Цифровые устройства и микропроцессоры

Курс «Цифровые устройства и микропроцессоры» знакомит студентов с современной элементной базой цифровых устройств, и посвящен изучению получение знаний об общих принципах построения цифровых систем и организации программного управления ими, методов и технических приемов программирования микроконтроллеров. Курс «Цифровые устройства и микропроцессоры» включает в себя теоретическую и практическую части.

Практическая часть предусматривает выполнение лабораторных работ. Первая лабораторная работа проводится в виде мастер-класса, в ходе которого объясняется, как создать и настроить новый проект и разработать простейшую программу для МК. Целью выполнения лабораторных работ является получение навыков работы с внутренними модулями МК и некоторыми типичными внешними устройствами, подключаемыми к МК. Рассматриваются типичные задачи применения внутренних модулей МК, особенности их конфигурирования, возникающие проблемы и их решение. Также уделяется внимание структурированию и оформлению кода программы для улучшения читаемости и ускорения разработки проекта.

Лабораторные работы выполняются с использованием отладочной платы STM32F4 Discovery. На плате расположены программатор, МК STM32F407, 4 светодиода, две кнопки (пользовательская и сброс), акселерометр, микрофон, внешний модуль цифро-аналогового преобразователя, выход которого подключен к разъёму 3,5”. Все незадействованные выводы МК выведены на разъем, к которому могут быть подключены внешние устройства. Все внешние устройства, необходимые для выполнения лабораторных работ или курсовых проектов, подготовлены для подключения к разъему на отладочной плате.

Курс включает в себя курс лекционного материала в виде видеолекций, общим количеством в 19 штук и общей длительностью около 150 минут.

Кроме лекций данный курс включает набор лабораторных работ, выполняемых на отладочной плате stm32f4-dicovery.

Для выполнения этих лабораторных работ предусмотрены лекции по практике, рассказывающие об исследуемых цифровых устройствах с точки зрения практической работы с ними. И видеоуроки, содержащие в себе конкретные рекомендации по выполнению той или иной лабораторной работы.

На основе лабораторных работ построено выполнение курсового проекта, объединяющего несколько цифровых устройств из лабораторных работ, одним общим заданием.

Основными ресурсами являются технические документации на исследуемые цифровые устройства, такие как микроконтроллер, ЖК дисплей, энкодер и т.д.

Кроме того, можно использовать книги:

1. The insider’s guide To The STM32 ARM Based Microcontroller
2. Мартин М. Инсайдерское руководство по STM32
3. Цифровая схемотехника и архитектура компьютера. Дэвид М. Харрис и Сара Л. Харрис

Программирование на языке Си.
Основы схемотехники.
Булева алгебра.

1. Общая структура микропроцессорной системы.
2. Организация работы микроконтроллера.
3. Порты ввода-вывода МК.
4. Таймеры.
5. Быстродействие и надёжность работы микропроцессорных систем/
6. Интерфейсы МК: UART, RS485.
7. Интерфейсы МК: SPI.
8. Аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразования сигналов.
9. Модули хранения данных.
10. Устройства ввода.
11. Устройства вывода
12. Итоговая аттестация

В результате изучения курса «Цифровые устройства и микропроцессоры» студенты должны:

• знать принципы организации микропроцессорных систем;

• знать структуру микроконтроллера, назначение его составных частей и принципы их взаимодействия;

• уметь разрабатывать программы для микроконтроллера и конфигурировать внутренние модули МК;

В курсе рассматриваются типичные задачи применения внутренних модулей МК, особенности их конфигурирования, возникающие проблемы и их решение. Навыков, полученных в ходе изучения курса, достаточно для решения практических задач и разработки устройств мониторинга и управления. Таким образом, студент, освоивший курс, становится специалистом, востребованным в области разработки встраиваемых систем и других электронных устройств.

• способность решать практические задачи применения внутренних модулей МК;
• способность разработки устройств мониторинга и управления