МІКРОПРОЦЕСОРНІ ТА МІКРОКОНТРОЛЕРНІ СИСТЕМИ - 3. КУРСОВИЙ ПРОЄКТ
Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)
Реквізити навчальної дисципліни
| Рівень вищої освіти | Перший (бакалаврський) |
|---|---|
| Галузь знань | 12 Інформаційні технології |
| Спеціальність | 126 Інформаційні системи та технології |
| Освітня програма | Інтегровані інформаційні системи |
| Статус дисципліни | Нормативна |
| Форма навчання | очна(денна)/заочна/дистанційна |
| Рік підготовки, семестр | 3 курс, весняний семестр |
| Обсяг дисципліни | 45 годин (0 годин – лекції, 0 годин – лабораторні, 45 годин – СРС) |
| Семестровий контроль/ контрольні заходи | Курсовий проєкт |
| Розклад занять | http://rozklad.kpi.ua |
| Мова викладання | Українська |
| Інформація про керівника курсу / викладачів |
Лектор: к.т.н., Новацький Анатолій Олександрович, моб. +38(067)748-57-16 Лабораторні: ст. викладач, Шимкович Володимир Михайлович, shymkovych.volodymyr@gmail.com, моб. +38(097) 602-51-73 |
| Розміщення курсу | https://campus.kpi.ua |
Програма навчальної дисципліни
Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання
Опис дисципліни. При вивченні даної дисципліни студенти набудуть практичних навиків по проектуванню електронних пристроїв та систем.
Предмет навчальної дисципліни: архітектурні особливості сучасних мікропроцесорів, мікроконтролерів, мікропроцесорних систем та мереж, які є частиною сучасних комп’ютеризованих інформаційних систем автоматики і управління.
Мета навчальної дисципліни:
- системна компетентність: здатність застосовувати професійні знання й уміння на практиці;
- інструментальна компетентність: здатність працювати з інформацією, знаходити, оцінювати й використовувати інформацію з різних джерел, необхідну для рішення наукових і професійних завдань;
- професійна компетентність: здатність до проектування електронних пристроїв та систем.
Основні завдання навчальної дисципліни
Знання:
склад та основні характеристики мікроконтролерів сімейства AVR;
склад, призначення окремих вузлів та роботу типового мікроконтролера сімейства AVR за структурною схемою;
програмну модель, формати команд та даних, способи адресації операндів та характеристику окремих команд типового мікроконтролера сімейства AVR;
особливості архітектури окремих функціональних модулів мікроконтролера: пам’яті; паралельних та послідовних інтерфейсів; таймерів/лічильників зовнішніх подій; переривань;
організацію взаємодії мікроконтролера із типовими об’єктами управління.
Уміння:
програмувати окремі модулі мікропроцесорних систем на базі мікроконтролера AVR;
моделювати окремі частини мікропроцесорних систем на персональному комп’ютері;
проектувати мікропроцесорні пристрої та системи на базі мікроконтролера AVR.
Досвід:
- розробки мікропроцесорних та мікроконтролерних систем.
Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)
Пререквізити: Навчальна дисципліна «Мікропроцесорні та мікроконтролерні системи-3» базується на навчальних дисциплінах: вища математика; спецрозділи математики; програмування; фізика; комп`ютерна електроніка; мікропроцесорні системи.
Постреквізити: Навчальна дисципліна «Мікропроцесорні та мікроконтролерні системи-3» необхідна для вивчення навчальних дисциплін: технології інтернету речей, інженерія інформаційних систем, моделювання процесів і систем, комп`ютеризовані системи управління, проектування інформаційних систем.
Зміст навчальної дисципліни
Курсовий проєкт є індивідуальним завданням з дисципліни “ Мікропроцесорні та мікроконтролерні системи ” і готується до захисту в завершальний період теоретичного навчання. Курсовий проєкт повинен бути підготовлений до захисту в термін, встановлюваний викладачем. До захисту курсового проєкту представляється пояснювальна записка та креслення.
Пояснювальна записка включає такі компоненти: титульний лист, завдання на курсовой проєкт, зміст, що включає найменування всіх розділів і пунктів із зазначенням номерів сторінок, введення, в якому вказуються мета і завдання курсового проєкту; теоретичну частину, в якій описуються теоретичні відомості за темою проєкту; та креслення до проєкту. В кінці пояснювальної записки представляється висновок за результатами роботи.
