)

1. Токхайм Р. Микропроцессоры. Курс и упражнения. –М.: Мир,1989. -246 с.
   
2. Справочник по цифровой вычислительной технике: ( процессоры и память). Под ред. Малиновского Б.Н. –К.: Техника,1979. -366 с.
   
3. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем: Справочник: В 2 т.; Под ред. В.А. Шахнова. – М.: Радио и связь, 1988. –Т.1.-374 с.
   
4. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем: Справочник: В 2 т.; Под ред. В.А. Шахнова. – М.: Радио и связь, 1988. –Т.2.-368 с.