Заместитель директора по ОД
ГБОУ СПО «Чайковский индустриальный колледж»
_________________ Черезова И.А.
«09» января 2013 г.
РабочАЯ ПРОГРАММА междисциплинарного курса
МКД.02.01. Микропроцессорные системы
Версия 1.0
Дата введения: 14.01.2013
Чайковский, 2013
| СОДЕРЖАНИЕ | стр. |
| 1. ПАСПОРТ рабочей ПРОГРАММЫУЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ | |
| 2. СТРУКТУРА и содержание УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ | |
| 3. требования к обеспечению и организации процесса обучения | |
| 4. Лист регистрации изменений |
Паспорт рабочей ПРОГРАММЫмеждисциплинарного курса
МКД.02.01. Микропроцессорные системы
Область применения программы
Рабочая программа курса является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности СПО 230113 Компьютерные системы и комплексы.
1.2. Место дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы:
ПМ.02. Применение микропроцессорных систем, установка и настройка периферийного оборудования
1.3. Требования к результатам освоения дисциплины:
| Требования (ФГОС, работодателя, запрос специальности) | Образовательные результаты | |||
| Тип ОР | Формулировка требования | № | Формулировка образовательного результата | Уровень освоения |
| Умения | Составлять программы на языке ассемблер для микропроцессорных систем | 1. | Составляет программы на языке ассемблер для микропроцессорных систем. | |
| Производить тестирование и отладку микропроцессорных систем | 2. | Производит тестирование микропроцессорных систем. | ||
| 3. | Осуществляет отладку микропроцессорных систем. | |||
| Выбирать микроконтроллер/микропроцессор для конкретной системы управления | 4. | Производит выбор микроконтроллера для конкретной системы управления. | ||
| 5. | Осуществляет выбор микропроцессора для конкретной системы управления. | |||
| Знания | Базовая функциональная схема микропроцессорных систем | 6. | Характеризует базовую функциональную схему микропроцессорных систем по плану. | |
| Программное обеспечение МПС | 7. | Описывает программное обеспечение микропроцессорных систем по плану | ||
| Структура типовой системы управления (контроллер) и организация микроконтроллерных систем | 8. | Характеризует типовую систему управления (контроллер) по предложенному плану | ||
| 9. | Описывает организацию микроконтроллерных систем. | |||
| Методы тестирования и способы отладки МПС | 10. | Воспроизводит методы тестирования микропроцессорных систем. | ||
| 11. | Характеризует способы отладки микропроцессорных систем. | |||
| Информационное взаимодействие различных устройств через Интернет | 12. | Характеризует информационное взаимодействие различных устройств через Интернет. | ||
| Состояние производства и использование МПС | 13. | Воспроизводит состояние производства микропроцессорных систем. | ||
| 14. | Описывает использование микропроцессорных систем. | |||
| Компетенции | ОК.08. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации | 15. | Анализирует \ формулирует запрос на внутренние ресурсы (знания, умения, навыки, способы деятельности, ценности, установки, свойства психики) для решения профессиональной задачи | |
| ОК. 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество. | 16. | Выбирает способ (технологию) решения задачи в соответствии с заданными условиями и имеющимися ресурсами |
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Объем учебной дисциплины
| Название МДК | Учебная нагрузка обучающихся (час.) | III курс | ||||||
| максимальная | самостоятельная работа | Обязательная аудиторная | ||||||
| всего занятий | в т.ч. | |||||||
| лекций | лаб. И практ.занятий, вкл.семинары | курсовых работ (проектов) | 5 сем. | 6 сем. | ||||
| МКД.02.01. Микропроцессорные системы | - | |||||||
| Формы ПА | ДЗ |
2.2. Тематический план и содержание междисциплинарного курса МКД.02.01, Микропроцессорные системы