Надіслати викладачу на перевірку два файли. Перший з розширенням docx та іменем (номер_групи)_(номер_по_списку)_(прізвище І. П.) (наприклад, ІА-71_18_Савінов В.А.docx) зі змістом самої пояснювальної записки (курсового проєкту) та другий файл з кресленнями (наприклад, ІА-71_18_ Савінов В.А.rar).
Навчальні матеріали та ресурси
Базова література
Проектування мікропроцесорних систем: Проектування мікропроцесорних систем на базі AVR-мікроконтролерів: Периферійні модулі AVR-мікроконтролерів: Навчальний посібник для студентів напряму підготовки 6.050201 «Системна інженерія» кафедри Автоматики та управління у технічних системах / Укл.: А.О. Новацький– К: НТУУ „КПІ”, 2012. – 470 c. : ил.
Навчальний посібник з дисципліни «Проектування мікропроцесорних систем», розділ «Програмування мікроконтролерів родини AVR» для студентів напряму підготовки 6.050201 «Системна інженерія» кафедри Автоматики та управління у технічних системах / Укл.: А.О. Новацький, Є.В. Глушко – К: НТУУ „КПІ”, 2013. – 109 c. : ил.
Мікропроцесорні та мікроконтролерні системи : підручник. У 2 ч. Ч. 1. Мікропроцесорні системи [Електронний ресурс] / А. О. Новацький. – Електронні текстові дані (1 файл: 43,8 Мбайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, Вид-во «Політехніка», 2019. – 367 с. : ил.
Мікропроцесорні та мікроконтролерні системи : лаб. практикум [Електронний ресурс] : навч. посіб. для студ. освітньої програми «Інтегровані інформаційні системи» спец. 126 «Інформаційні системи та технології» / Уклад. А. О. Новацький. – Електронні текстові дані (1 файл: 18,97 Мбайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2018. – 415 с.: ил.
Проектування мікропроцесорних систем: Проектування мікропроцесорних систем на базі мікроконтролерів сімейства MCS-51: Периферійні модулі мікроконтролерів сімейства MCS-51 :навч. посіб. для студ. напряму підготовки 6.050201 «Системна інженерія» кафедри Автоматики та управління у технічних системах / А. О. Новацький. – Київ : НТУУ «КПІ», 2016. – 399 с.: ил.
Евстифеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейств Tiny и Mega фирмы ATMEL – М.: Додэка, 2005 – 560 с.: ил.
Евстифеев А. В. Микроконтроллеры AVR семейства Mega. Руководство пользователя. – М.:Издательский дом «Додэка-XXI», 2007. – 592 с.: ил.
Проектування CAN-мережі: Навчальний посібник для студентів спеціальності 8.050201.01 «Комп’ютеризовані системи управління та автоматика» кафедри Автоматики та управління у технічних системах / Автор: А.О. Новацький К: НТУУ „КПІ”, 2011- 169 с.
Комп’ютерна електроніка [Електронний ресурс] : підручник для студ. спеціальності 126 «Інформаційні системи та технології», спеціалізації «Інтегровані інформаційні системи» / А.О. Новацький ; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові дані (1 файл: 80.9 Мбайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2018. – 468 с.
«МІКРОПРОЦЕСОРНІ ТА МІКРОКОНТРОЛЕРНІ СИСТЕМИ», Методичні вказівки до виконання курсових проектів для студентів, які навчаються за спеціальністю 126 «Інформаційні системи та технології», спеціалізацією «Інтегровані інформаційні системи» кафедри Автоматики та управління у технічних системах / Автор: А.О. Новацький– К: НТУУ „КПІ” ім. Ігоря Сікорського, 2019 – 108c.
Допоміжна література
Голубцов М.С., Кириченкова А.В. Микроконтроллеры AVR: от простого к сложному. – М.: Солон-Пресс, 2005.
Трамперт Вольфган. AVR-RISC микроконтроллеры. – Перевод с немецкого. – Киев.: МК – Пресс, 2006.
Баранов В.Н. Применения микроконтроллеров AVR: схемы, алгоритмы, программы. – М.: Додэка, 2004.
Ревич Ю. В. Практическое программирование микроконтроллеров Atmel AVR на языке ассемблера. – 2-е изд., испр. – СПб.:БХВ-Петербург,2011.
Кравченко А. В. 10 практических устройств на AVR-микроконтроллерах. Книга 1 – М.: Издательский дом «Додэка-XXI», К. «МК-Пресс», 2008.
Кравченко А. В. 10 практических устройств на AVR-микроконтроллерах. Книга 2 – К. «МК-Пресс», СПб.: «КОРОНА-ВЕК», 2009.
