Наименование разделов и тем
|
Содержание учебного материала, самостоятельная работа обучающихся
|
Объем часов
|
Уровень освоения
|
1
|
2
|
3
|
4
|
Раздел 1.
|
8-разрядные микроконтроллеры: архитектура, система команд и встроенные модули
|
|
|
Тема 1.1.
8-разрядные микроконтроллеры на базе ядра 8051
|
Принцип работы микроконтроллера.
Обзор основных семейств восьмиразрядных микроконтроллеров.
Обзор средств программирования микроконтроллеров.
Основы программирования на языке Ассемблера.
Система команд микроконтроллеров на базе ядра 8051:
Команды операций с памятью.
Команды ветвления.
Арифметические команды.
Логические команды.
|
6
|
1
|
Лабораторная работа №1: знакомство со средой IAR EW for 8051; знакомство со средой Proteus; разработка принципиальной схемы макетной платы в среде Proteus.
|
2
|
2
|
Самостоятельная работа обучающихся: изучение литературы, подготовка к практическим занятиям.
|
2
|
3
|
Тема 1.2.
Порты
ввода/вывода
|
Порты ввода/вывода.
|
2
|
1
|
Лабораторная работа №2: работа с портами ввода/вывода.
|
1
|
2
|
Самостоятельная работа обучающихся: управление светодиодной матрицей с помощью портов ввода/вывода микроконтроллеров на базе ядра 8051.
|
2
|
3
|
Тема 1.3.
Модуль фазовой автоподстройки частоты
|
Модуль фазовой автоподстройки частоты в микроконтроллерах.
|
2
|
1
|
Лабораторная работа №3: настройка модуля ФАПЧ микроконтроллеров на базе ядра 8051.
|
1
|
2
|
Самостоятельная работа обучающихся: изучение литературы, подготовка к практическим занятиям.
|
2
|
3
|
Тема 1.4.
Система прерывания
|
Система прерывания микроконтроллеров: приоритеты, вложенные прерывания. Внешние прерывания.
|
2
|
1
|
Лабораторная работа №4: система прерывания - внешние прерывания.
|
2
|
2
|
Самостоятельная работа обучающихся: переключение режимов работы светодиодной матрицы с использованием внешних прерываний микроконтроллеров на базе ядра 8051.
|
4
|
3
|
Тема 1.5.
Таймеры: режимы работы и широтно-импульсная модуляция (ШИМ)
|
Встроенные таймеры микроконтроллеров, широтно-импульсная модуляция (ШИМ).
|
2
|
1
|
Лабораторная работа №5: работа с таймерами и ШИМ микроконтроллеров на базе ядра 8051.
|
2
|
2
|
Самостоятельная работа обучающихся: управление светодиодной матрицей с помощью прерываний от таймеров микроконтроллера на базе ядра 8051.
|
4
|
3
|
Тема 1.6.
УСАПП
|
Встроенный универсальный синхронно-асинхронный приемо-передатчик в микроконтроллерах.
|
2
|
1
|
Лабораторная работа № 6: обеспечение связи с компьютером с помощью модуля УСАПП микроконтроллеров на базе ядра 8051.
|
1
|
2
|
Самостоятельная работа обучающихся: программная реализация модуля УСАПП с помощью таймеров микроконтроллеров на базе ядра 8051.
|
6
|
3
|
Тема 1.7.
АЦП и ЦАП
|
Аналогово-цифровой и цифро-аналоговый преобразователи в микроконтроллерах.
|
4
|
1
|
Лабораторная работа № 7: оцифровка аналогового сигнала с помощью АЦП; отправка данных компьютеру.
|
2
|
2
|
Самостоятельная работа обучающихся: управление яркостью светодиода с компьютера по средствам ЦАП микроконтроллеров на базе ядра 8051.
|
6
|
3
|
Раздел 2.
|
32-разрядные микроконтроллеры семейства ARM Cortex-M4
|
|
|
Тема 2.1.
Введение
|
Обзор семейств 32-разрядных микроконтроллеров на базе архитектуры ARM.
Знакомство с архитектурой ядра ARM Cortex-M4: основные особенности.
Обзор средств программирования.
|
6
|
1
|
Лабораторная работа №8: знакомство со средой программирования IAR EW for ARM; знакомство со структурой библиотеки стандартного описания периферии (CMSIS) для микроконтроллеров STM32.
|
1
|
2
|
Самостоятельная работа обучающихся: изучение литературы, подготовка к практическим занятиям.
|
6
|
3
|
Тема 2.2.
Система фазовой автоподстройки частоты (PLL) и система контроля внешнего источника тактовых импульсов (CSS)
|
Знакомство с системой фазовой автоподстройки частоты (PLL), системой контроля внешнего источника тактовых импульсов (CSS) микроконтроллера STM32F407VGT6 на базе ядра Cortex-M4.
|
2
|
1
|
Лабораторная работа №9: настройка PLL и CSS микроконтроллера STM32F407VGT6 на базе ядра Cortex-M4.
|
1
|
2
|
Самостоятельная работа обучающихся: изучение литературы, подготовка к практическим занятиям.
|
2
|
3
|
Тема 2.3.
Контроллер вложенных векторизированных прерываний (NVIC)
|
Знакомство с контроллером вложенных векторизированных прерываний (NVIC) микроконтроллера STM32F407VGT6 на базе ядра Cortex-M4. Внешние прерывания.
|
2
|
1
|
Лабораторная работа №10: настройка NVIC микроконтроллера STM32F407VGT6. Управление режимами работы светодиода по нажатию кнопки.
|
2
|
2
|
Самостоятельная работа обучающихся: управление режимами работы светодиодной матрицы по нажатию кнопки.
|
4
|
3
|
Тема 2.4.
