Жұмыс бағдарламасы с андық техника және микропроцессорлық құрылғылар

Жұмыс бағдарламасы

микропроцессорлық құрылғылар

Павлодар
БЕКІТЕМІН

ОЖ жөніндегі проректор

_________Н.Э. Пфейфер

200_ж. «___»__________

Құрастырушы:_______________ т.ғ.к., проф. Мендыбаев С.А.

«Автоматтандыру және басқару» кафедрасы.
ЖҰМЫС БАҒДАРЛАМАСЫ
«Сандық техника және микропроцессорлық құрылғылар» пәні бойынша
050702 «Автоматтандыру және басқару»
оқу түрі: күндізгі, сырттай - жалпы орта білім базасы негізінде
Жұмыс бағдарламасы мамандықтың жұмыс оқу жоспары негізінде әзірленді 050702 «Автоматтандыру және басқару»

және ПМУ ғылыми кеңесінің мәжілісінде бекітілді 200_ж. «___»_____________ № ____ хаттама

декан_ЭФ________ Кислов А.П. 200_ж. «___»_____________

1. 
   Пәннің мақсаты – сандық техника және микропроцессорлық басқару негіздерінен келешек мамандарда білім қалыптастыру.
   

2. 
   Пәннің тапсырмалары:
   

- жаңа сызбалық шешімдерінің анализ және синтез әдістерін оқып білу;

- соның негізінде микропроцессорлық жүйелер мен басқару жүйелерін ққру принциптерін алу;

- микропроцессорлық басқару жүйелері және олардың әрекеттістігі жөнінде мәлімет алу.

- микропроцессорлық жүйелердің жұмыс принципі, микро-ЭВМ және біркристалды микроконтроллерді қолдауында басқару жүйелерін жақсарту мүмкіндігі.

- Ғылыми – жаратылыс циклі: физика, жоғары математика, инженерлік жобалау.

- Жалпы – кәсіби циклі:электротехника теориясының негіздері, кәсіптік электроника.

2 Тематикалық жоспарлар

Ақпаратты өңдеу сандық құрылғысымен басқару жүйесі. Жалпы структурлық сызба. Ерекшеліктер, жалпы анықтамалар және терминдер.

Есептеу жүйесі. Оңдық, екілік, оналтылық және екі-ондық есептеу жүйелері. Сандарды бір есептеу жүйесінен басқа жүйеге ауыстыру. Бір есептеу жүйесінен басқа жүйеге ауыстырғандығы арифметикалық операциялар.

Логика алгебрасы туралы түсінік. Логика алгебрасының И, ИЛИ, НЕ негізгі операциялары.

КМОП элементтер базасында логикалық структураларын іске асыру ерекшеліктері. КМОП лотиканың кемшіліктері және артықшылығы. КМОП логиканың ерекшеліктерін қолдану мысалдары.

Комбинациялық логикалық схема ретінде сумматор, дешифратор, мультиплексор, және компаратор. Счетчиктер.

Тұрақты есте сақтау құрылғысын программдау принципі. Тұрақты есте сақтау құрылғысының микросхемалық ерекшеліктері.

КМОП логикасы базасында есте сақтау элементі.

Басқару құрылғысының структуралық схемасы. Бұйрықтық дешифрациясы. Машиналық такт, машиналық цикл және бұйрықты оңдауға жұмсалған уақыт.

Жалпы бұйрық шинасы мәліметтермен микро-ЭВМ структуралық схемасы. Орталық процессор туралы анықтама. Микропроцессорлық жүйенің архитектурасы туралы анықтама.

Біраккумуляторлы бұйрығымен және жалпы мәліметтер шинасымен микрпроцессордың структуралық схемасы. Негізгі функционалдық бөлімдері. Оларды белгілеу және әрекеттістігі. Микропроцессордың жұмыс істеу принципі.

Микропроцессор негізгі сигналдары, классификациясы және белгілеуі.

Бұйрық кодының анықтамасы. Бұйрық кодының ұзындығын қысқарту жолдары. Бұйрық классификациясы. Адресация жолдары.

