Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «южный федеральный университет» технологический институт в г. Таганроге (тти южного федерального университета)

Скачать 159.34 Kb.

Название

Тип

Документы

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Документы

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ В Г. ТАГАНРОГЕ

(ТТИ Южного федерального университета)

Факультет автоматики и вычислительной техники

УТВЕРЖДАЮ
Декан ФАВТ ______________ Ю.М.Вишняков
"_____"__________________2011 г.

Рабочая программа дисциплины
МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ ТЕХНИКА В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ

Направление подготовки:
220700.62 АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ
Профиль подготовки:
АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ В ЭНЕРГЕТИКЕ

Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр

Форма обучения
Очная

(очная, очно-заочная и др.)
г. Таганрог

2011

1. Цели освоения дисциплины

Основной целью дисциплины “Микропроцессорная техника в системах управления” является изучение принципов построения средств цифровой обработки данных, особенностей организации работы микропроцессорных устройств и вопросов применения микропроцессоров в системах управления техническими объектами и технологическими процессами, а также формирование навыков проектирования систем управления на базе микроконтроллеров и разработки их прикладного программного обеспечения. Цели дисциплины направлены на достижение следующих целей ООП бакалавриата 220700.62 «Автоматизация технологических процессов и производств»:

– организация базовой бакалаврской подготовки, позволяющей всем выпускникам продолжить свое образование как с целью получения диплома магистра в области автоматизации технологических процессов и производств, так и с целью дальнейшего самосовершенствования;

– удовлетворение потребностей общества в квалифицированных кадрах путем подготовки специалистов по проектированию, разработке и эксплуатации систем автоматизации производственных и технологических процессов изготовления продукции различного служебного назначения, управления ее жизненным циклом и качеством, контроля, диагностики и испытаний.

2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата

Дисциплина “Микропроцессорная техника в системах управления” входит в вариативную часть цикла профессиональных дисциплин. Знания дисциплин “Математика”, “Физика”, “Информатика”, “Прикладное программирование в технических системах”, “Математическая логика и теория алгоритмов”, “Вычислительные машины, системы и сети” и “Электротехника и электроника” предшествуют изучению дисциплины “Микропроцессорная техника в системах управления”. Для успешного усвоения материала дисциплины “Микропроцессорная техника в системах управления” обучающийся должен

знать:

– фундаментальные законы природы и основные физические законы в области электричества;

– основные понятия и методы математического анализа, алгебры, математической логики, теории алгоритмов;

– свойства компонентов и основы схемотехники электронных устройств, принципы построения и особенности преобразования данных в ЭВМ;

– основы технологии работы на ПК в современных операционных средах;

уметь:

– применять математические методы и физические законы для решения задач теоретического, экспериментального и прикладного характера;

владеть:

– методами построения математических моделей, основами алгоритмизации прикладных задач;

– навыками прикладного программирования и схемотехнического проектирования электронных устройств;

– современными информационными технологиями.

Материал дисциплины “Микропроцессорная техника в системах управления” используется при изучении дисциплин “Технические средства автоматизации и управления”, “Программируемые контроллеры”, “Локальные системы управления”, “Промышленные регуляторы”.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать способность и готовность:

- осознавать социальную значимость своей будущей профессии, высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК–8);

- разрабатывать (на основе действующих стандартов) техническую документацию (в электронном виде) для регламентного эксплуатационного обслуживания средств и систем производств (ПК–12);

- выполнять работы по расчету и проектированию средств и систем автоматизации, контроля, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством в соответствии с техническими заданиями и использованием стандартных средств автоматизации расчетов и проектирования (ПК–18);

- участвовать в разработке проектов по автоматизации производственных и технологических процессов, технических средств и систем автоматизации, контроля, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством (ПК–19);

- разрабатывать локальные поверочные схемы и выполнять проверку и отладку систем и средств автоматизации технологических процессов, контроля, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством, а также их ремонт (ПК–23);

- выбирать технологии, инструментальные средства и средства вычислительной техники при организации процессов проектирования, изготовления, контроля и испытания продукции, средства и системы автоматизации, контроля, диагностики, испытаний, управления производством, жизненным циклом продукции и ее качеством (ПК–32);

