Курсовое проектирование (срс 60 час.)

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора ИЭИС

____________ А.В. Колногоров

«____» __________2011 г.

ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА И МИКРОПРОЦЕССОРЫ

Дисциплина по направлению 210400.62 - Радиотехника

Рабочая программа

Согласована Начальник УМУ ___________ Е.И. Грошев «____»___________2011 г.

Разработал Доцент кафедры РС _____________ С.А. Гурьянов «____»_____________ 2011 г. Принята на заседании кафедры РС Заведующий кафедрой РС _____________ Н.Е. Быстров «____»_______________ 2011 г.

Великий Новгород

Введение

Целью курса является изучение микропроцессорных комплектов и методов проектирования цифровых устройств радиотехнических систем (РТС) с их использованием. В задачу изучения дисциплины входит изучение структур и особенностей современных микропроцессорных комплектов, а также освоение методов и средств проектирования и отладки микропроцессорных систем, позволяющих получать оптимальные или близкие к оптимальным схемотехнические решения.

Данная дисциплина является одной из основных специальных дисциплин направления "Радиотехника". Данная дисциплина обеспечивает формирование основ знаний и умений по цифровой обработке сигналов с использованием микропроцессорной техники и вычислительной техники.

В результате изучения данной дисциплины студенты должны знать

· современную элементную базу цифровых и микропроцессорных устройств,

· методы проектирования аппаратных средств микропроцессорных систем,

· методы программирования и отладки существующих микропроцессоров;

должны уметь

· обосновывать и составлять структурные и функциональные схемы цифровых устройств обработки радиотехнической информации с применением современных микропроцессорных комплектов,

· разрабатывать соответствующее программное обеспечение микропроцессорных систем обработки информации;

иметь представление

· о путях развития современной микропроцессорной техники.

Объем дисциплины, виды учебной работы, формы контроля

Таблица 1. Форма обучения – очная.

Вид учебной работы	Всего часов	Часов по семестрам
Аудиторные занятия: - Лекции - Практические занятия - Семинары - Лабораторные работы Самостоятельная работа: - Курсовой проект - Расчетно-графическая работа - Реферат - Контрольная работа
Всего
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)		Зачет	Экзамен

Содержание дисциплины

Темы и содержание теоретических занятий

6 семестр (лекции 14 ч. / срс 26 ч.)

2.1.1 Основы проектирования цифровых устройств на базе микропроцессорных комплектов (лекции 2 час. / срс 3 час.)

Основы использования микропроцессоров в цифровых устройствах на МПК. Области применения МПК в цифровых устройствах. Этапы проектирования цифровых устройств на МПК. Hеразрывная связь проектирования аппаратных и программных средств МПС. Системный подход к решению задач проектирования цифровых устройств на МПК.

2.1.2 Основные понятия о микропроцессорной системе (лекции 2 час. / срс 3 час.)

Общие сведения. Представление чисел в микропроцессорной системе. Основные характеристики и типы МП. Особенности структуры и функционирования современных микропроцессорных комплектов. Их основные характеристики и направления применения. Особенности структуры и организации вычислений. Выбор МП комплекта в зависимости от решаемой задачи.

2.1.3 Структура микропроцессорного устройства (лекции 4 час. / срс 10 час.)

Основные узлы микроЭВМ: центральный процессор, постоянное запоминающее устройство, оперативное запоминающее устройство и устройства ввода/вывода. Структурная схема микрЭВМ с трехшинной архитектурой. Адресная шина системы. Шина данных. Шина управления. Организация однокристальных 8-разрядных микропроцессоров. Блок регистров. АЛУ. Стековая память. Буферные схемы. Схема формирования управляющих сигналов.

2.1.4 Программное обеспечение микропроцессора (лекции 6 час. / срс 10 час.)

Программирование на машинном языке. Программирование на языке ассемблера: поля ассемблерной строки, символические имена и метки, директивы ассемблера, макрокоманды. Программа-ассемблер.

Состав команд Intel8080. Способы адресации. Арифметические, логические операции. Передача данных. Ветвление программ, циклы, использование подпрограмм.