Ассемблерде програмдау принциптері. Прогграммаларды құру.

Параллелді универсалды интерфейстық жұмыс режимі. Тізбекті интерфейс анықтамасы. МП жинақтың 580 сериясының тізбекті интерфейстік процессі.

МП жүйелер ішіне программдық таймерларды, контроллерлерді енгізу.

МП жүйелерде үзілістерді ұйымдастыру. Үзілістерді айыру принциптері. Үзілістер бар кезінде программаны жүзеге асыру ерекшеліктері. Үзілістерді қолдану кезінде шектеу.

Дискретті сигналдарды енгізуді және шығарудығы негізгі мәселелер. Контактардан, клавиатурадан ақпаратты оқұ.

МП жүйелердегі аналогты-сандық және санды-аналогтық түрлендіру.

Дискретизация жиілігін және квантауды сайлау. Осы параметрлердің басқару жүйесінің сипаттамасыны әсері.

Сандық фильтрация туралы анықтама. Қарапайым сандық фильтр. Дискретизация кезінде беріліс функциясы.
21 тақырып. Қазіргі біркристалды микроконтроллерлер.

Шығарылатын Біркристалды микроконтроллерлердің арқасында басқару жүйесінің практикалық схемотехникасы.

Біркристалдарды микроконтроллерлерді басқару жүйелеріне құру принципі. Қазіргі біркристалды микроконтроллерларда бсқару жүйелерін қолдану мысалдары: температура регуляторлары және т.б.
3.2 Практикалық сабақтардың мазмұны.
Практикалық сабақтардың мақсаты – «Сандық техника және МП құрылғылар» курсы бойынша білімдерді нығайту және Буль алгебрасының негізгі теңдеулерін оқыту.

1 тапсырма. Микропроцессорлық техникасында қолданылатын санау жүйелері.

2 тапсырма. Микропроцессормен орындалатын арифметикалық операциялардың түрлері.

3 тапсырма. Логика алгебраның негіздері.

4 тапсырма. Ауыстыру қосу схемалардаң құру принциптары және негіздері.
3.3 Зертханалық сабақтардың мазмұны.
Зертханалық практикумның мақсаты – тәжірибелік зерттеулер, заңдарды талдау және электрлік тізбектерді талдау. Электрлік тізбекттерде тәжірибені өткізу әдістерін уйрету. Теориялық білімдерін нығайту.
Зертханалық жұмыстарының тізімі:

Зертханалық жұмыс № 1. Сандық логикалық элементтерді зерттеу.

Зертханалық жұмыс № 2. Комбинациялық құру және зерттеу.

Зертханалық жұмыс № 3. Тізбекті сызбаларды құру және зерттеу.

Зертханалық жұмыс № 4. Кодты түрлендіруді құру және зерттеу.

Зертханалық жұмыс № 5. Екілік счетчиктерді құру және зерттеу.

Зертханалық жұмыс № 6. Регистрлерді құру және зерттеу.
3.4 Студенттің өздік жұмысының мазмұны.
1 тақырып. Локалдық басқару жүйелеріндегі микропроцессорлар.

Ақпаратты өңдеу сандық құрылғысымен басқару жүйесі. Жалпы структурлық сызба. Ерекшеліктер, жалпы анықтамалар және терминдер.

2 тақырып. Микропроцесорлық құрылғылардың арифметикалық негіздері.

Есептеу жүйесі. Оңдық, екілік, оналтылық және екі-ондық есептеу жүйелері. Сандарды бір есептеу жүйесінен басқа жүйеге ауыстыру. Бір есептеу жүйесінен басқа жүйеге ауыстырғандығы арифметикалық операциялар.

3 тақырып. Микропроцессорлық жүйелердің логикалық негіздері.

Логика алгебрасы туралы түсінік. R-S және D триггерлері.

4 тақырып. Базалық логикалық элементер.

КМОП элементтер базасында логикалық структураларын іске асыру ерекшеліктері. КМОП лотиканың кемшіліктері және артықшылығы. КМОП логиканың ерекшеліктерін қолдану мысалдары.