| Наименование разделов и тем | Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся, курсовая работ (проект) (если предусмотрены) | Объем часов |
| 6 семестр | ||
| Раздел 1. | Микропроцессоры и микропроцессорные системы. Микроконтроллеры (МК) семейства AVR | |
| Тема 1.1. Функциональная и структурная организация ПК. Возможности и области применения микропроцессоров и микропроцессорных систем. | Содержание | |
| Основные блоки ПК и их назначение. | 1 | |
| Функциональные характеристики ПК. | 1 | |
| Логическая схема системной платы. Разновидности системных плат. Микропроцессоры и системные платы. | 1 | |
| Микропроцессоры: типы и характеристики. | 1 | |
| Физическая и функциональная структура микропроцессора | 1 | |
| Возможности и области применения микропроцессоров и микропроцессорных систем. Программное обеспечение МПС. | 1 | |
| Практические занятия | ||
| ПР №1 | Изучение основных блоков ПК. Разновидности системных плат | 1 |
| ПР №2 | Изучение физической и функциональной структуры микропроцессора (МП) | 2 |
| ПР №3 | Изучение программного обеспечения микропроцессорных систем. | 1 |
| Контроль образовательных результатов № 1: ОР № 2, 3, 6, 7, 11, 15 | ||
| Самостоятельная работа обучающихся Описание магистрально-модульного принципа построения ЭВМ. Составление конспекта по теме «Основные элементы материнской (системной) платы». Описание состава микропроцессора и назначение его основных компонентов. Составление конспекта по теме «Характеристики программного обеспечения для микропроцессорных систем». | ||
| Тема 1.2. Семейство микроконтроллеров. Общая характеристика МК. Направления развития элементной базы. Модульный принцип построения. | Содержание | |
| Структурная схема микроконтроллеров AVR. | 1 | |
| Назначение основных блоков. Общая характеристика микроконтроллеров AVR. | 1 | |
| Разработка конструкций на основе микроконтроллеров. | 1 | |
| Номенклатура семейства, состав, характеристики, основные отличия, применение. Программное обеспечение МК. | 1 | |
| Направления развития элементной базы. | 1 | |
| Модульный принцип построения. Достоинства модульного принципа построения. | 1 | |
| Конструкции модулей технических средств ЭВМ. | 1 | |
| Практические занятия | ||
| ПР №4 | Изучение структура микроконтроллера (МК) | 2 |
| ПР №5 | Изучение принципов построения МК. | 2 |
| ПР №6 | Анализ модульного принципа построения. | 2 |
| ПР №7 | Анализ конструкции модулей технических средств ЭВМ. | 2 |
| Контроль образовательных результатов № 2: ОР № 4, 8, 9 | ||
| Самостоятельная работа обучающихся Составление опорного конспекта по теме «Назначение и структура микроконтроллера». Описание основных этапов развития базового элементов микропроцессорных систем. Описание конструкций модулей технических средств ЭВМ. | ||
| Раздел 2. | Процессорное ядро микроконтроллера (МК). Особенности проектирования микропроцессорных систем | |
| Тема 2.1. Основные характеристики и структура типового МК. Устройство управления (УУ), арифметико-логическое устройство (АЛУ). Логическая структура МК. | Содержание | |
| Характеристики МК. | 1 | |
| Понятия микроархитектура и макроархитектура. Архитектура типового МК. | 1 | |
| Прохождение команд и данных внутри МК. Функции МК. | 1 | |
| Назначение УУ. Функциональная схема УУ. Особенности программного и микропрограммного управления. | 1 | |
| Назначение АЛУ. Структура АЛУ. Операции пересылки информации в АЛУ. Быстродействие АЛУ. | 1 | |
| Логическая структура МК. Основные вопросы, решаемые при проектирование логической структуры. | 1 | |
| Практические занятия | ||
| ПР №8 | Изучение принципа действия, основных режимов работы МК. | 2 |
| ПР №9 | Изучение архитектуры типового МК. | 2 |
| ПР №10 | Анализ функциональной схемы УУ. | 2 |
| ПР №11 | Изучение структуры АЛУ, операций пересылки информации в АЛУ. | 2 |
