Рабочая программа

Рыбинская государственная авиационная технологическая академия

им.

«УТВЕРЖДАЮ»

Декан факультета радиотехники,

электроники и информатики

____________

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

По дисциплине "Микропроцессорные системы"

для специальности 210106 "Промышленная электроника"

Кафедра "Электротехника и промышленная электроника"

Распределение часов

Форма обучения	очная	очно-заочная	заочная
Лекции	34	-	-
Практические занятия	-	-	-
Лабораторные занятия	17	-	-
Самостоятельная работа в т. ч. курсовая работа	39	-	-
Всего часов	90	-	-
Форма контроля (зач., экз)	Зач.	-	-

Программу составил _____________

Рабочая программа рассмотрена на заседании кафедры ЭПЭ

__ __________ 200__ г.

Заведующий кафедрой ЭПЭ ___________

Согласовано ________________________________________________________

Настоящая программа составлена в соответствии с Государственным общеобразовательным стандартом высшего профессионального образования и Учебным планом подготовки специалиста по специальности 200400 «Промышленная электроника».

Цель и задачи изучения дисциплины

Цель курса заключается в получении студентами знаний о методах анализа и синтеза устройств автоматики, в состав которых входит микро-ЭВМ.

В результате изучения дисциплины студенты должны: иметь представление о системах автоматики, в которых целесообразно использовать микро-ЭВМ; знать организацию ввода аналоговой информации в микро-ЭВМ и вывода информации из нее в аналоговой форме; владеть методами анализа и синтеза систем логического и динамического управления.

1 Содержание дисциплины

Введение. Предмет и методы дисциплины «Применение микро-ЭВМ в системах автоматики».

1.1 Логическое управление. Представление системы логического управления в виде конечного автомата. Описание системы логического управления системами переключательных функций переходов и выходов, таблицы переходов и выходов, граф функционирования системы логического управления.

Структура системы логического управления с использованием микро-ЭВМ, алгоритм функционирования микро-ЭВМ. Подпрограммы состояний, таблицы решений.

Методы построения подпрограмм состояний: метод бинарных программ, метод адресных переходов и метод масок.

1.2 Цифровые фильтры. Описание, типы и реализация аналоговых фильтров.

Структура цифрового фильтра с использованием микро-ЭВМ.

Описание цифрового фильтра с помощью решетчатых функций, разностных уравнений и передаточных функций дискретных устройств.

Определение алгоритма работы цифрового фильтра.

1.3 Преобразование цифровой информации в аналоговую форму. Структура и функционирование преобразователей кода в напряжение.

Параметры и типы цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП).

Формирование выходного сигнала преобразователя кода в напряжение.

Преобразование кода в сигналы с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) внутренними средствами микро-ЭВМ и специализированными внешними устройствами.

1.4 Преобразование аналоговой информации в цифровую форму. Структура и функционирование преобразователей напряжения в код.

Входные устройства, устройства выборки-хранения.

Параметры и типы аналого-цифровых преобразователей (АЦП).

АЦП уравновешивающего и параллельного типов.

АЦП интегрирующего типа и сигма-дельта АЦП.

2 Перечень лабораторных работ

2.1 Вывод информации из микро-ЭВМ в аналоговой форме (УМПК-80,51).

2.2 Ввод аналоговой информации в микро-ЭВМ (УМПК-80,51).

2.3 Моделирование работы цифрового фильтра в среде Matlab.

3 Перечень тем курсовой и расчетно-графической работ

Не предусмотрено.

4 СПИСОК Литературы И ПЕРЕЧЕНЬ ПРОГРАММНОГО

ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Основной

4.1 Вершинин микро-ЭВМ в системах автоматики: Учебное пособие/ РАТИ.- Рыбинск, 1994.- 88 с.

4.2 , Изранцев автоматического управления с микро-ЭВМ.- М.: Наука, 1987.- 320 с.

4.3 Микропроцессорное управление технологическим оборудованием микроэлектроники: Учеб. пособие/ , , и др.; Под ред. .- М.: Радио и связь,1988.- 264 с.: ил.

Дополнительный

4.4 Гутников электроника в измерительных устройствах.- 3-е изд., перераб. и доп.- Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988.- 304 с.: ил.

4.5 Каган проектирования микропроцессорных устройств автоматики.- М.: Энергоатомиздат, 1987.- 304 с.: ил.

5 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ СТУДЕНТАМ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

5.1 При изучении дисциплины необходимо знание из курса «Математика» раздела «Алгебра логики» и знание из курса « Электронные цепи и микросхемотехника» раздела «Цифровые интегральные микросхемы».