- участвовать в разработке и практическом освоении средств, систем автоматизации и управления производством продукции, ее жизненным циклом и качеством, подготовке планов освоения новой техники, составлении заявок на проведение сертификации(ПК–35);

- составлять графики работ, заказы, заявки, инструкции, схемы, пояснительные записки и другую техническую документацию, а также установленную отчетность по утвержденным формам в заданные сроки (ПК–37);

- изучать и анализировать необходимую информацию, технические данные, показатели и результаты работы, обобщать их и систематизировать, проводить необходимые расчеты с использованием современных технических средств и программного обеспечения (ПК–38);

- выполнять работы по наладке, настройке, регулировке, опытной проверке, регламентному техническому, эксплуатационному обслуживанию оборудования, средств и систем автоматизации, контроля, диагностики, испытаний и управления, средств программного обеспечения; сертификационным испытаниям изделий (ПК–48);

- организовывать работы по повышению научно-технических знаний, развитию творческой инициативы, рационализаторской и изобретательской деятельности, внедрению достижений отечественной и зарубежной науки, техники, использованию передового опыта, обеспечивающих эффективную работу учреждения, предприятия (ПК–53).
4. Структура и содержание дисциплины (модуля)

Общая трудоемкость дисциплины составляет 7 зачетных единиц, 252 часа.

Вид учебной работы	Всего часов
Вид учебной работы	Всего часов
Общая трудоемкость дисциплины	252/7 ЗЕТ
Аудиторные занятия	120
- лекции	52
- практические занятия	34
- лабораторные работы	34
- другие виды аудиторных занятий	-
Самостоятельная работа	77
Курсовой проект (работа)	22 час. из СРС
Контроль самостоятельной работы	23
Аттестация	32 Зачет (6 семестр) Экзамен (7 семестр)

4.1. Разделы дисциплины и виды занятий

№ п/п	Раздел дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)					Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам)
№ п/п	Раздел дисциплины	Семестр	Неделя семестра	лек	лаб	пр	СРС	КСР
Модуль “Основы цифровой техники”
1	Формы представления информации, двоичное кодиров.	6	1	2	2	2	2	2	Письменная контрольная работа, собеседования
2	Булева алгебра, минимизация булевых функций и их реализация техническими средствами	6	2	2	2	2	2	2	Письменная контрольная работа, собеседования
3	Схемотехника базовых элементов и триггеров	6	3,4,5	6	3	3	2	2	Письменная контрольная работа, собеседования
4	Схемотехника основных цифровых узлов	6	6,7,8	6	3	3	2	3	Промежуточный тест/письменная контрольная работа
5	Аппаратная и программная реализация алгоритмов, архитектура микропроцессорной системы	6	9,10	4	2	2	2	2	Дискуссионный форум по проблемно-ориентированной тематике, сформулированной преподавателем
6	Организация работы микропроцессорной системы, управление обменом данными в системе	6	11, 12	4	2	2	2	2	Письменная контрольная работа, собеседования
7	Система команд микропроцессора, примеры программной реализации функций	6	13,14, 15	6	4	4	2	2	Промежуточный тест/письменная контрольная работа
8	Интерфейсы в микропроцессорной системе, реализация интерфейсных функций	6	16,17	4	0	0	3	3	Дискуссионный форум по проблемно-ориентированной тематике, сформулированной студентами
Итого (6 семестр)				34	16	16	17	16	Зачет - 10