Сторожевой таймер (Watch Dog) и режимы энергосбережения
|
Знакомство со сторожевым таймером (WWDG), режимами энергосбережения микроконтроллера STM32F407VGT6 на базе ядра Cortex-M4.
|
2
|
1
|
Лабораторная работа №11: настройка WWDG, режимов энергосбережения микроконтроллера STM32F407VGT6 на базе ядра Cortex-M4.
|
1
|
2
|
Самостоятельная работа обучающихся: изучение литературы, подготовка к практическим занятиям.
|
2
|
3
|
Тема 2.5.
Порты ввода/вывода общего назначения (GPIO) и система прямого доступа к памяти (DMA)
|
Знакомство с системой прямого доступа к памяти (DMA) и портами ввода/вывода общего назначения (GPIO) микроконтроллера STM32F407VGT6 на базе ядра Cortex-M4: режимы работы и ремапинг.
|
4
|
1
|
Лабораторная работа №12: настройка ремапинга GPIO микроконтроллера STM32F407VGT6; настройка DMA.
|
2
|
2
|
Самостоятельная работа обучающихся: изучение литературы, подготовка к практическим занятиям.
|
2
|
3
|
Тема 2.6.
Таймеры и широтно-импульсная модуляция (ШИМ)
|
Знакомство с таймерами и с режимом генерации ШИМ-сигнала таймеров общего назначения микроконтроллера STM32F407VGT6 на базе ядра Cortex-M4.
|
4
|
1
|
Лабораторная работа №13: настройка таймеров и ШИМ микроконтроллера STM32F407VGT6; управление режимом работы светодиода с помощью таймеров и ШИМ.
|
2
|
2
|
Самостоятельная работа обучающихся: программная реализация ШИМ с помощью таймеров микроконтроллера STM32F497VGT6 на базе ядра ARM Cortex-M4.
|
4
|
3
|
Тема 2.7.
УСАПП и SPI
|
Знакомство с универсальным синхронно-асинхронным приемо-передатчиком (УСАПП) и модулем последовательного периферийного интерфейса (SPI) микроконтроллера STM32F407VGT6 на базе ядра Cortex-M4.
|
4
|
1
|
Лабораторная работа №14: обеспечение связи с компьютером с помощью встроенного УСАПП микроконтроллера STM32F407VGT6.
|
2
|
2
|
Самостоятельная работа обучающихся: разработка пакетного сообщения между компьютером и микроконтроллером STM32F497VGT6 на базе ядра ARM Cortex-M4.
|
4
|
3
|
Тема 2.8.
Часы реального времени и независимый сторожевой таймер
(IWDG)
|
Знакомство с модулем RTC и независимым сторожевым таймером (IWDG) микроконтроллера STM32F407VGT6 на базе ядра Cortex-M4.
|
2
|
1
|
Лабораторная работа №15: управление работой светодиода с помощью RTC микроконтроллера STM32F407VGT6; настройка IWDG.
|
1
|
2
|
Самостоятельная работа обучающихся: разработка часов на базе микроконтроллера STM32F497VGT6 на базе ядра ARM Cortex-M4.
|
6
|
3
|
Тема 2.9.
I2C(TWI)
|
Знакомство с модулем I2C(TWI) микроконтроллера STM32F407VGT6 на базе ядра Cortex-M4.
|
2
|
1
|
Лабораторная работа №16: настройка I2C микроконтроллера STM32F407VGT6; обеспечение связи между несколькими микроконтроллерами.
|
2
|
2
|
Самостоятельная работа обучающихся: изучение литературы, подготовка к практическим занятиям.
|
2
|
3
|
Тема 2.10.
Аналогово-цифровой и цифро-аналоговый преобразователи (ADC и DAC)
|
Знакомство с модулем ADC микроконтроллера STM32F407VGT6 на базе ядра Cortex-M4.
|
4
|
1
|
Лабораторная работа №17: настройка ADC микроконтроллера STM32F407VGT6; оцифровка аналогового сигнала; отправка данных компьютеру.
|
2
|
2
|
Самостоятельная работа обучающихся: управление яркостью светодиода с помощью DAC.
|
4
|
3
|
Тема 2.11.
USB
|
Знакомство с модулем USB микроконтроллера STM32F407VGT6 на базе ядра Cortex-M4.
|
2
|
1
|
Лабораторная работа №18: настройка USB микроконтроллера STM32F407VGT6; обеспечение связи с компьютером.
|
1
|
2
|
Самостоятельная работа обучающихся: изучение литературы, подготовка к практическим занятиям.
|
2
|
3
|
Тема 2.12.
Операционные системы реального времени (RTOS)
|
Операционные системы реального времени: обзор возможностей, принцип работы, применение.
FreeRTOS для микроконтроллеров на базе ядра ARM Cortex-M4: система команд, конфигурация.
|
10
|
1
|
Лабораторная работа №19: установка FreeRTOS на микроконтроллер STM32F407VGT6.
|
4
|
2
|
Самостоятельная работа обучающихся: изучение литературы, подготовка к практическим занятиям.
|
8
|
3
|
Примерная тематика курсового проекта:
Разработка вычислительной сети на базе 8-разрядных микроконтроллеров;
Реализация системы сбора данных с использованием операционной системы реального времени на 32-разрядных микроконтроллерах.
|
48
|
|
Всего:
|
216
|
|