5 тақырып. Микропроцессорлық жүйелердің функционалдық элементтері.

Комбинациялық логикалық схема ретінде сумматор, дешифратор, мультиплексор, және компаратор. Счетчиктер.

6 тақырып. Тұрақты есте сақтау құрылғысы.

Флэш есте сақтау құрылғысы.

7 тақырып. Тұрақты емес есте сақтау құрылғысы.

КМОП логикасы базасында есте сақтау элементі.

8 тақырып. Арифметика-логикалық құрылғы. (АЛҚ)

АЛҚ структуралық схемасы. Аккумулятор анықтамасы. Регистрлік АЛҚ.

9 тақырып. Микропрогаммдық басқару принципі.

Басқару құрылғысының структуралық схемасы. Бұйрықтық дешифрациясы. Машиналық такт, машиналық цикл және бұйрықты оңдауға жұмсалған уақыт.

10 тақырып. Микро-ЭВМ жұмыс істеу принципі және структуралық схемасы.

Жалпы бұйрық шинасы мәліметтермен микро-ЭВМ структуралық схемасы. Орталық процессор туралы анықтама. Микропроцессорлық жүйенің архитектурасы туралы анықтама.

11 тақырып. Микропроцессор құрылғысы.

КР 580ВМ80А, Intel 8080 A типті біраккумуляторлы бұйрығымен және жалпы мәліметтер шинасымен микрпроцессордың структуралық схемасы. Негізгі функционалдық бөлімдері. Оларды белгілеу және әрекеттістігі. Микропроцессордың жұмыс істеу принципі.

12 тақыпрып. Микропроцессор сигналдары.

Микропроцессор негізгі сигналдары, классификациясы және белгілеуі.

13 тақырып. Микропроцессор бұйрық жүйелері.

Бұйрық кодының анықтамасы. Бұйрық кодының ұзындығын қысқарту жолдары. Бұйрық классификациясы. Адресация жолдары.

14 тақырып. Микропроцессор жүйелерді программдау.

Ассемблерде програмдау принциптері. Прогграммаларды құру.

15 тақырып. МП жүйелерде енгізуді және шығаруды ұйымдастыру.

Параллелді универсалды интерфейстық жұмыс режимі. Тізбекті интерфейс анықтамасы. МП жинақтың 580 сериясының тізбекті интерфейстік процессі.

16 тақырып. МП жүйелерді құру принциптері.

МП жүйелер ішіне программдық таймерларды, контроллерлерді енгізу.

17 тақырып. МП жүйелеріндегі үзілістер.

МП жүйелерде үзілістерді ұйымдастыру. Үзілістерді айыру принциптері. Үзілістер бар кезінде программаны жүзеге асыру ерекшеліктері. Үзілістерді қолдану кезінде шектеу.

18 тақырып. Дискретті сигналдарды енгізуді және шығаруды ұйымдастыру,

Дискретті сигналдарды енгізуді және шығарудығы негізгі мәселелер. Контактардан, клавиатурадан ақпаратты оқұ.

19 тақырып. Аналогты сигналдарды енгізу және шығару.

МП жүйелердегі аналогты-сандық және санды-аналогтық түрлендіру.

20 тақырып. Басқару жүйелеріне МП жүйелерді құру принциптері.

Дискретизация жиілігін және квантауды сайлау. Осы параметрлердің басқару жүйесінің сипаттамасыны әсері.

Сандық фильтрация туралы анықтама. Қарапайым сандық фильтр. Дискретизация кезінде беріліс функциясы.

21 тақырып. Қазіргі біркристалды микроконтроллерлер.

Шығарылатын Біркристалды микроконтроллерлердің арқасында басқару жүйесінің практикалық схемотехникасы.

Біркристалдарды микроконтроллерлерді басқару жүйелеріне құру принципі. Қазіргі біркристалды микроконтроллерларда бсқару жүйелерін қолдану мысалдары: температура регуляторлары және т.б.