Примеры программирования. Операции с массивами чисел. Работа с многобайтными числами. Программы умножения и деления и другие вычислительные программы. Программы обработки массивовданных. Работа с устройствами ввода/вывода.

Программа-монитор микроконтроллеров. Основные функции, выполняемые монитором. Понятие об операционной системе персональныхкомпьютеров MS-DOS.

7 семестр (лекции 26 ч. / срс 5 ч.)

2.1.5 Организация устройства памяти микропроцессорных систем (лекции 2 час. / срс _ час.)

Основные параметры и классификация ЗУ. Классификация постоянных запоминающих устройств (ПЗУ): масочные ПЗУ, однократно программируемые и многократно программируемые ПЗУ. Оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) с произвольной выборкой. Каскадирование ОЗУ (увеличение разрядности слов и объема памяти). Динамические ОЗУ.Передача адреса и данных в ЗУ. Временная диаграмма обращения к ЗУ.

2.1.6 Организация ввода/вывода микропроцессорных систем (лекции 4 час. / срс _ час.)

Способы организации передачи информации между устройствами МП системы. Шинный драйвер. Контроллер шины данных.

Программный ввод/вывод. Ввод/вывод с квитированием. Ввод/вывод по прерыванию. Ввод/вывод с прямым доступом к памяти.

2.1.7 Аппаратное обеспечение микроЭВМ (лекции 8 час. / срс _ час.)

Классификация каналов связи: параллельный и последовательный каналы.

Принципы организации асинхронной и синхронной последовательной приемопередачи данных. Структурная схема программируемого последовательного интерфейса. Программирование БИС.

Структурная схема программируемого контроллера прямого доступа к памяти и его программирование.

Структурная схема программируемого таймера и их программирование.

Организация прерываний в микроЭВМ. Структурная схема программируемого контроллера прерываний. Программирование БИС.

2.1.8 Микропроцессор Intel8086 (лекции 10 час. / срс 6 час.)

Архитектура микропроцессора. Мультиплексная шина адреса/данных.

Состав команд Intel8086. Режимы адресации. Форматы команд. Арифметические команды. Команды переходов. Команды циклов. Логические команды. Манипуляции байтами и цепочками.

Программирование на языке ассемблера. Директивы и операторы. Объединение сегментов. Вызовы, возвраты и определения процедур. Взаимодействие процедур. Макросредства АSМ-86. Программирование ввода-вывода. Модульное программирование.

2.1.9 Однокристальные микро-ЭВМ (лекции 2 час. / срс _ час.)

Однокристальные микроЭВМ. Структурная схема однокристальных микроЭВМ и ее основные узлы: регистры общего назначения, внутреннее оперативное запоминающее устройство и стек, внутреннее постоянное запоминающее устройство, программный счетчик, схема синхронизации и управления, АЛУ, внутренний таймер, интерфейс ввода/вывода.

Темы лабораторных занятий

6 семестр ( 14 часов / срс 14 часов)

2.2.1. Линейные программы ( 2 час. / срс 2 час.)

2.2.2 Операции с двухбайтными числами ( 2 час. / срс 2 час.)

2.2.3 Работа с подпрограммами ( 2 час. / срс 2 час.)

2.2.4 Программы умножения ( 2 час. / срс 2 час.)

2.2.5 Программы деления ( 2 час. / срс 2 час.)

2.2.6 Вычисление арифметического выражения ( 2 час. / срс 1 час.)

2.2.7 Программы преобразования чисел ( 2 час. / срс 1 час.)

7 семестр ( 16 часов / срс 8 часов)

2.2.8 Арифметическая и логическая обработка данных ( 2 час. / срс 1 час.)

2.2.8 Работа с файлами ( 4 час. / срс 2 час.)

2.2.9 Работа с командной строкой ( 2 час. / срс 1 час.)

2.2.10 Работа с видеопамятью ( 4 час. / срс 2 час.)

2.2.11 Работа с мышью ( 4 час. / срс 2 час.)

Курсовое проектирование (срс 60 час.)

2.3.1 Техническое задание (ТЗ) для проектирования

Индивидуальное задание выдается студенту на первом занятии, посвященном курсовому проектированию. Техническое задание оформляется студентом в течение трех занятий. Срок сдачи проекта оговаривается в ТЗ. Выполнение проекта периодически контролируется в течение семестра.

