Мікропроцесори та мікроконтролери в інформаційно-вимірювальній техніці

Розглядаються та вивчаються: принципи побудови та програмні моделі мікроконтролерів та мікропроцесорних систем на базі мікропроцесорних комплектів найбільш розповсюджених серій; мови програмування низького рівня; методи програмування, інтегровані програмні засоби, що використовуються під час підготовки прикладних програм; приклади побудови систем збору та обробки вимірювальної інформації на базі мікроконтролерів; методів формування програмного забезпечення та його налагодження.

Метою дисципліни є вивчення основних принципів застосування сучасних мікропроцесорних пристроїв у комп’ютеризованих інформаційно-вимірювальних системах; набуття практичних навичок розробки програмного забезпечення мікропроцесорних систем та його налагодження при проектуванні сучасних комп’ютеризованих інформаційно-вимірювальних систем.

Здатність застосовувати професійні знання й уміння у практичних ситуаціях. Навички використання інформаційних і комунікаційних технологій. Здатність, виходячи з вимірювальної задачі, пояснювати та описувати принципи побудови обчислювальних компонент засобів вимірювальної техніки. Здатність розробляти алгоритми функціонування та програмне забезпечення комп’ютеризованих інформаційно-вимірювальних систем. Здатність управляти інформаційними процесами у комп’ютеризованих вимірювальних системах. Вміти використовувати інформаційні технології при розробці програмного забезпечення для опрацювання вимірювальної інформації. Знати та вміти застосовувати сучасні інформаційні технології для вирішення задач в сфері метрології та інформаційно-вимірювальної техніки. Вміти застосовувати мікропроцесори, мікроконтролери та відповідні програмні засоби у комп’ютеризованих інформаційно-вимірювальних системах. Знати теорію та методи цифрової обробки сигналів, вміти їх застосовувати для аналізу, фільтрації та перетворення вимірювальної інформації.

Тема 1. Загальні питання програмування мікропроцесорів. Паралельне та внутрішньосхемне програмування. Алгоритми програмування. Режими читання сигнатури, верифікації, програмування, програмування бітів захисту та таблиці перекодування.

Тема 2. Загальні відомості про систему команд мікропроцесора. Синтаксис команд. Формати команд. Методи адресації. Система команд мікропроцесора. Команди передачі даних. Команди арифметичних операцій. Команди логічних операцій. Команди операцій з бітами. Команди розгалуження та передачі керування. Команди умовних переходів.

Тема 3. Загальна характеристика та програмна модель мікропроцесорів сімейства AVR. Огляд програмних ресурсів мікропроцесорів. Різновиди процесорів AVR. Характеристика ресурсів megaAVR машин сімейства. Архітектура мікроконтролера Mega 16.

Тема 4. Налаштування та програмування режимів роботи блоків мікропроцесорної вимірювальної системи. Порти процесора. Таймери - лічильники. Аналого-цифровий. перетворювач. Компаратор. Режими роботи. Налагодження швидкості обміну в різноманітних режимах роботи.

Тема 5. Переривання та підпрограми у мікропроцесорах. Система переривань процесора. Обробка переривань. Виконання підпрограм. Основна та альтернативна таблиці векторів переривань. Особливі режими роботи мікропроцесорів.

Тема 6. Розробка прикладного програмного забезпечення. Формалізований підхід до розробки програмних продуктів. Процедури і підпрограми. Можливості використання мов високого та низького рівня при створенні прикладного програмного забезпечення. Загальні вимоги до написання текстів програм. Введення, редагування, трансляція, поєднання об`єктних модулів та отримання вихідного бінарного файлу для програмування мікропроцесорів. Системи візуального програмування.

Тема 7. Приклади програмної реалізації вимірювальних процедур на базі мікропроцесорних систем. Використання Arduino.

Тема 8. Засоби відпрацювання програмних продуктів. Програмні симулятори. Симулятори мікроконтролера. Інтегроване середовище AVRStudio. Симулятори середовища з мікроконтролером. Інтегроване середовище Proteus.

Лабораторні роботи – 64 бали, модульний контроль – 20 балів, лекційні заняття – 16 балів.