| № п/п |
Наименование разделов, дисциплин и тем |
Всего часов |
По видам обучения |
Получаемые навыки |
| лекции |
лабораторные занятия |
| 1. |
Основы построения микропроцессорных систем
- Этапы развития микропроцессорной техники.
- Микропроцессорная система: состав, характеристики отдельных элементов.
- Микропроцессор: устройство, внутренние регистры, регистр состояния и управления, режимы работы микропроцессора. Архитектуры микропроцессорных систем.
- Архитектура ARM. Достоинства и особенности применения микроконтроллеров ARM7.
- Режимы работы микропроцессорной системы: программный, по прерываниям, с прямым доступом к памяти (ПДП). Виды и особенности работы в режиме прерываний и ПДП.
- Особенности обмена данными по цифровым линиям: источники искажений сигналов и методы борьбы с ними.
- Методы подключения устройств к параллельной шине. Принципы передачи цифровых сигналов по параллельным шинам. Порядок обмена данными между периферийным устройством и процессором по параллельной шине. Достоинства и недостатки параллельной шины.
- Энергонезависимая и энергозависимая память. Ячейка памяти, адрес ячейки памяти.
- Адресное пространство микропроцессорной системы.
- Регистры: запись и считывание данных, выборочное изменение и считывание значений отдельных бит, маскирование, битовые операции.
|
2 |
1 |
1 |
Умение переводить числа из десятичной в двоичную и шестнадцатеричную систему и обратно, выполнять битовые операции для выборочного изменения, извлечения и перестановки бит, выполнять маскирование группы бит. |
| 2. |
Программное обеспечение для разработки и отладки микропрограммного обеспечения.
- Основные программные продукты для ARM-микроконтроллеров. Особенности и аргументы в пользу программирования микроконтроллеров на ассемблере и языках высокого уровня (С, С++).
- Среда IAR Workbench: графический интерфейс пользователя, механизмы взаимодействия с ядром, этапы и режимы отладки, возможности выявления ошибок в программе.
- Структура проекта. Параметры проекта. Создание и работа с проектом.
- Симуляция арифметических операций, адресных пересылок, аппаратно-зависимых функций.
|
6 |
5 |
1 |
Умение создать проект, разработать и отладить простую программу в среде IAR Workbench. |
| 3. |
Основы программирования на языке C++.
- Структура программы. Функции, операторы. Разделители и комментарии в программе.
- Директивы препроцессора. Заголовочные файлы.
- Переменные и константы. Области видимости переменных и функций.
- Переменные целого типа: виды, арифметические операции, операции ввода и вывода.
- Символьные и логические переменные.
- Вещественные типы переменных.
- Явное и неявное преобразование типов.
- Структурные переменные: массивы, структуры, объединения, битовые поля.
- Указатели: получение адреса и доступ к переменной по указателю, указатели на функции, массивы указателей, указатели на указатели, управление памятью при помощи операций new и delete.
- Функции: входные и выходные параметры, способы передачи параметров. Перегрузка функций. Рекурсивные функции.
- Классы: строение, переменные и методы. Конструктор и деструктор. Определение и вызов переменных и методов класса.
- Типы переменных и методов. Наследование. Базовый и производный классы. Общее и частное наследование, комбинации доступа к переменным и методам класса. Множественное наследование. Особенности объектно-ориентированного программирования.
- Многофайловые программы. Библиотеки. Проекты.
|
8 |
3 |
5 |
Умение использовать базовые конструкции языка С++ для программирования простых задач обработки данных и отлаживать их в среде IAR Workbench. |
| 4. |
Устройство и программирование микроконтроллеров ARM7.
- Архитектура микроконтроллера LPC2378.
- Адресное пространство LPC2378. Регистры устройств периферийной шины.
- Блок коммутации выводов. Порты микроконтроллера. Задание функций выводов, программирование резисторов pull-up и pull-down.
- Задание частоты микропроцессора и устройств периферийной шины. Структурная схема формирователя частоты. Блок ФАПЧ. Принцип работы, уравнение умножителем частоты на основе системы ФАПЧ. Вычисление и программирование делителей частоты на входе, выходе и в петле ФАПЧ. Особенности инициализации и запуска ФАПЧ в микроконтроллерах LPC2378. Регистр управления и состояния микропроцессорной системой.
- Состояния микроконтроллера. Регистры управления. Способы выхода из энергосберегающих режимов.
- Контроллер линий ввода-вывода общего назначения (GPIO). Программирование направления передачи, считывание состояния линий, управление линиями портов ввода-вывода.
|
8 |
3 |
5 |
Умение конфигурировать микроконтроллер: задавать частоту системной и периферийной шины, назначение каждого из выводов, управлять цифровыми линиями общего назначения, обмениваться данными с внешней параллельной шиной. |
| 5. |
Основные периферийные устройства LPC2378.
- Таймеры-счетчики: режимы счета, совпадения и захвата. Регистры управления и контроля таймеров. Инициализация режимов счета, совпадения и захвата. Использование таймеров для измерения временных интервалов и для генерирования сигналов заданной частоты и скважности. Методы работы с таймерами в режиме программного опроса и прерываний.
- Контроллер универсального асинхронного приемопередатчика (UART). Форматы передаваемого слова. Методы управления потоком данных: аппаратный и программный. Регистры управления и контроля UART. Алгоритм программирования тактовой частоты UART. Методы работы в режиме программного опроса и прерываний.
- Контроллер USB. Особенности программирования.
- Контроллер Ethernet. Особенности программирования.
- АЦП: основные параметры, регистры управления и контроля, методы работы в режиме программного опроса и в режиме прерываний.
- ЦАП: регистр управления, основные параметры, особенности работы.
|
8 |
3 |
5 |
Умение программировать обмен по интерфейсу UART. Умение программировать аналоговый многоканальный ввод и вывод данных. |
| 6. |
Программирование многозадачных режимов с использованием прерываний.
- Прерывание. Виды прерываний. Источники прерываний. Порядок выполнения микропроцессором инструкций при возникновении сигнала запроса прерывания.
- Контроллер векторных прерываний LPC2378: структурная схема, основные регистры. Таблица векторов прерываний. Общий порядок программирования прерываний. Инициализация контроллера векторных прерываний: основные этапы. Инициализация устройства-источника прерываний: основные этапы.
- Подпрограмма обработки прерываний: основные инструкции.
- Методы программирования многозадачных режимов с использованием прерываний.
- Примеры использования прерываний на языке C++ для работы с таймерами и UART.
- Примеры программирования задач цифровой обработки сигналов на микроконтроллере LPC2378: медианная фильтрация, нормализация, выделение подполосных составляющих и очистка сигнала от шума на основе быстрого вейвлет-преобразования.
|
8 |
3 |
5 |
Умение программировать на основе прерываний многозадачные режимы для:
- согласования интерфейсов (на примере двух интерфейсов UART с различными скоростями обмена);
- генерирования сигнала с заданной амплитудой и скважностью;
- цифровой фильтрации и выделения подполосных составляющих сигнала в реальном масштабе времени
|
|
ИТОГО: |
40 |
14 |
26 |
|