6 СПИСОК ЭКЗАМЕНАЦИОННЫХ (ЗАЧЕТНЫХ) ВОПРОСОВ

6.1 Структура системы логического управления.

6.2 Описание системы логического управления.

6.3 Алгоритм функционирования системы логического управления.

6.4 Методы построения подпрограмм состояний системы логического управления.

6.5 Описание, типы и реализация аналоговых фильтров.

6.6 Структура цифрового фильтра.

6.7 Описание цифрового фильтра.

6.8 Определение алгоритма работы цифрового фильтра.

6.9 Структура ПКН. Параметры ЦАП.

6.10 Структура ЦАП.

6.11 Формирование выходного сигнала ПКН.

6.12 Преобразование кода в сигналы с ШИМ внутренними средствами микро-ЭВМ.

6.13 Специализированные преобразователи кода в сигналы с ШИМ.

6.14 Структура ПНК.

6.15 Входное устройство ПНК, устройство выборки-хранения.

6.16 Параметры АЦП.

6.17 АЦП уравновешивающего типа.

6.18 АЦП параллельного типа.

6.19 АЦП интегрирующего типа.

6.20 Сигма-дельта АЦП.

7 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ (ЗАДАЧИ ИЛИ ТЕСТЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ)

7.1 Какие требования предъявляются к входным и выходным сигналам системы логического управления?

7.2 Чем отличается устройство с памятью от комбинационного устройства?

7.3 Дайте определения конечного автомата как устройства с памятью.

7.4 На примере графа конечного автомата поясните его функционирование.

7.5 На примере графа конечного автомата составьте таблицу переходов и выходов.

7.6 Нарисуйте варианты структуры системы логического управления с использованием микро-ЭВМ и поясните их функционирование.

7.7 На примере таблицы решений составьте схему алгоритма работы микро-ЭВМ с использованием метода бинарных программ.

7.8 На примере таблицы решений составьте схему алгоритма работы микро-ЭВМ с использованием метода адресных переходов.

7.9 На примере таблицы решений составьте схему алгоритма работы микро-ЭВМ с использованием метода масок.

7.10 Приведите общую форму записи дифференциального уравнения, описывающего линейный аналоговый фильтр.

7.11 Дайте определение передаточной функции и комплексной передаточной функции аналогового фильтра.

7.12 Поясните понятие амплитудно-частотной характеристики аналогового фильтра.

7.13 Поясните понятие фазо-частотной характеристики аналогового фильтра.

7.14 Как определяется переходная характеристика фильтра?

7.15 Назовите виды и основные параметры фильтров.

7.16 Нарисуйте примерный вид переходной характеристики фильтра нижних частот и фильтра верхних частот.

7.17 Дайте определение решетчатой функции и конечной разности.

7.18 Запишите в общем виде линейное разностное уравнение, описывающее цифровой фильтр.

7.19 Запишите рекуррентную форму записи решения линейного разностного уравнения и, на основании этого, поясните алгоритм работы микро-ЭВМ в составе цифрового фильтра.

7.20 Как определить алгоритм работы микро-ЭВМ в составе цифрового фильтра по передаточной функции соответствующего аналогового фильтра?

7.21 Нарисуйте структурную схему преобразователя кода в напряжение и поясните назначение элементов.

7.22 Нарисуйте функциональную схему цифро-аналогового преобразователя напряжения в ток с резистивной матрицей типа R-2R.

7.23 Нарисуйте схему преобразователя тока в напряжение с использованием операционного усилителя и получите зависимость между входным током и выходным напряжением.

7.24 Дайте определение основным параметрам ЦАП.

7.25 Нарисуйте схему преобразования кода в сигнал с ШИМ на основе таймеров-счетчиков, входящих в состав микро-ЭВМ.

7.26 Изложите принципы преобразования кода в сигналы с ШИМ, используемые в специализированных внешних устройствах.

7.27 Нарисуйте структурную схему преобразователя напряжения в код и поясните назначение элементов.

7.28 Изобразите варианты схем входных устройств преобразователей кода в напряжение и поясните их параметры.

7.29 Изобразите схему устройства выборки-хранения и поясните ее параметры.

7.30 Нарисуйте структурную схему АЦП уравновешивающего типа и поясните ее функционирование.

7.31 Нарисуйте структурную схему АЦП параллельного типа и поясните ее функционирование.

7.32 Нарисуйте структурную схему АЦП интегрирующего типа и поясните ее функционирование.

7.33 Изложите принципы функционирования сигма-дельта АЦП.