№ п/п	Раздел дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)					Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам)
№ п/п	Раздел дисциплины	Семестр	Неделя семестра	лек	лаб	пр	СРС	КСР
Модуль “Микроконтроллеры и их применение”
1	Программно-аппа-ратный комплекс микроконтроллеров, обзор 8, 16, 32 разрядных микроконтроллеров	7	1,2	2	2	2	2	-	Собеседование, устный опрос
2	Архитектура микроконтроллеров семейства AVR	7	3,4	2	2	2	6	-	Письменная контрольная работа, собеседования
3	Особенности системы команд микроконтроллеров AVR,	7	5,6	2	2	2	6	-	Собеседование, устный опрос
4	Интерфейс SPI и его применение	7	7,8	2	2	2	6	-	Промежуточный тест/письменная контрольная работа
5	Интерфейс USART и его применение	7	9,10	2	2	2	6	2	Письменная контрольная работа, собеседования
6	Интерфейс TWI и его применение	7	11,12	2	2	2	6	-	Дискуссионный форум по проблемно-ориентированной тематике, сформулированной студентами
7	Аналоговые интерфейсы микроконтроллера AVR	7	13,14	2	2	2	6	2	Собеседование, устный опрос
8	Таймеры микроконтроллера и их применение	7	15,16	2	2	2	6	-	Письменная контрольная работа, собеседования
9	Алгоритмы и средства координации работы интерфейсных устройств	7	17-18	2	2	2	6	3	Обсуждение различных интерфейсов
Итого (7 семестр)				18	18	18	50	7	Экзамен – 22

5. Образовательные технологии

Изучение дисциплины ориентировано на применение технологий контролируемой самостоятельной работы и проектного обучения. В рамках контролируемой самостоятельной работы планируется выполнение и защита индивидуальных заданий по основным темам дисциплины, задание для курсового проекта предполагает самостоятельную разработку функционально законченного микропроцессорного устройства управления.

Для проведения аудиторных занятий используется:

– при чтении лекций – компьютерная и проекционная техника;

– при проведении практических и лабораторных занятий – интерактивная доска, пакет прикладных программ моделирования электронных схем Multisim, инструментальный пакет AVRStudio;

– при выполнении курсовой работы – пакеты прикладных программ Matlab, Multisim и AVRStudio.

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

6.1. Лабораторные занятия

6.1.1. Модуль “Основы цифровой техники”

1. Вводное занятие. Знакомство с рабочим местом, прикладным пакетом Multisim 9

2. Лабораторная работа № 1. Синтез комбинационного логического устройства.

3. Лабораторная работа № 2. Исследование двоичного сумматора, применение прямого и дополнительного двоичного кода.

4. Лабораторная работа № 3. Последовательностные логические устройства, интегральные триггеры.

5. Лабораторная работа № 4. Исследование кодера циклического кода на основе регистра сдвига с перекрестными связями.

6.1.2. Модуль “Микроконтроллеры и их применение”

1. Вводное занятие. Знакомство с рабочим местом, инструментальным пакетом AVRStudio и лабораторным стендом.

2. Лабораторная работа № 1. Ввод-вывод данных в параллельном формате.

3. Лабораторная работа № 2. Ввод-вывод данных в последовательном формате.

4. Лабораторная работа № 3. Ввод-вывод аналоговых сигналов.

5. Лабораторная работа № 4. Применение микроконтроллера в реализации алгоритмов управления.

6.2. Темы домашних заданий:

1. Минимизация логических функций, синтез комбинационных логических устройств.

2. Стандартные двоичные коды, двоичная арифметика.

3. Элементная база цифровых устройств.

4. Виды адресации данных в микропроцессорах.

5. Алгоритмы обмена данными в микропроцессорной системе, прерывания в алгоритмах обмена данными.

6. Интерфейсы ввода-вывода данных в параллельном формате.

7. Интерфейсы ввода-вывода данных в последовательном формате.

8. Аналоговые интерфейсы ввода-вывода данных.

9. Реализация типовых функций в алгоритмах управления техническими объектами.

6.3. Курсовое проектирование

Темы курсовых работ: 1. Аналоговый интерфейс микропроцессорного устройства управления.

2. Трансверсальный адаптивный фильтр.

3. Устройство управления шаговым двигателем.

4. Система стабилизации температуры термокамеры.

5. Система стабилизации скорости двигателя постоянного тока.

6. Система управления для объекта (по выбору студента).

Вариантность заданий обеспечивается различием видов сигналов, алгоритмов преобразования данных, типов объектов управления, их характеристик и параметров.

Этапы проектирования.