2.3.2 Темы курсовых проектов

2.3.2.1 Архиватор текстовых файлов

2.3.2.2 Программа разархивации файла

2.3.2.3 Программа вывода на экран системных параметров компьютера

2.3.2.4 Вывод таблицы кодировки на экран дисплея

2.3.2.5 Перекодировка текстового файла

2.3.2.6 Программа сортировки символов клавиатуры

2.3.2.7 Вывод радуги на экран

2.3.2.8 Вывод координат мыши на экран

2.3.2.9 Бегущая строка

2.3.2.10 Защита паролем дисковода

2.3.2.11 Защита доступа к компьютеру по паролю

2.3.2.12 Прием данных через LРT-порт

2.3.2.13 Передача данных через LРT-порт

2.3.2.14 Прием данных через COM-порт

2.3.2.15 Передача данных через COM-порт

2.3.2.16 Программа инверсии строки

2.3.2.17 Часы реального времени

2.3.2.18 Будильник

2.3.2.19 Копировщик файлов

2.3.2.20 Простой текстовый редактор

2.3.2.21 Программа вывода текстового файла на экран дисплея

2.3.2.22 Вывод файла в HEX-формате

2.3.2.23 Деление файла на фиксированный объем

2.3.2.24 Сумматор файлов

2.3.2.25 Калькулятор

2.3.2.26 Прямоугольная графика

2.3.2.27 Рисование мышью прямоугольной графики

2.3.2.28 Перемещения фигуры

2.3.2.29 Сохранение видеоизображения в файл

2.3.2.30 Формирование сигнала по таймеру

Содержание самостоятельной работы

Самостоятельная работа студентов включает в себя изучение отдельных положений теоретического курса (31 час.), подготовки отчетов по лабораторным работам (22 час.).

3 Учебно – методическое обеспечение

Список рекомендуемой литературы

Основная литература

3.1.1.1 Гурьянов С.А. Микропроцессор I8080. / Конспект лекций. - В.Новгород, 2010 г. – 54 с.

3.1.1.2 Брэй, Барри Микропроцессоры INTEL:8086/8088, 80186/80188, 80286, 80386, 80486, РENTIUM, РENTIUM РRO, РENTIUM II, РENTIUM III, РENTIUM 4 : Архитектура, программирование и интерфейсы /Пер.с англ.:А.Жукова,В.Козуба.-6-е изд.-СПб.:БХВ-Петербург,2005.-1328с

3.1.1.3 Нарышкин А.К. Цифровые устройства и микропроцессоры : Учеб.пособие для вузов. - М. : Академия, 2006. - 317,[1]с. : ил.

3.1.1.4 Микушин А.В. Цифровые устройства и микропроцессоры : Учеб.пособие для вузов. - СПб. : БХВ-Петербург, 2010. - XIII,818с.

Дополнительная литература

3.1.2.1 Китаев Ю.В. Цифровые устройства и микропроцессоры : Учеб.пособие для вузов. http://makc-e.ucoz.ru/load/1-1-0-8

3.1.2.2 Цифровые устройства и микропроцессоры. Рабочая программа. / Сост. Гурьянов С.А. – В.Новгород, 2011 – 12 с

3.1.2.3 Безуглов Д.А. Цифровые устройства и микропроцессоры : Учеб.пособие для вузов. - Ростов н/Д : Феникс, 2006. - 468,[2]с. : ил. - (Высшее образование).

3.1.2.4 Бунтов В.Д. Цифровые и микропроцессорные радиотехнические устройства : Учеб.пособие для вузов / С.-Петерб.гос.политехн.ун-т. - СПб. : Издательство Политехн.ун-та, 2005. - 397,[2]с.,[4]л.ил. : ил

3.1.2.5 Новиков, Ю. В. Основы микропроцессорной техники : учеб. пособие / Ю. В. Новиков, П. К. Скоробогатов. - 4-е изд., испр. - М. : Интернет-Университет Информационных Технологий : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. - 357, [1] c. : ил.