Раздел 2. Микропроцессорные устройства

Знать:

назначение, состав, основные технические характеристики и область применения микропроцессорных устройств (ПСК-4.4);

принципы функционирования микропроцессорных и программируемых логических устройств применяемых в радиоэлектронном оборудовании, используемом в гражданской авиации (ПК-59);

принципы классификации и основные функции систем, использующих в своем составе аналого-дискетные, цифровые, микропроцессорные и программируемые элементы (ОК-56);

Уметь:

анализировать работу, в том числе самостоятельно и индивидуально,  основных узлов радиоэлектронной аппаратуры построенной с использованием аналого-дискретных, цифровых, микропроцессорных и программируемых устройств (ПК-22, ПК-59, ПСК-4.4);

используя программные средства общего назначения моделировать работу узлов радиоэлектронной аппаратуры, построенной на базе аналого-дискретных, цифровых, микропроцессорных и программируемых логических устройств (ПК-30);

проводить эксперименты по заданной методике и осуществлять анализ полученных результатов (ПК-25);

оформлять результаты натурных экспериментов и моделирования с учетом требований государственных стандартов (ГОСТ) и единой системы конструкторской документации (ЕСКД) и формулировать выводы (ОК-45);

Владеть:

методами определения места отказа и выявления отказавшего элемента (ПК-59, ПСК-4.4);

языками и системами программирования в объеме пригодном для настройки, обслуживания и эксплуатации радиотехнических средств и средств связи построенных с использованием микропроцессорных и программируемых логических устройств (ПК-30, ПСК-4.4);

навыками проектирования радиоэлектронных систем построенных с использованием аналого-дискретных, микропроцессорных и/или программируемых устройств (ПК-173).

4 Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 9 зачетных единиц, 324 академических часа.

 

Наименование	Всего часов	Семестры
		5	6	7
Общая трудоемкость дисциплины	324	96	132	96
В т.ч.: аудиторные занятия, всего	208	70	82	56
из них: - лекции,	62	28	20	14
- практические занятия (ПЗ),	98	28	42	28
- семинары (С),	–	–	–
- лабораторные работы (ЛР),	48	14	20	14
- другие виды аудиторных занятий.
Самостоятельная работа студента	76	26	30	20
Контроль самостоятельной работы студента	40		20	20
Курсовой проект (работа) (количество)	1	–	1	–
Расчетно-графические работы (количество)	–	–	–
Контрольные работы (количество)	–	–	–
Реферат (количество)	–	–	–
Вид и количество итогового контроля (экзамен, зачет)		зачет	зачет	экзамен

5 Содержание дисциплины

…

5.2 Содержание разделов дисциплины

…

Раздел 2. Микропроцессорные устройства

Тема 5. Простые микропроцессоры и микропроцессорные системы. Микроконтроллеры

Классификация микропроцессоров, основные варианты их структуры и архитектуры. Состав и принцип функционирования микропроцессорных систем. Интерфейсы микропроцессорных систем.

Основные эксплуатационно-технические характеристики современных процессорных систем. Состав и принцип функционирования мультиядерных процессоров фирмы Intel.

Общие сведения о современных микроконтроллерах. Модульный принцип построения микроконтроллеров. Популярные семейства микроконтроллеров, выпускаемые отечественной и зарубежной промышленностью. Процессорное ядро микроконтроллера. Резидентная память микроконтроллера.

Микроконтроллеры семейства MCS -51 фирмы Intel. Архитектура микроконтроллера i8051. Процессорное ядро микроконтроллера MCS -51. Система команд MCS -51.

Система прерываний. Порты ввода/вывода. Таймеры. Асинхронный порт микроконтроллера MCS -51. Программирование таймера микроконтроллера MCS -51.

Тема 7. Процессоры цифровой обработки сигналов

Принципы обработки сигналов в цифровых системах. Особенности архитектуры процессоров цифровой обработки сигналов. Состав, основные технические характеристики и область применения процессоров цифровой обработки сигналов. Современные процессоры цифровой обработки сигналов, используемые в радиоэлектронных системах гражданской авиации.

