МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное агентство морского и речного транспорта
Омский институт водного транспорта (филиал) ФБОУ ВПО
«Новосибирская государственная академия водного транспорта»
-
Кафедра
|
Электротехники и электрооборудования
|
|
(наименование кафедры полностью)
|
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине
ДС.Ф.2 Микропроцессорные средства
|
(шифр и наименование дисциплины)
|
Направление
|
180400»Эксплуатация водного транспорта и транспортного оборудования»
|
(код ОКСО и наименование направления или специальности)
|
Специальность
|
180404 «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики»
|
(наименование профиля или специализации)
|
|
Форма обучения
|
|
очная
|
Курс
|
3
|
Семестр(ы) / курс(ы) для ЗО
|
6
|
ОМСК 2012 г.
Рабочая программа:
Составлена
|
доцентом
|
Кафедры
|
ЭТ и ЭО
|
|
(должность)
|
|
(сокращенное наименование кафедры)
|
|
|
Руппелем Алексеем Александровичем
|
(ученая степень)
|
|
(Ф.И.О. полностью)
|
|
|
А. А. Руппель
|
|
«
|
|
»
|
|
20
|
|
г.
|
(подпись)
|
|
(И.О.Ф.)
|
|
|
число
|
|
месяц
|
год
|
|
Рассмотрена и одобрена на заседании кафедры
|
Электротехники и электрооборудования
|
(наименование кафедры полностью)
|
от
|
«
|
|
»
|
|
20
|
|
г.,
|
Протокол №
|
|
|
|
число
|
|
месяц
|
|
год
|
|
|
|
Зав. кафедрой
|
ЭТ и ЭО
|
|
|
|
|
|
(наименование кафедры сокращенно)
|
|
(подпись)
|
|
(И.О.Ф.)
|
Представители УМС филиала, по анализу рабочей программы:
|
|
|
|
|
|
(должность, кафедра, ученая степень и звание сокращенно)
|
|
(подпись)
|
|
(И.О.Ф)
|
|
|
|
|
|
(должность, кафедра, ученая степень и звание сокращенно)
|
|
(подпись)
|
|
(И.О.Ф)
|
Утверждена решением учебно-методического совета (УМС) филиала от
|
|
«
|
|
»
|
|
20
|
|
г.,
|
протокол №
|
|
|
|
число
|
|
месяц
|
|
год
|
|
|
|
Председатель УМС филиала
|
|
|
|
В.А. Глушец
|
|
|
(подпись)
|
|
(И.О.Ф.)
|
-
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Цель дисциплины - приобретение студентами знаний в области цифровой обработки информации, особенностей архитектуры и программного обеспечения микропроцессоров, структуры построения основных функциональных узлов микропроцессоров.
Основными задачами дисциплины являются:
- формирование у студентов навыков и умения разработки функциональных и принципиальных схем микропроцессорных устройств автоматики на основе существующей нормативно-технической документации;
- формирование у студентов навыков разработки схем микропроцессорных устройств автоматики при выполнении курсовых и дипломных проектов;
- ознакомление студентов с реальными конструкциями микропроцессорных устройств автоматики на лабораторных занятиях.
Дисциплина “Микропроцессорные средства” является одной из основных технических дисциплин формирующих специалиста по эксплуатации судового электрооборудования и средств автоматики, дающая основные сведения, необходимые будущим инженерам-электромеханикам при эксплуатации систем управления техническими средствами судна.
-
ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Обучаемый должен знать:
- функциональные принципы управления, законы управления, основные характеристики динамических звеньев и систем, преобразования систем, основные показатели качества процессов управления и их улучшение.
уметь:
- математически описать работу систем;
- произвести анализ устойчивости систем.
иметь представление:
- о свойствах объектов управления;
- о системах управления;
- об оптимальных и адаптивных системах.