| ПР №12 | Изучение логической структуры МК. | 2 |
| Контроль образовательных результатов № 3: ОР № 9, 10, 15 | ||
| Самостоятельная работа обучающихся Составление опорного конспекта по теме «Основные режимы работы микроконтроллера». Описание схемы взаимодействия УУ, АЛУ. Описание структуры АЛУ и УУ. Составление логической структуры МК. | ||
| Тема 2.2. Система команд. Способы адресации. Организация ввода/вывода в МК. Передача данных | Содержание | |
| Система команд. Выбор структуры и форматы команд. | 1 | |
| Способы адресации. Типы архитектурных решений. | 1 | |
| Роль средства ввода / вывода информации в управлении устройств. | 1 | |
| Программная модель внешнего устройства. Команды ввода / вывода. | 1 | |
| Способы передачи слов информации по линиям данных: параллельная, последовательная. | 1 | |
| Синхронная и асинхронная передача данных. | 1 | |
| Форматы передачи данных. Параллельный контроллер вывода, ввода. | 1 | |
| Пример программы передачи байта данных в асинхронном режиме с использованием параллельного контроллера ввода/вывода. | 1 | |
| Основные режимы ввода/вывода: программно-управляемый ввод/вывод, по прерываниям и прямой доступ к памяти. | 1 | |
| Цикл программного ожидания готовности внешнего устройства | 1 | |
| Функции обмена при использовании последовательной передачи данных. | 1 | |
| Синхронный последовательный интерфейс. Асинхронный последовательный интерфейс. | 1 | |
| Практические занятия | ||
| ПР №13 | Изучение основных команд микропроцессора. | 2 |
| ПР №14 | Способы адресации. Типы архитектурных решений. | 2 |
| ПР №15 | Изучение способов передачи слов информации по линиям данных. | 2 |
| ПР №16 | Изучение форматов передачи данных. | 2 |
| ПР №17 | Методы адресации. | 2 |
| ПР №18 | Изучение основных режимов ввода/вывода. | 2 |
| Контроль образовательных результатов № 4: ОР № 2, 3, 6, 8, 9, 11, 15 | ||
| Самостоятельная работа обучающихся Составление опорного конспекта по теме «Основные команды микропроцессора и их назначение». Описание способов адресации. Описание способов и форматов передачи слов по линиям данных. Составление опорного конспекта по теме «Основные режимы и механизмы ввода/вывода». | ||
| Тема 2.3. Организация прерываний в МК. Контроллеры прямого доступа к памяти. Запоминающие устройства (ЗУ). | Содержание | |
| Основное отличие обмена данными с внешними устройствами (ВУ) с помощью метода прерывания программы. | 1 | |
| Структура единой программы обработки прерываний и ее связь с основной программой. | 1 | |
| Формирование векторов прерывания в контроллере ВУ. Реализация приоритетов ВУ. | 1 | |
| Упрощенная схема взаимодействия контроллера прерываний с процессором и контроллером шины. | 1 | |
| Достоинства и основные отличия передачи данных с помощью прямого доступа к памяти. | 1 | |
| Схема взаимодействия блоков МК при прямом доступе к памяти. | 1 | |
| Виды прямого доступа к памяти: блочный, одиночный. | 1 | |
| Общие сведения. Классификация. Характеристики. Структура ЗУ. Назначение основных блоков. | 1 | |
| Статическая и динамическая памяти: назначение, применение, принцип действия, построение. | 1 | |
| ЗУ с произвольной выборкой: обозначение, внутренняя структура. | 1 | |
| Микросхемы памяти в составе микропроцессорной системы. | 1 | |
| Применение и назначение буферной памяти. Структурная схема буферной памяти. Стековая память. | 1 | |
| Структурная схема буферной памяти. Стековая память. | ||
| Практические занятия | ||
| ПР №19 | Изучение структуры единой программы обработки прерываний. | 2 |
| ПР №20 | Изучение схемы взаимодействия контроллера прерываний с процессором и контроллером шины. | 2 |
| ПР №21 | Структура ЗУ. Основные блоки ЗУ. | 2 |
| ПР №22 | Изучение подсистемы оперативной памяти ПК с КЭШем | 2 |