Пространство памяти процессоров цифровой обработки сигналов. Устройство генерации адресов и режимы адресации. Краткая характеристика портов цифрового процессора. Внутристальный эмулятор OnCE.

5.3 Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Л	ПЗ	ЛР	КСР	СРС	Всего часов

Лабораторный практикум

№ темы дисциплины	Наименование лабораторных работ	Всего часов

Итого по разделу 2

20

Самостоятельная работа

Итого по разделу 2

49

6 Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

а) основная

1 Цифровые устройства [Текст]: учеб. пособие для вузов / Ю.А. Браммер. – М.: Высш. Шк., 2004. – 351 с. – 160 экз. – ISBN 5-06-004354-1.

2   Комолов, Д. А. Системы автоматизированного проектирования фирмы Altera MAX+plus II и Quartus II. Краткое описание и самоучитель [Текст] /Д.А.Комолов, Р.А. Мялк, А.А.Зобенко и др.– М.: ИП РадиоСофт, 2002.– 352 с.– 3000 экз.– ISBN 5-93037-098-2.

3 Микроэлектронные средства обработки аналоговых сигналов [Текст]: учеб. пособие для вузов / Е.А. Коломбет. – М.: Радио и связь, 1991. – 376 с. – 600 экз. – ISBN 5-256-00375-5.

4 Угрюмов, Е. П. Цифровая схемотехника [Текст]: учеб. пособие для вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – СПб.: БХВ-Петербург, 2010. – 816 с. – ISBN 978-5-9775-0162-0

5 Микропроцессорные системы [Текст]: учеб. пособие для вузов / Е.К.Александров, Р.И.Грушвицкий, М.С.Куприянов и др. Под общей редакцией Д.В. Пузанкова. – СПб.: Политехника, 2002. – 935 с. – 2000 экз. – ISBN 5-7325-0516-4.

6 Грушкевицкий, Р.И. Проектирование систем на микросхемах с программируемой структурой [Текст] / Р.И.Грушкевицкий, А.Х Мурсаев Е.П.Угрюмов – 2-е изд., перераб. и доп. – СПб.: БХВ-Петербург, 2006.– 736 с.– 2000 экз.– ISBN 5-94157-657-9.

7 Купрянов, М.С. Цифровая обработка сигналов: процессоры, алгоритмы, средства проектирования [Текст] / М.С.Куприянов, Б.Д. Матюшкин.– 2-е изд., перераб. и доп. – СПб.: Политехника, 2002.– 592 с.: ил.– 1000 экз.– ISBN 5-7325-0546-6.

8 Руководство пользователя комплекта СУ-КОНТРОЛЛЕР [Электронный ресурс].– 268 МБ.– Могилев: Частное производственное унитарное предприятие «НТП «Центр».– 2005.

Б) дополнительная

9 Картер, Брюс Операционные усилители для всех [Текст] / Брюс Картер и Рон Манчини; пер. с англ. А. Н. Рабодзея. – М.: Додэка-XXI, 2011. – 544 c.: ил. – (Серия «Схемотехника»). – Доп. Тит. л. Англ. – ISBN 978-5-94120-242-3.

10 Каспер, Э. Программирование на языке ассемблера для микроконтроллеров семейства i8051 [Текст] / Эрни Каспер. – М.: Горячая линия – Телеком, 2004. – 191 с. – ISBN 5-93517-104-Х.

11 Максфилд, К Проектирование на ПЛИС. Архитектура, средства и методы [Текст]: Курс молодого бойца; перев. С англ. [В.М.Барская].– М.: Издательский дом «Додека-XXI», 2007.– 408 с.: ил (Программируемые системы).– 2000 экз.– ISBN 978-5-94120-147-1.

12 Серебряков, А.С. Электротехника и электроника. Лабораторный практикум на Electronics Workbench и  Multisim [Текст].– М.: Высшая школа, 2009.– 336 с.: ил.– ISBN 978-5-06-005899-4.

13   Амосов, В.В. Схемотехника и средства проектирования цифровых устройств [Текст].– СПб.: БХВ-Петербург, 2007.– 560 с.: ил.– (Учебное пособие).– 2500 экз.– ISBN 978-5-9775-0018-0.

14 Волович, Г.И. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств [Электронный ресурс] / Г.И.Волович.– 3е изд. стереотип.– М.: Додэка-XXI, 2011.– 528 с.: ил.– ISBN 978-5-94120-254-6. – Режим доступа: http://e.lanbook.com/view/book/41011/page1.

В) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

15 KEIL™ Tools by ARM [Электронный ресурс]. – Режим доступа: keil.com.

16 Opcodes / 8051 Instruction Set [Электронный ресурс] // Справочная система С51 Developments Tools интегрированной среды моделирования микропроцессорных устройств Keil mVision 5

17 Компоненты и технологии. Сайт журнала [Электронный ресурс].– Режим доступа: http://www.kit-e.ru.

18 Группа компаний Промэлектроника [Электронный ресурс].– Режим доступа: http://www.promelec.ru/catalog_info.

19 Официальный сайт JTAG – технологий. [Электронный ресурс].– Режим доступа: http://www.jtag.com

20 Современная электроника. Журнал для специалистов [Электронный ресурс].– Режим доступа: http://www.soel.ru

 

7 Материально-техническое обеспечение дисциплины

а) материально-техническое

1. Образцы изучаемой аналого-дискретной, цифровой, микропроцессорной и программируемой элементной базы.

2. Учебный микропроцессорный стенд СУ-МК.

3. Компьютерный класс.

4. Мультимедийный проектор.

5. Образцы радиоэлектронного оборудования, содержащего в своем составе микропроцессорные устройства (расположены в Центре летных тренажеров).

б) программное обеспечение (лицензионное)

6. Электронная лаборатория Electronics Workbench.

7. Интегрированная среда схемотехнического моделирования Micro-Cap 9.0 и выше

8. Интегрированная среда разработки программного обеспечения для однокристальных микроконтроллеров семейства Intel 8051 ProView фирмы Franklin Software Inc.

9. Интегрированная среда разработки программного обеспечения MPLAB-IDE фирмы MicroChip.

10. Система автоматизированного проектирования фирмы Altera Max+Plus II и Quartus.

8 Образовательные технологии:

В рамках изучения дисциплины предполагается использовать следующие образовательные технологии.

Традиционная лекция. Составляет основу теоретического обучения в рамках дисциплины и направлена на систематизированное изложение накопленных и актуальных научных знаний Лекция предназначена для раскрытия состояния и перспектив развития аналоговой и цифровой схемотехники, микропроцессорных и программируемых структур. На лекции концентрируется внимание студентов на наиболее сложных и узловых вопросах, стимулируется их активная познавательная деятельность.

Ведущим методом в лекции выступает устное изложение учебного материала, сопровождающееся демонстрацией моделирования рассматриваемых схем. Материал лекции излагается при одновременной демонстрации слайдов, созданных в среде PowerPoint.

Лекция с запланированными ошибками.  Она повторяет традиционную лекцию за исключением того, что на этой лекции преподавателем целенаправленно делаются ошибки, о чем в начале лекции обязательно делается объявление.

 Лекции с запланированными ошибками читаются, только в том случае если уровень усвоения дисциплины обучаемыми достаточно высок. Лекции с запланированными ошибками могут в полной мере заменить традиционную лекцию и позволяют активизировать логическое внимание у студентов во время изложения нового материала.

Практическое занятие проводятся в целях практического закрепления теоретического материала излагаемого на лекции. На практическом занятии производится решение задач, осуществляется анализ и чтение схем, моделируются базовые схемы, вводятся в моделируемые схемы ошибки (эквивалентные отказавшим элементам) и анализируются сигналы как на выходе каждого из узлов, так и на выходе всей схемы, осуществляется знакомство с используемыми в рамках дисциплины и актуальными в настоящее время специализированными программными пакетами.

Решаемые на практическом занятии задачи имеют профессиональную направленность и содержат элементы, необходимые для формирования компетенций в рамках подготовки специалиста по специализации «Организация радиотехнического обеспечения полетов воздушных судов».  

Главной целью практического занятия является индивидуальная, практическая работа каждого студента направленная на формирование у него компетенций, определенных в рамках дисциплины «Схемотехника и микропроцессорные устройства в радиоэлектронных системах».

Лабораторная работа проводится в целях практического освоения и подтверждения студентами научно-теоретических положений дисциплины, овладение ими техникой моделирования и экспериментальных исследований моделей, а также анализа полученных результатов, привитие навыков работы с основными интегрированными средами разработчика аналоговых, цифровых, микропроцессорных и программируемых устройств,  с лабораторным оборудованием. По выполнении лабораторной работы студенты представляют отчет, оформленный в соответствии с действующими ГОСТ и ЕСКД.

Наиболее важные лабораторные работы защищаются. Защищенные отчеты хранятся на кафедре до завершения обучения студентов по дисциплине.

Самостоятельная работа студента является составной частью учебной работы. Ее основной целью является формирования навыка самостоятельного приобретения знаний по некоторым не особо сложным вопросам теоретического курса, закрепление и углубление полученных знаний, самостоятельная работа со справочниками, периодическими изданиями и научно-популярной литературой, в том числе находящимися в глобальных компьютерных сетях, моделирование в специализированных программных пакетах схемотехнических решений, изученных на лекционных или практических занятий. Самостоятельная работа подразумевает выполнение учебных заданий, в том числе и индивидуальных получаемых студентом после каждого занятия.

Все задания выносимые на самостоятельную работу выполняются студентом либо в конспекте, либо на отдельных листах формата А4 (по указанию преподавателя). Контроль за выполнением заданий выносимых на самостоятельную работу осуществляет преподаватель.

Консультации являются одной из форм руководства самостоятельной работой студентов и оказания им помощи в освоении учебного материала. Консультации проводятся регулярно не менее двух раз в неделю в часы свободные от учебных занятий и носят в основном индивидуальный характер. На консультациях повторно рассматриваются вопросы, на которых базируется изучаемая дисциплина, и которые по результатом входного тестирования не достаточно усвоены обучаемыми. Во время, отведенное на консультации, осуществляется защита наиболее важных лабораторных работ.

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

Основными оценочным средствами, используемыми для текущего контроля успеваемости являются краткосрочные контрольные работы и задание, выдаваемое на самостоятельную работу.

Краткосрочные контрольные работы проводятся на каждом практическом занятии. Первая - в начале занятия, в течение не более 10 минут с целью контроля усвоения теоретического материала излагаемого на лекции. Вторая - за 30 минут до окончания занятия с целью контроля уровня формирования компетенции. 

Перечень вопросов, выносимых на контрольную работу, определяется уровнем подготовки учебной группы, а также индивидуальными особенностями обучающихся. Вопросы для контрольной работы корректируются после изучения соответствующего теоретического материала и высылаются на электронный ящик учебной группы либо выкладываются в группе социальной сети не позднее, чем за 3 дня до проведения контрольной работы. В случае если практическое занятие проводится раньше указанного срока, то контрольная работа проводится на следующем после этого занятии.

Контрольная работа содержит один вопрос, разделенный на три уровня сложности. Первый уровень соответствует уровню – «средний», второй уровень – «выше среднего» и третий уровень – «высший». Студенту предоставляется право выбора уровня ответа на вопрос контрольной работы. Выбранный уровень засчитывается, в случае если получен полный ответ на поставленный вопрос.

Контроль выполнения задания выдаваемого на самостоятельную работу преследует собой цель своевременного выявления плохо усвоенного материала дисциплины для последующей корректировки или организации обязательной консультации. Проверка выданного задания производится не реже чем один раз в две недели.

9.1 Балльно-рейтинговая оценка текущего контроля успеваемости и знаний студентов

Общая трудоемкость освоения дисциплины 324 часа; 9 зачетных единиц. Вид итогового контроля: 5 семестр – зачет, 6 семестр – зачет, курсовая работа, 7 семестр – экзамен.

6 семестр

 

Раздел (тема) / Вид учебных занятий (оценочных заданий), позволяющих студенту продемонстрировать достигнутый уровень сформированности компетенций	Количество баллов			Срок контроля (порядковый номер недели с начала семестра)	Примечание
	минимальное значение		максимальное значение

130

268    

Оценка (по 5-ти балльной «академической» шкале)

5 - «отлично»

4 - «хорошо»

3 - «удовлетворительно»

2 - «неудовлетворительно»

           

9.2 Темы рефератов, курсовых работ, эссе и т.д. по разделам дисциплины

Написание реферата по дисциплине не предусмотрено.

 

Примерные темы курсовых работ

1. Устройство отображения информации  бортовой радиостанции.

2. Устройство выделения информации о высоте из ответного сигнала системы вторичной радиолокации на базе программируемых логических схем.

3. Устройство выделения информации о идентификационном номере воздушного судна на базе программируемого PIC микрокронтроллера.

4. Устройство вычисления разности значений кодов в двух последовательных тактах на базе программируемых логических схем.

5. Накапливающий сумматор, построенный на базе программируемого микроконтроллера фирмы Intel.

6. Устройство для вычисления экстремального значения входного кода, построенное на базе программируемых логических схем.

7. Устройство формирования импульсов с длительностью, задаваемой управляющим кодом, построенное на базе программируемого PIC микроконтроллера.

8. Делитель частоты входного сигнала, на величину задаваемую управляющим кодом, построенный на базе программируемых логических схем.

9. Устройство, формирующее единичный импульс через промежутки времени, задаваемыми управляющим кодом, построенное на базе программируемого микроконтроллера фирмы Intel.

10. Устройство формирования управляющего кода, построенное на базе программируемой логической интегральной схемы.

11. Устройство преобразования набираемого кода самолетного ответчика с опросом всех клавиш.

12 Цифровое устройство отображения угла поворота антенной системы радиолокационной станцией наблюдения за воздушной обстановкой.

13. Цифровое устройство кодирования служебной информации для ее передачи по открытым каналам связи.

14. Цифровое устройство формирования сигнала с широтно-импульсной модуляцией для управления аналоговых устройств.

9.3 Контрольные вопросы и задания для проведения  Входного контроля, текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

9.3.2 Контрольные вопросы для проведения текущего контроля знаний

Контрольные вопросы, используемые для контроля текущего уровня знаний, корректируются с учетом уровня подготовки студентов после каждого занятия, на котором изучается теоретический материал.

В приложении Г приведен примерный перечень контрольных вопросов, разбитый по видам занятий, на которых предполагается проводить оценку знаний.

9.3.3 Контрольные вопросы для проведения промежуточной аттестация по итогам освоения дисциплины

Примерный перечень теоретических программных вопросов выносимых на
зачет после изучения Раздела 1. Аналоговая и цифровая схемотехника
Примерный перечень теоретических программных вопросов выносимых на зачет после изучения Раздела 2. Микропроцессорные устройства
(6 семестр)

1 Классификация процессоров. Дайте определение следующим основным терминам: процессор, центральный процессор, интерпретация программ. Приведите классификацию процессоров по следующим параметрам: по выполняемым функциям и областям применения; по полноте вычислительного ядра; по разрядности ядра. Раскройте каждый пункт классификации, укажите достоинства и недостатки.

2 Классификация процессоров. Дайте определение следующим основным терминам: архитектура вычислительной машины, интерфейс, ядро. Приведите классификацию процессоров по следующим параметрам: по архитектуре процессора; по системе команд; по уровню распараллеливания вычислительного процесса. Раскройте каждый пункт классификации, укажите достоинства и недостатки.

3 Состав микропроцессорной системы. Используя рисунок с типовой структурой микропроцессорной системы перечислите ее состав и поясните назначение каждого элемента системы. Перечислите достоинства и недостатки микропроцессорной системы, изображенной на рисунке.

4 Функционирование микропроцессорной системы. Используя рисунок с алгоритмом выполнения процессором команд программы опишите принцип его функционирования. Опишите назначение всех элементов, представленных на рисунке.

5 Функционирование микропроцессорной системы. Дайте определение следующим основным терминам: подпрограмма, ассемблер, ассемблирование, компиляция программы, трансляция программы. Опишите принцип функционирования алгоритма вызова и выполнения подпрограммы.

6 Функционирование микропроцессорной системы. Дайте определение следующим основным терминам: прерывание, флаг, исключение. Опишите принцип функционирования алгоритма функционирования процессора при обработке прерывания.

7 Интерфейсы микропроцессорных систем. Интерфейс Serial Advanced Technology Attachment 3 (SATA-3). Опишите особенности интерфейса. Укажите область его применения. Перечислите достоинства и недостатки.

8 Интерфейсы микропроцессорных систем. Интерфейс Peripheral components interconnect Express (PCI – E 3.0). Опишите особенности интерфейса. Укажите область его применения. Перечислите достоинства и недостатки.

9 Основные эксплуатационно-технические характеристики процессорных систем. Дайте краткую характеристику основным эксплатационно-техническим характеристикам процессорных систем (микроархитектура ядра процессорной системы, технологический процесс, количество ядер, тактовая частота, термопакет, кеш-память). Поясните их влияние на общую производительность процессорной системы, перечислите достоинства и недостатки, приведите численные значения.

10 Состав и принцип функционирования мультиядерных процессоров фирмы Intel. Используя рисунок с упрощенной схемой электрической структурной многоядерного процессора опишите назначение элементов, входящих в схему. Кратко опишите принцип ее работы.

11 Общие сведения о современных микроконтроллерах. Укажите основное отличие микроконтроллера от микропроцессора. Приведите классификацию микроконтроллеров по разрядности их арифметических и индексных регистров, а также по технологическому процессу. Перечислите достоинства и недостатки микроконтроллеров. Приведите пример маркировки 16 разрядного микроконтроллера отечественного и зарубежного производства.

12 Популярные семейства микроконтроллеров, выпускаемых отечественной и зарубежной промышленностью. Перечислите основных отечественных и зарубежных производителей микроконтроллеров. Укажите основные отличия двух любых микроконтроллеров (одного отечественного и одного зарубежного). Перечислите их достоинства и недостатки.

13 Модульный принцип построения микроконтроллеров. Используя рисунок, поясните сущность модульного принципа построения микроконтроллеров. Поясните назначение каждого элемента, входящего в схему. Приведите основные технические характеристики микроконтроллерных устройств.

14 Процессорное ядро микроконтроллера. Перечислите три основные составляющие технического решения, используемые при построении процессорного ядра микроконтроллера. Поясните, что понимается под производительностью микроконтроллера и как она связана с архитектурой процессора и частотой кварцевого резонатора.

15 Резидентная память микроконтроллера. Дайте краткую характеристику постоянным запоминающим устройствам различных типов. Приведите их достоинства и недостатки.

16 Архитектура контроллера семейства i 8051. Перечислите основные аппаратные особенности контроллера семейства i 8051. Дайте пояснение по каждому перечисленному пункту.

17 Используя структурную схему контроллера семейства i 8051 опишите назначение элементов входящих в схему. Кратко опишите принцип работы контроллера в режиме выполнения основной программы.

18 Архитектура контроллера семейства i 8051. Организация памяти контроллера. Поясните особенности включения однокристального и расширенного режима использования памяти контроллера. Используя рисунки с распределением памяти контроллера семейства i 8051 и структурой внутренней памяти данных, дайте пояснения по поводу ее организации и способов адресации

19 Процессорное ядро контроллера семейства i 8051. Начертите программно-логическую модель контроллера семейства i 8051. Опишите назначение каждого регистра и перечислите назначение флагов регистров. Приведите пример программ на языке Ассемблера, обеспечивающих запись информации во все перечисленные регистры.

20 Система прерываний контроллера семейства i 8051. Поясните назначение прерываний. Дайте согласно ГОСТ определение термину «прерывание». Кратко охарактеризуйте систему прерываний, используемую в контроллерах семейства i 8051. Перечислите регистры, которые обслуживают работу системы прерываний и укажите в них флаги, изменения которых влияет на работу прерываний.

21 Порты ввода/вывода контроллера семейства i 8051. Дайте общую характеристику портам ввода вывода. Перечислите дополнительные функции, которые выполняют порты ввода вывода контроллера i 8051.

22 Таймеры контроллера семейства i 8051. Перечислите режимы работы таймеров и кратко поясните принцип их функционирования в каждом из перечисленных режимов.

23 Классификация интерфейсных микропроцессорных систем. Поясните, что понимается под реализацией взаимодействия между элементами микропроцессорного устройства. Перечислите основные элементы интерфейса и раскройте их.

24 Классификация интерфейсных микропроцессорных систем. Приведите классификацию интерфейсных микропроцессорных систем по конфигурации связей между объектами. Используя обобщенные структурные схемы интерфейсов раскройте принцип функционирования каждого из них, перечислите достоинства и недостатки присущие им.

25 Классификация интерфейсных микропроцессорных систем. Приведите классификацию интерфейсных микропроцессорных систем по типу передаваемой информации. Перечислите, приведите примеры, используемых в настоящее время интерфейсов передачи данных. Перечислите достоинства и недостатки присущие им. Отдельно в каждой группе выделите интерфейсы передачи данных применяемые в гражданской авиации.

26 Классификация интерфейсных микропроцессорных систем. Приведите классификацию интерфейсных микропроцессорных систем по: режимам передачи данных и по способам обмена информацией. Раскройте элементы, входящие в классификацию приведите примеры структур кодовой посылки, перечислите достоинства и недостатки. Поясните особенности применения описанных интерфейсов в радиоэлектронных системах гражданской авиации

27 Шинные формирователи. Дайте определение, поясните назначение и область применения шинных формирователей. Используя поясняющую схему электрическую принципиальную шинного формирователя, раскройте назначение элементов, входящих в нее и опишите принцип ее работы. Изобразите условное графическое обозначение микросхемы шинного формирователя, поясните назначение ее выводов. Приведите пример маркировки микросхем шинных формирователей отечественного и зарубежного производства.

28 Параллельные адаптеры. Дайте определение, поясните назначение и область применения параллельных адаптеров. Используя схему электрическую структурную микросхемы КР580ВВ55А, поясните принцип работы параллельно-периферийного адаптера. Перечислите ее основные характеристики. Дайте краткую характеристику основным режимам работы параллельно-периферийного адаптера.

29 Интерфейс SPI, Serial Peripheral Interface – синхронный дуплексный трехпроводный интерфейс. Назначение интерфейса, его технические характеристики и область применения. Используя схему электрическую функциональную обмена данными между модулями поясните назначение элементов, входящих в эту схему и опишите принцип работы. Перечислите достоинства и недостатки интерфейса SPI. Используя схемы электрические функциональные поясните особенности подключения нескольких устройств с использованием интерфейса SPI.

30 Двухпроводный интерфейс с последовательной передачей данных I ² С, Inter Integrated Circuit. Назначение интерфейса, его технические характеристики и область применения. Используя схему электрическую функциональную обмена данными между устройствами опишите принцип организации интерфейса I ² С. Используя рисунки с эпюрами сигналов сформированных в соответствии с протоколом I ² С опишите принцип функционирования интерфейса. Перечислите достоинства и недостатки интерфейса I ² С.

31 Схемы обслуживания прерываний. Опишите принцип программного и аппаратного опроса источников прерываний. Опишите назначение контроллера прерываний. Поясните принцип функционирования контроллера прерываний в режимах: вложенных прерываний с фиксированными приоритетами, прерывания с циклическими приоритетами, маскирование запросов. Перечислите достоинства и недостатки каждого из описанных режимов.

32 Контроллеры прямого доступа к памяти. Назначение, выгоды, наблюдаемые от реализации в микропроцессорной системе режима прямого доступа к памяти. Используя обобщенную схему электрическую структурную взаимодействия памяти и внешнего устройства в режиме прямого доступа к памяти опишите ее принцип работы. Перечислите достоинства и недостатки режима прямого доступа к памяти.

33 Принципы обработки сигналов в цифровых системах. Перечислите преимущества и недостатки цифровой обработки сигналов. Запишите уравнения, описывающие базовые операции, используемые в алгоритмах цифровой обработки сигналов. Поясните назначение переменных, входящих в них и раскройте физический смысл.

Примерный перечень практических программных вопросов, выносимых на зачет после изучения Раздела 2. Микропроцессорные устройства
(6 семестр)

2.1 Опишите процедуру скачивания условно бесплатного программного пакета моделирования микропроцессорных устройств Keil m Vision 5. Перечислите его основные возможности. Опишите процесс создания проекта.

2.2 Используя арифметические команды, а также команды пересылки и поразрядной обработки информации напишите программу на языке Ассемблера, обрабатывающую поступившую на вход процессорной системы информацию по следующему алгоритму (-k+n)×m.

2.3 Напишите программу на языке Ассемблера, обеспечивающую умножение/деление двух сигналов поступивших на вход процессорной системы. При написании программы необходимо учесть, что один из поступивших сигналов отрицательный.

2.4 Напишите программу на языке Ассемблера, обеспечивающую вычисление следующего математического выражения (m + n)×8, где m – любое двубайтное число. При написании программы следует придерживаться требования минимального времени исполнения.

2.5 Напишите программу на языке Ассемблера, обеспечивающую резервирование памяти для трех различных переменных, имеющих разный размер. При написании программы укажите начальный адрес записи переменной не совпадающий с началом выделенного сегмента. Приведенную программу снабдите пояснениями.

2.6 Напишите программу на языке Ассемблера, обеспечивающую перевод заданного четырехзначного числа в двоично-десятичную систему. Каждое из чисел следует вывести на свой порт контроллера. Написанную программу снабдите комментариями.

2.7 Напишите программу на языке С51, обеспечивающую перевод заданного четырехзначного числа в двоично-десятичную систему. Каждое из чисел следует вывести на свой порт контроллера. Написанную программу снабдите комментариями.

2.8 Используя рисунок со схемой электрической принципиальной порта Р 0 контроллера семейства i 8051, опишите принцип работы схемы в режиме ввода/вывода данных при организации однокристального режима работы. Запишите фрагмент программы на языке С 51, обеспечивающей запись информации в порт Р 0.

2.9 Используя рисунок со схемой электрической принципиальной порта Р 0 контроллера семейства i 8051, опишите принцип работы схемы в режиме ввода/вывода данных при организации расширенного режима работы. Запишите фрагмент программы на языке С 51, обеспечивающей считывание информации из порта Р 0.

2.10 Используя рисунок со схемой электрической принципиальной порта Р1 контроллера семейства i 8051, опишите принцип работы схемы ускоренного заряда емкости нагрузки. Запишите фрагмент программы на языке С 51, обеспечивающей запись информации в порт Р1.

2.11 Используя рисунок со схемой электрической принципиальной порта Р1 контроллера семейства i 8051, опишите принцип работы схемы в режиме ввода/вывода данных. Запишите фрагмент программы на языке С 51, обеспечивающей считывание информации из порта Р 1.

2.12 Используя рисунок со схемой электрической принципиальной порта Р2 контроллера семейства i 8051, опишите принцип работы схемы в режиме ввода/вывода данных при организации однокристального режима работы. Запишите фрагмент программы на языке С 51, обеспечивающей запись информации в порт Р2.

2.13 Используя рисунок со схемой электрической принципиальной порта Р2 контроллера семейства i 8051, опишите принцип работы схемы в режиме ввода/вывода данных при организации расширенного режима работы. Запишите фрагмент программы на языке С 51, обеспечивающей считывание информации из порта Р2.

2.14 Используя рисунок со схемой электрической принципиальной порта Р3 контроллера семейства i 8051, опишите принцип работы схемы в режиме ввода/вывода данных. Запишите фрагмент программы на языке С 51, обеспечивающей запись информации в порт Р3.

2.15 Используя рисунок со схемой электрической принципиальной порта Р3 контроллера семейства i 8051, опишите принцип работы схемы в режиме ввода/вывода альтернативных сигналов. Запишите фрагмент программы на языке С 51, обеспечивающей считывание альтернативных сигналов из порта Р 3.

2.16 Используя схему электрическую принципиальную подключения дискретных датчиков к контролле