3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Таблица 1
Вид учебной работы
|
Трудоемкость, час
|
Очное обучение
|
Всего часов
|
Семестр
6
|
Общая трудоемкость дисциплины
|
90
|
90
|
Аудиторные занятия
|
36
|
36
|
Лекции
|
18
|
18
|
Практические занятия (ПЗ)
|
–
|
–
|
Лабораторные работы (ЛР)
|
18
|
18
|
Иные виды аудиторных занятий
|
–
|
–
|
Самостоятельная работа (СР)
|
54
|
54
|
Изучение литературы теоретического курса
|
44
|
44
|
Курсовая работа
|
–
|
–
|
Расчетно-графические (контрольные) работы
|
–
|
–
|
Реферат
|
–
|
–
|
Иные виды самостоятельной работы
|
10
|
10
|
Вид итогового контроля
|
экзамен
|
экзамен
|
4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
Таблица 2
Разделы и темы дисциплины
|
Трудоемкость, час
|
Лекции
|
ЛР
|
СР
|
Тема 1 Основные схемотехнологические направления производства микропроцессоров
|
0,5
|
-
|
4
|
Тема 2 8-разрядный микропроцессор
|
1
|
4
|
6
|
Тема 3 Архитектура 16-разрядного микропроцессора
|
1
|
6
|
6
|
Тема 4 Структура микропроцессора и интерфейсные операции
|
0,5
|
6
|
4
|
Тема 5 Подсистема памяти МПС
|
1
|
-
|
4
|
Тема 6 Подсистема ввода/вывода МПС
|
2
|
-
|
6
|
Тема 7 Подсистема прерываний МПС
|
2
|
2
|
4
|
Тема 8 Подсистема прямого доступа в память МПС
|
2
|
-
|
4
|
Тема 9 32-х разрядная архитектура
|
2
|
-
|
4
|
Тема 10 Организация МПС на базе секционированных БИС
|
2
|
-
|
4
|
Тема 11 Однокристальные микро-ЭВМ
|
2
|
-
|
4
|
Тема 12 Системы проектирования и отладки МПС
|
2
|
-
|
4
|
Итого
|
18
|
18
|
54
|
4.2. Содержание разделов и тем дисциплины
Тема 1. Основные схемотехнологические направления производства микропроцессоров.
Успехи интегральной технологии и предпосылки появления микропроцессоров. Основные схемотехнологические направления производства микропроцессоров. Характеристики микропроцессоров. Поколения микропроцессоров.
Тема 2. 8-разрядный микропроцессор.
Общие сведения. Архитектура 8-разрядного микропроцессора.
Тема 3. Архитектура 16-разрядного микропроцессора
Общие сведения. Архитектура 16-разрядного микропроцессора.
Тема 4. Структура микропроцессора и интерфейсные операции.
8-разрядный микропроцессор: Внутренняя структура. Командный цикл микропроцессора. Машинные циклы и их идентификация. Реализация микропроцессорных модулей и состав линий системного интерфейса. 16-разрядный микропроцессор: Внутренняя структура. Машинные циклы i8086 в минимальном и максимальном режимах. Структура микропроцессорных модулей на базе микропроцессора i8086.
Тема 5. Подсистема памяти МПС.
Распределение адресного пространства. Регенерация динамической памяти
Тема 6. Подсистема ввода/вывода МПС.
Подсистема параллельного обмена на базе буферных регистров. Контроллер параллельного обмена К580ВВ55. Универсальный последовательный приемопередатчик КР580ВВ51.
Тема 7. Подсистема прерываний МПС
Внутренние и внешние прерывания. Функции подсистемы прерываний и их реализация. Контроллеры прерываний.
Тема 8. Подсистема прямого доступа в память МПС
Контроллер прямого доступа в память К580ВТ57.
Тема 9. 32-разрядная архитектура
Архитектура контроллера 82380. Функции контроллера ПДП. Программируемый контроллер прерываний. Программируемые интервальные таймеры. Контроллер регенерации динамического ОЗУ. Генератор с состоянием ожидания. Сброс центрального процессора. Синхронизация шины контроллера 82380.
