АНАЛИТИЧНА ПРОГРАМА
1. Притежателят на дисциплината: Професор доктор. Хория-Николай Теодореску, b.w.
2. Видът на дисциплината: наложен
3. Структурата в учебната програма:
Експозиция, разговор, пример, демонстрационни приложения, упражнения, решени проблеми, микропроекти.
5 . Съдържанието на дисциплината
(В зависимост от наличното време и капацитета за отговор и предварителните познания на аудиторията, притежателят си запазва правото да намали или добави някои от преподаваните теми.)
§ Представяне на процесорни архитектури: Von Newman, Harvard, модифициран Harvard и как да конфигурирате основните процесорни блокове като памет, шини, интерфейси, ALU - аритметично-логическа единица и др. Примери за микроконтролери
§ Представяне на видовете набори от инструкции: CISC, RISC. Примери за микроконтролери
§ Представяне на архитектурата на микроконтролера от серията PIC 16FX. 17YXX, представянето на ALU, регистрите за данни на ALU и режимът за прехвърляне на данни между тях, представянето на контролните регистри (състояние) и набора от инструкции за движение (зареждане) в регистрите и аритметичните инструкции на инструкциите за изтриване на байт и битово ниво.
§ Сравнения между архитектурите на различни фамилии микроконтролери, функция на употреба (промишлена, комуникационна, специализирана) и функция на производителя.
§ Типичен RISC микроконтролер: семейство PIC, пример 16F84. Комплект инструкции за семейството PIC16XXX.
§ Програмиращи среди за микроконтролери. MPLAB. Въвеждане, задълбочаване и систематизиране на дизайнерските елементи на подпрограми (процедури, функции) за обработка на сигнала. Представяне на примери за цифрови филтри и техники за оптимизиране на алгоритми за получаване на кратко време за изчисление.
§ I/O. Как да проектираме и изпълним сложни операции за процесор тип RISC, при липса на конкретни инструкции за тези операции.
§ I/O портове (входно/изходни блокове) за приемане на външни сигнали и предаване на команди към външни устройства. Примери.
§ Памет. Начинът на организиране на паметта по банки, на преките и косвените начини за адресиране на местата в паметта от различни банки. Пример: PIC
§ Учене на спомагателни схеми за микроконтролери
§ Въвеждане и задълбочаване на видовете прекъсвания, на операциите, извършвани от микроконтролера за постигане на прекъсване, представяне на отчитането на периферните устройства, на конфигурационните регистри на прекъсванията. Сравнения между прекъсвания и различни процесори. Оптимизиране на работата в прекъсвания.
§ Timere. Видове, употреби. Пример: PIC.
§ Приложения за микроконтролер. Промишлени приложения. Приложения за обработка и измерване на сигнали. "Вградени" приложения.
Общо часове на курса. 42 часа
Лаборатория №1 Инструкции за защита на труда за ученици. Мерки за предотвратяване на пожари в лаборатории. Правила за защита на труда, специфични за лаборатории.
Лаборатория №2 Представяне на средата за разработка на MPLAB TM, предоставена от Microchip Technologies Inc., създаване на умения и умения за работа с нейните менюта и прозорци, реализация на първи проект, който включва * .h, * .inc header файлове и * .asm кодови файлове, презентация директивни (предварително обработващи) редове и как да коментирате кода.
Лаборатория №3 Конфигуриране на симулатора в MPLAB. Създаване на умения и умения за работа с ALU, регистъра на батерията и регистрите на паметта, като се използват прости инструкции за прехвърляне на данни и монтаж
Лаборатория №4 Преглед на списъка за разглобяване, преглед на програма и памет на данни, преглед на съдържанието на регистрите, стартиране на програми стъпка по стъпка.
Лаборатория №5 Синтаксисни елементи на писане на програми, директиви за сглобяване, представяне на начина, по който състоянията (флаг C, DC, Z) са засегнати от аритметични операции, трансфер, изтриване, съответно въртене (кръгово движение през транспортния бит).
Лаборатория №6 Представяне на обусловени от бита инструкции за условно решение, инструкции за прескачане на етикети, изпълнение на цикъл, визуализация на флагове, използвани от тестови инструкции, отстраняване на неизправности в програмата, въвеждане на точки на прекъсване, изчисляване на времената на закъснение за цикли на синхронизиране.
Лаборатория № 7-8 Внедряване на елементарен цифрово претеглен медиационен филтър за прозорец за анализ, определен от брой проби (ред на филтъра).
Лаборатория №9 Научете как да задавате щифтове на порта като входни или изходни битове (използвайки инструкции за настройка на порта); манипулиране на банките памет чрез директно и индиректно адресиране (настройка на режима на работа на портовете чрез регистрите TRISA и TRISB в банката памет 1.
Лаборатория №10 Използвайки опциите в менютата за разработка на MPLAB, за да конфигурирате битовете на микроконтролера, като изберете щифтовете, към които се прилагат стимули, вида на стимула, съответно продължителността на импулсите (за импулсни стимули).
Лаборатория #11. Анализ на сигнали, генерирани с помощта на логически анализатор чрез визуализиране на състоянието на важни сигнали (входове, изходи, входове на часовника).
Лаборатория #12-13 Внедряване на микропроекти, за задълбочаване и използване на усвоените знания в рамките на дисциплината, зареждане на машинния код на микроконтролери и тестване на коректността на работата на програмите чрез разработчиците.
Общо часове за кандидатстване. 28 часа
Микропроекти (практическа тема)
(Микропроектите по-долу се предлагат за избор. Всеки студент трябва да завърши проект като домашна работа. Решаването на пико-проекти ще се извършва самостоятелно, но работата в екип се насърчава в предварителните фази на проекта).
1. Да се проектира и проектира, на ниво програма и схема (хардуер и софтуер), стимулатор за пасивно отслабване/обучение на мускулите, който ще генерира стимули за четири електрода, с четири програми за стимулиране. Петият електрод ще бъде пасивният електрод (земя). Стимулаторът ще бъде направен с микроконтролер PIC 16F84 или PIC10F220.
2. Да се замисли и проектира на ниво програма и схема (хардуер и софтуер) система с микроконтролер тип PIC, която трябва да генерира песен, състояща се от пет музикални ноти, с дадените честоти, в последователността f1, f2, f3, пауза, f4, f2 .
3. Необходимо е периодично да се генерира сложната форма на вълната:
6 . Препоръчителна библиография :
[1]. H.N. Теодореску - " Елементи на използване на микроконтролери ”, Част I Обработка на данни и приложения със системи, базирани на микроконтролери, Печатница на Техническия университет„ Gh. Асачи ”Яш, 2005
[2]. Хутану, С., Постолаче, М., „Микропроцесорни системи за автоматично управление на процеса”, Том 1, 2-ро издание, Академично издателство, Яш 2001
[3]. Microchip Technology Inc., Ръководство за PIC. http://www.microchip.com/
[4]. Microchip Technology Inc., Бележки по приложението, Спецификации за програмиране за PIC16C6/7/9XX OTP MCU. 2001 г.
7 . Материална основа:
§ Мрежа от 8 компютъра за разработване на програми в средата за разработка MPLAB TM
§ Осцилоскопи за проверка и измерване на захранващите напрежения на PIC, съответно на сигналите, генерирани на изходните щифтове на портовете.
§ 3 платки за разработка ATMEL за микроконтролери тип 8051
§ 4 PicKit2 Starter Kit Microchip Inc. Съвети за разработка (за серия PIC 16XXX)
§ 1 MPLAB ICD2 In-Circuit Debugger система за разработка (за серия PIC 18XXX)