Рабочая программа

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Рыбинская государственная авиационная технологическая академия им.

Факультет радиоэлектроники и информатики

Кафедра ²Вычислительные системы²

²УТВЕРЖДАЮ²

Декан факультета РЭИ

__________

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

По дисциплине ²Микроконтроллеры²

для направления 230100 – Информатика и вычислительная техника

для специальности 230101 – Вычислительные машины, комплексы,

системы и сети

Распределение часов

Форма обучения	Очная	Очно-заочная	Заочная
	на базе ПСО	на базе СПО		на базе ПСО	на базе СПО
Лекции	34	34	–	–	–
Практические занятия	–	–	–	–	–
Лабораторные занятия	17	17	–	–	–
Индивидуальные занятия	–	–	–	–	–
Самостоятельная работа в т. ч. курсовая работа	31	31	–	–	–
Всего часов	82	82	–	–	–
Форма контроля	экзамен	зачет	–	–	–

Программу составил ст. преподаватель _____________________

Рабочая программа рассмотрена на заседании кафедры ²Вычислительные системы² 9 июня 2009 г.

Заведующий кафедрой к. т.н. профессор ____________________

Согласовано Декан ФЗО _________________________________

Рыбинск 2009

Настоящая программа составлена в соответствии с Государственным стандартом высшего профессионального образования и Учебным планом подготовки специалиста по направлению 230101.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью преподавания дисциплины является изучение теоретических принципов организации, функционирования современных микроконтроллеров.

Задачами изучения дисциплины являются приобретение теоретических знаний по предмету и практических навыков работы по исследованию функционирования микроконтроллеров.

В результате изучения дисциплины студент должен знать принципы построения, функционирования, архитектуру, примеры применения, средства программирования и отладки микроконтроллеров.

1. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (34 часа)

1.1. Введение (1 час.)

Предмет и содержание курса, его место в учебном плане. Взаимосвязь курса со смежными дисциплинами.

Область использования микроконтроллеров, их современное состояние и тенденции развития.

1.2. Особенности проектирования микроконтроллерных устройств управления объектами (2 час.).

Основные положения, структура МК - системы управления, особенности разработки аппаратных средств и прикладного программного обеспечения МК - систем.

1.3. Микроконтроллеры семейства AVR фирмы Atmel (17 час.)

1.3.1  Описание микроконтроллера AT90S2313

1.3.2  Описание выводов

1.3.3  Обзор архитектуры AT90S2313

1.3.4  Перезапуск микроконтроллера

1.3.5  Обработка прерываний

1.3.6  Режимы пониженного энергопотребления

1.3.7  Таймеры счетчики

1.3.8  Чтение и запись в энергонезависимую память

1.3.9  Универсальный асинхронный приемопередатчик

1.3.10  Аналоговый компаратор

1.3.11  Порты ввода-вывода

1.3.12  Программирование памяти

1.3.13  Набор команд

1.4 Особенности использования микроконтроллеров семейства AVR (1 час.)

1.4.1  Источник питания

1.4.2  Внешние элементы тактового резонатора

1.4.3  Цепь сброса

1.5 Программирование микроконтроллеров AVR (10 час.)

1.5.1  Ассемблер. Среда программирование и отладки AVR Studio 4.1

1.5.2  Компилятор С CodeVision AVR

1.5.3  Компилятор microPascal

1.5.4  Программатор

1.6 Практические примеры использования микроконтроллеров (3 час.)

2. ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ

2.1. Изучение интегрированной среды для проектирования микроконтроллеров.

2.2. Программирование в среде для проектирования микроконтроллеров.

2.3. Отладка в среде для проектирования микроконтроллеров.

3. ЛИТЕРАТУРА

Основная

3.1. Белов AVR в радиолюбительской практике. – СПб.: Наука и Техника, 2007. – 352 с.

3.2. Евстифеев AVR семейств Tiny и Mega фирмы Atmel. М.: Издательский дом «Додэка-ХХI», 2004.- 556с.

3.3. Программирование на языке С для AVR и PIC микроконтроллеров. / Сост. . – К.: «МК-Пресс», 2006. – 400 с.

5. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ СТУДЕНТАМ ПО
ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

Изучение дисциплины основывается на знаниях и практических навыках, полученных студентами при изучении дисциплин: "Системное программное обеспечение", "Организация ЭВМ, комплексов и систем", "Периферийные устройства", "Электроника", "Микропроцессорные системы".

6. СПИСОК ЭКЗАМЕНАЦИОННЫХ (ЗАЧЕТНЫХ) ВОПРОСОВ

1.  Основные характеристики микроконтроллеров AVR.

2.  Регистры общего назначения. X - регистр, Y - регистр, Z-регистр.

3.  Арифметико-логическое устройство.

4.  Система синхронизации и варианты ее конструирования.

5.  Память данных EEPROM.

6.  Режимы пониженного энергопотребления микроконтроллеров AVR.

7.  Сторожевой охранный таймер.

8.  Конфигурирование портов ввода-вывода.

9.  Использование портов для цифрового ввода-вывода.

10.  Управление внешними прерываниями.

11.  8-разрядный таймер-счетчик, его архитектура.

12.  Программирование памяти.

13.  Аналоговый компаратор.

14.  Регистр управления микроконтроллером MCUCR.

15.  Работа таймера-счетчика в режиме ШИМ.

16.  Система управления и сброса.

17.  16-разрядный таймер счетчик.

18.  Предотвращение ошибок при работе с EEPROM.

19.  Блок-схема микроконтроллера AT90S2313.

20.  Использование последовательного приемопередатчика.

21.  Формат программы на Ассемблере.

22.  Арифметические и логические команды Ассемблера.

23.  Команды ветвления и пересылки Ассемблера.

24.  Команды работы с битами.

25.  Директивы компилятора Ассемблера.

7 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ (ТЕСТЫ САМОПРОВЕРКИ)

1.  Почему для каждого порта ввода-вывода 3 регистра?

2.  Когда используется внутренний UART, можно ли использовать все таймеры микроконтроллера?

3.  Можно ли подключить светодиод непосредственно к порту вывода без ограничительного сопротивления?

4.  Каким образом можно управлять работой шагового двигателя при помощи микроконтроллера?

5.  Какова последовательность действий при разработке конструкции на микроконтроллерах?

6.  Сколько регистров имеют микроконтроллеры семейства AVR?

7.  Что такое RISC-архитектура. Какие у нее достоинства?

8.  Каким образом осуществляется доступ к регистрам, пространству ввода-вывода, памяти данных?

9.  Какие режимы адресации поддерживают микроконтроллеры AVR?

10.  Какие источники сброса есть у микроконтроллеров AVR?

11.  Каково время реакции на прерывания?

12.  Что такое ШИМ?

13.  Для чего нужен сторожевой таймер?

14.  Что такое UART?

15.  Как рассчитывается скорость передачи данных UART?

16.  С помощью каких директив компилятора определяются начало сегментов кода и данных?

17.  Какой нагрузкой может управлять выход микроконтроллера?

18.  Каким образом можно бороться с «дребезгом» переключателей и кнопок.