Курстық жұмыста студент МП жүйе басқаруын не оның бөлігін есептеп шығаруы керек. Ол үшін МП құрылғысының функционалды сызбасын құрастыруы керек, орталық процессордың сызбасын, есте сақтау блогын құрастыруы керек, сызбаны шығаруы керек.

Әрбір студентке тапсырма беріледі. Практикалық сабақтарда студенттер өз сұрақтарына жауап алады.

Курстық жұмыс 20-25 қағаз беттерінде жазылады.

Курстық жұмыстар тақырыбының тізімі:

1 тақырып. Температура регуляторының микропроцессоры.

2 тақырып. Қысымның регуляторының микропроцессоры.

3 тақырып. Тарату регуляторының микропроцессоры.

4 тақырып. Ток және кернеу регуляторының микропроцессоры.

5 тақырып. Жұмыс және авариялық режимдерінің регуляторының микропроцессоры.

4 Әдебиет.

1. Микропроцессоры. В З-х книгах./Под общей редакцией Преснухина Л.Н.–М.: Высшая школа. – 1986.

2. Соучек Б. Микропроцессоры и микро-ЭВМ. –М.: Мир, 1980.

3. Соботка И., Стары Б. Микропроцессорные системы. –М.: Энергоатомиздат, 1984.

4. Микропроцессорные автоматические системы регулирования. Основы теории и элементы /под редакцией Солодовникова В.В. –М.: высшая школа, 1991.

5. Алексеенко А.Г., Галицын А.А., Иванников А.Д. Проектирование радиоэлектронной аппаратуры на микропроцессорах. –М.: радио и связь, 1984.

6. Современные микроконтроллеры. Архитектура, средства проектирования, примеры применения, ресурсы Интернет./ Под редакцией Коршуна И.В. – М.: АКИМ, 1998.

7. В.Б.Бродин, М.И.Шагурин Микроконтроллеры. Архитектура, программирование, интерфейс.- М.: ЭКОМ, 1999.

8. В.Ф.Козаченко Микроконтроллеры. Руководство по применению 16-разрядных микроконтроллеров Intel MCS-196/296 во встроенных системах управления. – М.: ЭКОМ, 1997.

9. Микроконтроллеры. Выпуск 1. – М.: ДОДЭКА, 1998.

М.А.Гладштейн Микроконтроллеры семейства Z86 фирмы ZILOG. – М.: ДОДЭКА, 1999.
4.2 Қосымша.

10. Простейшая микро-ЭВМ. Проектирование, наладка, использование/Л.Н.Буреев и др.-М.: Энергоатомиздат,1989.

11. Цифровые и аналоговые микросхемы: Справочник/С.В.Якубовский и др.- М.:Радио и связь, 1990.

12. О.Н.Лебедев Микросхемы памяти и их применение.- М.: Радио и связь, 1990.

13. В.С.Гутников Интегральная электроника в измерительных устройствах.- Л.: Энергоатомиздат, 1988.

14. Н.К.Александрова, В.С.Кузьмин Электротехнические чертежи и схемы.- М.: Энергоатомиздат, 1988.

15. М.В.Гальперин Практическая схемотехника в промышленной автоматике.- М.: Энергоатомиздат, 1987.

16. У.Титце, К.Шенк Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство.- М.: Мир, 1983.

17. Б.Г.Федорков, В.А.Телец Микросхемы ЦАП и АЦП.- М.: Энергоатомиздат, 1993.

18. Цифровые и аналоговые микросхемы: Справочник/ С.В.Якубовский и др.- М.:Радио и связь, 1990.

19. Полупроводниковые приборы. Транзисторы. Справочник. /под/ ред. Н. Н. Горюнова.- М.: Энергоатомиздат, 1985.

20. Полупроводниковые приборы. Диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы. Справочник/под ред.Н.Н.Горюнова.- М.: Энергоатомиздат, 1982.

21. М.Кауфман, А.Сидман Практическое руководство по расчетам схем в электронике. Справочник.- М.: Энергоатомиздат,1991.

22. В. Фритч Применение микропроцессоров в системах управления.- М.: Мир, 1984.