| ПР №23 | Изучение микросхем памяти в составе микропроцессорной памяти. | 2 |
| ПР №24 | Изучение буферной и стековой памяти. | 2 |
| Контроль образовательных результатов № 5: ОР № 2, 3, 4, 8, 9, 11 | ||
| Самостоятельная работа обучающихся Составление опорного конспекта по теме «Назначение и принцип программной обработки прерываний». Описание схемы взаимодействия контроллера прерываний с процессором и котроллером шины. Составление опорного конспекта по теме «Основные блоки ЗУ и их назначение». Описание основных микросхем, применяющихся в составе микропроцессорной памяти. Составление таблицы по теме «Буферная и стековая память». | ||
| Тема 2.4. Программирование. | Содержание | |
| Назначение языка «ассемблер». Формат оператора в языке ассемблера. | 2 | |
| Директивы. Макросы. | 2 | |
| Процесс ассемблирования. | 2 | |
| Практические занятия | ||
| ПР №25 | Система счисления. | 2 |
| ПР №26 | Операнды. Адресация памяти. | 2 |
| ПР №27 | Основные команды языка ассемблер. | 4 |
| ПР №28 | Управляющие конструкции. | 4 |
| ПР №29 | Прочие команды. | 4 |
| ПР №30 | Программирование на языке «ассемблер» для микропроцессорных систем. | 12 |
| Контроль образовательных результатов № 6: ОР № 1, 15, 16 | ||
| Самостоятельная работа обучающихся Описание перевода чисел из одной системы счисления в другую. Описание принципа адресации памяти. Составление опорного конспекта по теме «Структура и назначение языка ассемблер». Описание основных способов и программных средств для создания программ на языке ассемблер. Описание принципа составления команд на языке ассемблер. Составление опорного конспекта по теме «Структура и описание управляющий конструкций для языка ассемблер». Составление сводной таблицы по теме «Основные команды их описание и назначение». | ||
| Тема 2.5. Внутримашинный системный и периферийный интерфейсы. Этапы проектирования микропроцессорных систем. Средства разработки микропроцессорных систем | Содержание | |
| Понятие интерфейса. Внутримашинный интерфейс: многосвязный и односвязный. | 1 | |
| Функциональные характеристики системной шины. | 1 | |
| Шины расширений. Локальные шины. Стандарты универсальных локальных шин. | 1 | |
| Периферийные шины. Универсальные последовательные периферийные шины. Качество и эффективность информационных систем. | 1 | |
| Надежность информационных систем. Основные показатели надежности. Виды обеспечения надежности. | 1 | |
| Практическая реализация надежных информационных систем. | 1 | |
| Режимы пониженного энергопотребления: режим холостого хода, экономичный режим. | 1 | |
| Уровни представления микропроцессорных систем. Последовательность этапов для создания микропроцессорных систем. | 1 | |
| Ошибки на этапах проектирования. Проверка правильности проекта. | 1 | |
| Отладка программ. Обнаружение ошибки и диагностика неисправности. | 1 | |
| Свойства контролепригодности системы. Функции средств отладки. Автономная отладка. | 1 | |
| Комплексная отладка микропроцессорных систем. Состояние производства и использование МПС | 1 | |
| Практические занятия | ||
| ПР №31 | Изучение внутримашинного интерфейса. | 2 |
| ПР №32 | Изучение периферийных шин. | 2 |
| ПР №33 | Изучение последовательности создания микропроцессорных систем. | 2 |
| ПР №34 | Изучение средств разработки микропроцессорных систем. | 2 |
| ПР №35 | Проектирование микропроцессорной системы. | 2 |
| Контроль образовательных результатов № 7: ОР № 4, 5, 12, 13, 14 | ||
| Самостоятельная работа обучающихся Описание структуры внутримашинного интерфейса. Описание структуры системной шины. Составление опорного конспекта по теме «Назначение и состав информационных систем». Описание назначения и принципа работы периферийных шин. Описание основных этапов проектирования и создания микропроцессорных систем. | ||
| Форма ПА | Дифференцированный зачет | |
| Всего: |