Тема 10. Организация МПС на базе секционированных БИС
Арифметико-логические секции. Секции управления и устройство управления. Эволюция структур СФАМ. Секции управления адресом микрокоманд серии К1804. Организация управляющего автомата. Структура устройств обработки данных МПС с одно- и двухуровневым управлением. Расширение архитектуры АМ 2900. Базовый процессорный элемент К1804ВМ1
Тема 11. Однокристальные микро-ЭВМ
Однокристальные микро-ЭВМ К1816ВЕ48/49/35. Структура ОМЭВМ.Элементы архитектуры ОМЭВМ. Порты ввода/вывода. Система команд ОМЭВМ.Расширение ресурсов ОМЭВМ. Однокристальная микро-ЭВМ К1816ВЕ51. Семейство однокристальных ЭВМ MCS-51. Структура микро-ЭВМ К1816ВЕ51. Архитектурные особенности микро-ЭВМ. Организация внутренней памяти данных. Машинные циклы и синхронизация микро-ЭВМ. Внешние устройства микро-ЭВМ. Описание последовательного порта. Таймеры-счетчики. Подсистема прерываний. Система команд.
Тема 12. Системы проектирования и отладки МПС
Проблемы и особенности отладки МПС. Особенности отладки МПС на разных этапах ее существования. Статические отладчики. Логические анализаторы. Сигнатурные анализаторы. Идея сигнатурного анализа Оборудование сигнатурного анализа и требования к проверяемой схеме. Системы проектирования МПС. Внутрисхемные эмуляторы.
4.3. Аудиторная работа
4.3.1. Практические занятия (семинары)
Не предусмотрены рабочим учебным планом
4.3.2. Лабораторный практикум
Таблица 3
№
занятия
|
Раздел дисциплины
|
Наименование лабораторных работ
|
1
|
Тема 2 8-разрядный микропроцессор
|
Исследование средств сопряжения МПСУ с датчиками дискретной информации (4 часа)
|
2
|
Тема 3 Архитектура 16-разрядного микропроцессора
|
Исследование средств сопряжения МПСУ с датчиками аналоговой информации (4 часа)
|
3
|
Организация вывода управляющих сигналов в МПСУ (2 часа)
|
4
|
Тема 4 Структура микропроцессора и интерфейсные операции
|
Ознакомление с работой на учебной микроЭВМ (2 часа)
|
5
|
Организация обмена информацией в параллельном формате между двумя микроЭВМ. (2 часа)
|
6
|
Организация вычислительных процессов на микроЭВМ (2 часа)
|
7
|
Тема 7 Подсистема прерываний МПС
|
Использование инструментальных средств тестирования МПСУ (2 часа)
|
Таблица 4
№
занятия
|
Наименование учебно-методического, программного и (или) материального обеспечения
|
1-7
|
Учебная литература, находящаяся в библиотеке ОИВТ (филиал) ФБОУ ВПО НГАВТ, программы Simulink, Matlab, Mathcad.
|
4.3.3. Иные виды аудиторных занятий
Не предусмотрены рабочим учебным планом
4.4. Самостоятельная работа
4.4.1. Курсовой проект (работа)
Не предусмотрены рабочим учебным планом
4.4.2. Расчетно-графические (контрольные) работы и рефераты
Не предусмотрены рабочим учебным планом
4.4.3. Иные виды самостоятельной работы
Подготовка к лабораторным работам
5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
5.1. Рекомендуемая литература
5.1.1. Основная литература
Алексеев Н. А. Микропроцессорные системы управления электроэнергетическими установками промысловых судов [Текст]: учеб. пособие / Н. А. Алексеев, С. Б. Макаров, Н. Н. Портнягин. - М. : Колос, 2008. - 422 с.
Жадобин, Николай Егорович. Электронные и микропроцессорные системы управления судовых энергетических и электроэнергетических установок [Текст] : учеб. / Н. Е. Жадобин, Н. А. Алексеев, А. П. Крылов. - СПб. : ГМА им. адм. С. О. Макарова, 2010. - 523 с.
Коваленко, Андрей Андреевич. Основы микроэлектроники [Текст] : учеб. пособие / А. А. Коваленко, М. Д. Петропавловский. - 3-е изд., стереотип. - М. : Академия, 2010. - 239 с.
Кузнецов, Борис Зосимович. Методические указания к лабораторным работам по курсам "Микропроцессорные средства", "Микропроцессорные средства и системы" и "Микропроцессорные системы управления" [Текст] / Б. З. Кузнецов. - Новосибирск : Новосиб. госуд. акад. вод. трансп., 2007. - 45 с.
Хартов, Вячеслав Яковлевич. Микропроцессорные системы [Текст] : учеб. пособие / В. Я. Хартов. - М. : Академия, 2010. - 351 с.