1. Анализ технического задания к курсовой работе

2. Разработка структурной схемы и алгоритмов работы

3. Моделирование алгоритмов управления в прикладных пакетах Matlab, Multisim

4. Анализ требований к средствам реализации алгоритмов, выбор элементной базы

5. Разработка принципиальной схемы проектируемого устройства, расчет параметров элементов

6. Разработка алгоритмов и прикладных программ для микроконтроллера

7. Отладка прикладных программ в пакете AVRStudio

8. Оформление пояснительной записки к курсовой работе

9. Защита курсовой работы

6.4. Темы контрольных работ:

– двоичные переменные и функции, реализация булевых функций;

– двоичная арифметика;

– схемотехника типовых цифровых узлов;

– архитектура и организация работы микропроцессорной системы (на примере I8080);

– программная реализация функций в типовой системе команд микропроцессора;

– стандартные интерфейсы микропроцессорной системы;

– типовая архитектура микроконтроллера на примере семейства AVR;

– система прерываний микроконтроллера AVR, средства управления прерываниями;

– цифровые интерфейсы ввода-вывода микроконтроллера;

– аналоговые интерфейсы ввода-вывода;

– применение таймеров в алгоритмах управления.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)

7.1. Основная литература

1. Югай В.Я. Микропроцессорная техника в системах управления. Часть 1: Учебное пособие. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2010.

2. Иванов Ю.И., Югай В.Я. Микропроцессорная техника в системах управления. Часть II: Учебное пособие. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2009.

3. Букреев И.Н., Горячев В.И., Мансуров Б.М. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. – 4-е изд. – М.: Техносфера, 2009.

4. Новожилов О.П. Основы цифровой техники / Учебное пособие. – М.: ИП РадиоСофт, 2004.

5. Нарышкин А.К. Цифровые устройства и микропроцессоры. – М.: Academia, 2008.

7.2. Дополнительная литература

1. Иванов Ю.И., Югай В.Я. Микропроцессорные устройства систем управления: Методическое руководство к лабораторным работам. – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2004.

2. Иванов Ю.И., Цирулик Д.В., Югай В.Я. Программно-аппаратная реализация типовых функций в системах управления: Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2009.

3. Иванов Ю.И., Югай В.Я. Интерфейсы средств автоматизации: Учебное пособие. – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2005.

4. Иванов Ю.И., Чернов Н.И., Югай В.Я. Микропроцессорные системы управления: Учебное пособие. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2009.

5. Христич В.В. Электроника: Тексты лекций. – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2002.

6. Калякин А.И. Электроника. Основы цифровой схемотехники: Учеб. Пособие для вузов. – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 1999.

7. http//www.sau.favt.tti.sfedu.ru

8. http//www.ti.com

9. http//www.atmel.com

7.3. Программное обеспечение

1. Matlab.

2. Multisim.

3. AVR Studio.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)

В лаборатории микропроцессорных устройств управления имеется 9 рабочих мест, оборудованных лабораторными стендами с микроконтроллерами AVR, измерительной аппаратурой и компьютерами.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению подготовки ФАВТ 220700.62 «Автоматизация технологических процессов и производств»
Автор: Югай В.Я., к.т.н., доцент каф. САУ

Рецензент: Финаев В.И., д.т.н., проф., зав. каф. САУ
Программа одобрена на заседании УМК ФАВТ от 20.01.2011 года, протокол № 1.

	Федеральное государственное автономное образовательное учреждение... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования		«южный федеральный университет» технологический институт в г. Таганроге...
	Научно-исследовательский институт физики Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южный федеральный университет»		Федеральное государственное автономное образовательное учреждение... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Руководство пользователя электронной торговой площадки федерального... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Программы вступительных испытаний на факультеты южного федерального... Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	«Дальневосточный федеральный университет» (двфу) Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Федеральное государственное автономное образовательное учреждение... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
	Разработка и исследование двухканального приемника оптических импульсов... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «южный федеральный университет»		Российской федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение Высшего профессионального образования ˝казанский (приволжский) федеральный университет˝
	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Российской федерации федеральное государственное автономное образовательное... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «балтийский федеральный университет имени иммануила...
	Программа практик Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский федеральный университет...		О проведении запроса заинтересованности Заказчик: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Северный (Арктический)...
	О проведении запроса заинтересованности Заказчик: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Северный (Арктический)...		О проведении запроса предложений Заказчик: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Северный (Арктический)...

Похожие: