Програмне забезпечення мехатронних засобів
Спеціальність: Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка
Код дисципліни: 6.175.02.E.066
Кількість кредитів: 6.00
Кафедра: Інтелектуальної мехатроніки та роботики
Лектор: Гірняк Юрій Богданович
Семестр: 6 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Загальні компетентності:
• знання та розуміння предметної області та розуміння професійної діяльності (ЗК01);
• навички використання інформаційних і комунікаційних технологій (ЗК03);
• здатність виявляти, ставити та вирішувати проблеми (ЗК06).
Фахові компетентності:
• знання і розуміння наукових фактів, концепцій, теорій, принципів і методів експериментальної інформатики (ФК03);
• здатність застосовувати комплексний підхід до вирішення експериментальних завдань із застосуванням засобів інформаційно-вимірювальної техніки та прикладного програмного забезпечення (ФК07);
• здатність демонструвати знання і розуміння математичних принципів і методів, необхідних для створення віртуальних засобів вимірювання та інформаційно-вимірювальної техніки (ФК08);
• здатність розробляти програмне, апаратне та метрологічне забезпечення комп’ютеризованих інформаційно-вимірювальних систем (ФК09).
Результати навчання: В результаті вивчення дисципліни фахівець повинен знати:
- методи та підходи до вирішення завдань з проектування програмного забезпечення мехатронних засобів.
Підготовлений фахівець повинен вміти:
- формулювати та вирішувати інженерні завдання з проектування програмного забезпечення мехатронних засобів.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Пререквізити: Інформатика
Кореквізити: Мікропроцесорні засоби мехатроніки
Короткий зміст навчальної програми: • Місце і роль вбудованих комп’ютерних системи в мехатроніці.
• Мікроконтролери. Ядро серії мікроконтролерів MCS-51.
• Пам’ять MCS-51, їх характеристики та принципи роботи. Адресний простір MCS-51.
• Пам'ять спеціальних функціональних регістрів (SFR) MCS-51: призначення та спосіб доступу до них.
• Базові регістри MCS-51, їх роль в роботі мікроконтролера.
• Доступ до пам’яті MCS-51. Класифікація та призначення способів адресації.
• Мова асемблер MCS-51. Програмування на асемблері у інтегрованому середовищі розробки Keil C51.
• Набір інструкцій MCS-51: класифікація та призначення.
• Переривання в MCS-51: роль в роботі мікроконтролера та організація обробки переривань.
• Порти вводу/виводу MCS-51: паралельні та послідовні порти.
• Таймери/лічильники MCS-51 і їх типові застосування.
• Методи створення програм для мікроконтролерів MCS-51. Способи вирішення типових та специфічних задач. Ефективність, швидкість та економічність програмного забезпечення
Опис: 1. Вступ до курсу. Вбудовані комп’ютерні системи в мехатроніці:
Мехатроніка. Вбудовані комп’ютерні системи (ВКС) в
мехатроніці. Історія та майбутнє ВКС. Приклади застосування
ВКС та їх технічні характеристики
2. Мікроконтролери. Ядро серії мікроконтролерів MCS-51 (базова модель - INTEL i8052):
Мікроконтролери. Класифікація мікроконтролерів. Основні
вимоги до мікроконтролерів. Історія i8052. Сучасні модифікації
i8052
3. Пам’ять MCS-51:
Типи пам’яті i8052. Карта пам’яті i8052. Пам’ять програм. Зовнішня оперативна пам’ять. Вбудована пам’ять. Вбудована оперативна пам’ять. Стек. Пам’ять спеціальних функціональних регістрів(SFR)
4. Пам'ять спеціальних функціональних регістрів (SFR):
Звернення до SFR-регістрів. Звернення до окремих бітів SFR регістрів. Бітово адресовані SFR-регістри. Типи SFR регістрів. Опис SFR-регістрів. Нестандартні SFR-регістри
5. Базові регістри:
Акумулятор. «R» регістри. «B» регістр. Лічильник команд (PC). Вказівник даних (DPTR). Вказівник стеку (SP).
6. Способи адресації:
Безпосередня адресація. Пряма адресація. Непряма адресація. Зовнішня пряма адресація. Зовнішня непряма адресація. Непряма програмна адресація.
7. Мова асемблер MCS-51:
Двійкова арифметика. Арифметико-логічні операції. Процес побудови виконавчого модуля. Структура виконавчого модуля. Синтаксис мови асемблер. Основні техніки програмування на мові асемблер MCS-51. Програмування периферійних пристроїв.
8. Набір інструкцій MCS-51:
Групи інструкцій MCS-51. Час виконання інструкцій. Команди пересилки даних. Команди арифметичних операцій. Команди логічних операцій. Команди операцій над бітами. Команди операцій керування виконанням.
9. Переривання:
Події що генерують переривання. Встановлення переривань. Пріоритет переривань. Вихід з переривань. Послідовні переривання. Захист регістрів.
10. Порти вводу/виводу MCS-51:
Паралельні порти в/в. Режими роботи послідовного порту. Встановлення швидкості передачі послідовним портом. Запис та читання з послідовного порту.
11. Таймери/лічильники:
Використання таймерів для вимірювання часу. Ініціалізації таймера. Зчитування таймера. Використання таймера як лічильника подій.
Методи створення програм для мікроконтролерів MCS-51.
12. Способи вирішення типових та специфічних завдань:
Методи програмування на асемблері MCS-51. Типові задачі
програмного забезпечення мехатронних засобів. Специфічні
задачі та застосування мікроконтролерів. Ефективність,
швидкість та економічність програмного забезпечення.
Методи та критерії оцінювання: Поточний контроль ПК (Разом – 43 балів): практичні заняття (23 балів), лабораторні заняття (20 балів).
Підсумковий контроль КЗ – 57 балів.
Разом за дисципліну (ПК+КЗ) – 100 балів
Критерії оцінювання результатів навчання: Оцінювання результатів навчання проводиться відповідно до якості і повноти виконання завдань поточного контролю, розрахунково-графічних, курсових, залікових контрольних, кваліфікаційних робіт, а також захисту курсових і кваліфікаційних робіт.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1) Справочник. Микроконтроллеры: архитектура, программирование, интерфейс. Бродин В.Б., Шагурин М.И. – М.:ЭКОМ, 1999.
2) В.М.Локазюк. Мікропроцесори та мікроЕОМ у виробничих системах. – Видавн.центр “Академік”, Київ 2002.
3) Бек Л. Введение в системное программирование. - М.: МИР, 1998.
4) Гордеев А.В., Молчанов А.Ю. Системное програмное обезпечение. – СПб.: Питер, 2002.
5) Язык программирования Си.\Пер. с англ., 3-е изд., испр. - СПб.: "Невский Диалект", 2001.
6) Шпак З.Я. Програмування мовою С. – Львів: Оріяна-Нова, 2006.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).