-
Дополнительная литература
Алексеев, Н. А. Судовые микропроцессорные системы управления: проектирование и эксплуатация [Текст] : учебное пособие / Н. А. Алексеев. - СПб. : ГМА им. адм. С. О. Макарова, 2002. - 102 с. : табл.
Алексеев, Николай Андреевич. Эксплуатация судовых микропроцессорных систем [Текст] : учебное пособие / Н. А. Алексеев, В. М. Ушаков. - М. : Транспорт, 1994. - 209 с. : ил.
Арестов, Константин Александрович. Основы электроники и микропроцессорной техники [Текст] : учебник / К. А. Арестов. - М. : Колос, 2001. - 216 с.
Безуглов, Дмитрий Анатольевич. Цифровые устройства и микропроцессоры [Текст] : Учебное пособие для вузов / Д. А. Безуглов, И. В. Калиенко. - Ростов н/Д : Феникс, 2006. - 470 с.
Гросс, Владимир Юлиусович. Введение в микропроцессорную технику [Текст] / В. Ю. Гросс, Б. З. кузнецов. - Новосибирск : Новосиб. госуд. акад. вод. трансп., 2006. - 194 с.
Гусев, Владимир Георгиевич. Электроника и микропроцессорная техника [Текст]. Учебник для вузов / В. Г. Гусев, Ю. М. Гусев. - 3-е изд., перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 2005. - 791 с.
Жадобин, Николай Егорович. "ГИЕПАС ": микропроцессорная система управления судовой электроэнергетической установкой [Текст] / Н. Е. Жадобин, А. П. Крылов. - СПб. : Элмор, 1999. - 118 с.
Калабеков, Бениамин Аршакович. Цифровые устройства и микропроцессорные системы [Текст] : Учебник / Б. А. Калабеков. - 2-e изд., перераб. и доп. - М. : Горячая линия-Телеком, 2005. - 336 с.
Микропроцессорные системы управления [Текст] : Метод. указа. к лабораторным работам / Сост. А. А. Руппель, А. А. Руппель. - Омск : Омский филиал НГАВТ, 2003. - 29 с.
Новиков, Ю. В.Основы микропроцессорной техники [Текст] : Курс лекций / Ю. В. Новиков, П. К. Скоробогатов. - [Б. м.] : Интернет-Университет Информационных технологий, 2003. - 440 с.
Новиков, Ю. В. Основы микропроцессорной техники [Текст] / Ю. В. Новиков, П. К. Скоробогатов. - 3-е изд., испр. - М.: Бином, 2006. - 359с.
Путилин, Александр Борисович. Вычислительная техника и программирование в измерительных информационных системах [Текст] : учеб. пособие / А. Б. Путилин. - М. : Дрофа, 2006. - 447 с.
Фрейдзон, Исаак Рубинович. Микропроцессорные системы управления техническими средствами судов [Текст] / И. Р. Фрейдзон , Л. Г. Филиппов, Р. И. Фрейдзон . - Л. : Судостроение, 1985. - 247 с.
5.2. Средства обеспечения и освоения дисциплины
Лаборатория кафедры оснащена обучающими программами, позволяющими проверить практические, лабораторные занятия, а так же выполнять студентами самостоятельную работу. На библиотечном сайте кафедры имеются электронные версии Учебно-методического обеспечения, в соответствии с п. 5.1.1 и 5.1.2.
6. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Лаборатория ВТ с установленными специальными программным обеспечением Simulink, Matlab, Mathcad.
7. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Лабораторные занятия по темам, указанным в таблице 3, проводятся по мере освоения лекционного курса с целью углубления и конкретизации званий, полученных в процессе лекционного преподавания.
Лабораторные занятия проводятся в лаборатории ВТ, оснащенной средствами выполнения техники и специальным ПО, позволяющим автоматизировать процессы расчет.
Для расчетов в рамках лабораторных работ, используются ВТ типа IBM PC, с установленной операционной системой Windows XP.
8. ФОРМА КОНТРОЛЯ
Экзамен в 6 семестре при условии выполнения учебного графика (выполнения и защиты лабораторных работ).
Экзамен проводится по экзаменационным билетам в письменном виде.
|
