Программа учебной дисциплины

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»

Согласовано _______________________	Утверждаю ______________________
Руководитель ООП по направлению 220700 доц.	Зав. кафедрой АТПП доц.

ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ И МИКРОПРОЦЕССОРЫ В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ»

Направление подготовки:

220700 Автоматизация технологических процессов и производств

Профиль подготовки:

Автоматизация технологических процессов и производств в горном деле

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

Составители:

Доцент кафедры АТПП

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2012

1. Цели и задачи дисциплины: Основной целью изучения дисциплины «Микропроцессоры и микроконтроллеры в системах управления» является изучение студентами основных технических средств микропроцессорной техники, их применение в информационно-технологических системах горных предприятий; усвоение основных принципов и методов программирования микропроцессорных систем.

2. Место дисциплины в структуре ООП: Профессиональный цикл. Дисциплины по выбору студента.

3. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

- проектно-конструкторская деятельность;

- производственно-технологическая деятельность;

- организационно-управленческая деятельность;

- научно-исследовательская деятельность;

- научно-педагогическая деятельность;

- сервисно-эксплуатационная деятельность;

- специальные виды деятельности.

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать:

- теоретические основы построения микропроцессоров и микропроцессорных систем;

- основы программирования на языке ассемблер; аппаратные и программные принципы реализации управляющих и контролирующих устройств;

- иметь представление о применении микропроцессорных устройств на базе промышленных компьютеров и микроконтроллеров в системах управления и защиты на предприятиях горной промышленности.

Уметь:

- составлять программы на языке ассемблер для современных типов микроконтроллеров, применяемых в технологических комплексах горного производства;

4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет ___3,1_____ зачетных единиц.

Вид учебной работы	Всего часов	Семестры
7
Аудиторные занятия (всего)	68	68
В том числе:	-	-	-	-	-
Лекции	34	34
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)	34	34
Самостоятельная работа (всего)	76	76
В том числе:	-	-	-	-	-
Курсовой проект (работа)
Расчетно-графические работы
Реферат
Другие виды самостоятельной работы	76	76
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)	экзамен	36
Общая трудоемкость час зач. ед.	180	180
5	5

5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

5.1.1. Основные понятия и определения микропроцессорной техники. Микропроцессоры и микроконтроллеры. Роль и задачи систем на базе микропроцессорной техники в устройствах управления технологическими комплексами. Тенденции развития микропроцессорной техники. Основные понятия и определения микропроцессорной техники. Аппаратные и программные принципы реализации управляющих и контролирующих устройств. Преимущество МП и МК перед устройствами с аппаратной реализацией алгоритмов управления и защиты. Перспективные типы микропроцессоров и однокристальных микроконтроллеров.

5.1.2. Принципы организации систем управления на базе микропроцессорных систем и микроконтроллеров. Классификация аппаратных и программных средств МК и МП. Схема системы и объекта управления. Основные операции: ввод, переработка информации, вывод сигналов управления, понятие о прерывании программы. Примеры разработки принципов функционирования систем с микропроцессорами - эскизное проектирование на уровне блок-схем и перечня основных операций по организации цикла управления и контроля. Структура привода с цифровыми микропроцессорными регуляторами; программная реализация регуляторов.

5.1.3. Внутренняя архитектура микропроцессорных систем и однокристальных микроконтроллеров. Типовая архитектура серийных микропроцессоров и микроконтроллеров. Внутренний интерфейс микропроцессорных систем управления и микроконтроллеров. Шины, протокол обмена, технические средства. Организация обмена информации между отдельными элементами системы.

5.1.4. Организация внешних связей микропроцессорных систем и микроконтроллеров. Организация связи микропроцессорных систем и микроконтроллеров с периферийными устройствами (внешний интерфейс). Сопряжение цифровых и аналоговых устройств. Использование внешних аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей. Последовательный и параллельный интерфейсы. Примеры программируемых интерфейсов. Система прерываний. Программный ввод-вывод. Стандарты средств связи цифровых микропроцессорных систем управления с программируемыми контроллерами и управляющими ЭВМ, примеры реализации системы.

5.1.5. Программная реализация алгоритмов управления. Особенности программирования микропроцессорных систем и микро-ЭВМ в режиме реального времени. Языки программирования. Язык ассемблера. Этапы разработки программного обеспечения высокого уровня. Языки высокого уровня. Быстродействие. Разрядность. Организация опроса датчиков. Формирование управляющих сигналов. Ожидаемые события, использование таймеров.

5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

№ п/п	Наименование обеспе-чиваемых (последую-щих) дисциплин	№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1	2	3	4	5
1.	Автоматизированные системы оперативно-диспетчерского управления горным предприятием	-	+	+	+	+

5.3. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Лекц.	Практ. зан.	Лаб. зан.	Семин	СРС	Все-го час.
1 1	Основные понятия и определения микропроцессорной техники	2	-	-	-	20	22
2 2	Принципы организации систем управления на базе микропроцессорных систем и микроконтроллеров	4	-	-	-	22	26
3 3	Внутренняя архитектура микропроцессорных систем и однокристальных микроконтроллеров	10	-	10	-	22	42
4 4	Организация внешних связей микропроцессорных систем и микроконтроллеров	8	-	10	-	24	42
5 5	Программная реализация алгоритмов управления	10	-	14	-	24	48

6. Лабораторный практикум

№ п/п	№ раздела дисциплины	Наименование лабораторных работ	Трудо-емкость (час.)
1	3	Изучение принципов работы МП и МК с помощью симулятора	10
2	4	Изучение принципов организации внешних связей МП и МК	10
3	5	Составление алгоритмов и программирование МП и МК с помощью отладчика	14

7. Практические занятия (семинары): нет.

8. Примерная тематика курсовых проектов (работ): нет.

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература

1. Микропроцессоры от 8086 до Pentium 3 Xeon и AMD-К6-3. М.: Изд. ДМК, 2000.

2. Программирование на языке ассемблера. IВМ РС. М.: Изд. ДИАЛОГ-МИФИ, 1996.

б) дополнительная литература

3. Микроконтроллеры РIС 16С7Х. М.: Изд. Наука и техника, 2000.

4. ИсидаХ. Программирование для микрокомпьютеров. М.: Мир, 1988.

5. Применение микропроцессоров для автоматизации технологических процессов. Л.: Энергоатомиздат, 1986.

в) программное обеспечение: RAID 2.0

г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы: нет

10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:

Специализированная аудитория № 000.

11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины: нет.

Разработчики:

__каф. АТПП_________ ___доцент_______ _________

(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)

___________________ _________________ _____________________

Эксперты:

____________________ ___________________ _________________________

(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)

____________________ ___________________ _________________________

(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)