Кравченко А. В. 10 практических устройств на AVR-микроконтроллерах. Книга 3 – К. «МК-Пресс», СПб.: «КОРОНА-ВЕК», 2011.
Александров Е. К., Грушвицкий Р. И. Микропроцессорные системы: Учебное пособие для вузов. – СПб.: Политехника, 2002.
Официальное описание микроконтроллеров XMEGA
http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/ic/Atmel/micros/avr\_xmega/start.htmОпис CAN-протоколу – http://www.itt-ltd.com/reference/ref_can.html
CAN-словарь CAN-dictionaryv2_ru PDF-формат – http://www.can-cia.org
Схеми та пояснення роботи CAN контролерів та трансиверів – http://atmel.com
CAN-трансивер – https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/PCA82C250.pdf
CAN-трансивер – https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/MC33388.pdf
Ф’юзі-біти – http://easyelectronics.ru/avr-uchebnyj-kurs-konfiguraciya-fuse-bit.html
Навчальний контент
Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)
| Тиждень семестру | Назва етапу роботи |
|---|---|
| 1 | Отримання теми та завдання на курсовий проєкт |
| 2 | Підбор та вивчення літератури |
| 3-10 | Розробка пояснювальної записки |
| 11-16 | Розробка схем |
| 17 | Подання курсового проєкту на перевірку |
| 18 | Захист курсового проєкту |
Самостійна робота студента
|
Назва теми, що виноситься на самостійне опрацювання | Кількість годин СРС |
|---|---|---|
| 1 | Отримання теми та завдання на курсову роботу | 1 |
| 2 | Підбор та вивчення літератури | 6 |
| 3 | Розробка пояснювальної записки | 20 |
| 4 | Розробка креслень | 15 |
| 5 | Подання курсового проєкту на перевірку | 1 |
| 6 | Захист курсового проєкту | 2 |
Політика та контроль
Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)
Оформлення курсового проєкту має відповідати вимогам до оформлення конструкторської документації.
Креслення для захисту курсового проєкту повинні бути виконані за допомогою комп'ютерних засобів. Зміст ПЗ та креслень мають достатньо повнотою відображати основні положення, які виносяться на захист.
Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)
Система рейтингових балів та критерії оцінювання
Поточний рейтинг студента з кредитного модуля «Мікропроцесорні та мікроконтролерні системи-3» курсового проєкту складається з балів, що він отримує за:
1) виконання графіку курсового проєкту;
2) виконання пояснювальної записки;
3) виконання креслень;
4) відповіді на запитання.
При цьому враховуються заохочувальні (зі знаком “плюс”) та штрафні (зі знаком “мінус”) бали.
Система рейтингових (вагових) балів та критерії оцінювання
1. Виконання графіку курсового проєкту.
Ваговий бал – 10. Максимальна кількість балів = 10 балів.
| Критерії оцінювання | Бали |
| Студент чітко дотримувався графіку виконання курсового проєкта. | 10 |
| Студент не дотримувався графіку виконання курсового проєкта при виконанні теоретичної та практичної частин, але вчасно подав курсовий проєкт на перевірку. | 5-9 |
| Студент не дотримувався графіку виконання курсового проєкта при виконанні теоретичної та практичної частин, не подав курсовий проєкт на перевірку у встановлений термін, але представив роботу до терміну захисту. | 1-4 |
| Студент не подав курсовий в день захисту | 0 |
2. Виконання пояснювальної записки курсового проєкта. Ваговий бал – 25 балів. Максимальна кількість балів = 25 балів.
| Критерії оцінювання | Бали |
| Студент при виконанні теоретичного розділу курсового проєкта показав глибоке знання предмету, повно і чітко розкрив поставлене питання, проаналізував практичний досвід . | 20-25 |
| Оцінка знижується на 6-15 балів у випадку, коли виконано всі перелічені вище вимоги, але по деяким показникам мають місце недоліки непринципового характеру. | 10-19 |
| Студент отримує від 5 до 9 балів, коли теоретичне питання викладено загалом правильною, але неповною. | 5-9 |
| Теоретична частина роботи студента оцінюється 1-4 балами у випадку коли питання викладено поверхнево, студент показав низькі знання предметної області. | 1-4 |
| В інших випадках | 0 |
3. Виконання креслень. Ваговий бал – 35. Максимальна кількість = 35 балів.
| Критерії оцінювання | Бали |
| Студент здійснив усі розрахунки, не допустив помилок, показав хід розрахунків. | 30-35 |
| Оцінка знижується на 6-15 балів у випадку, коли виконано всі перелічені вище вимоги, але студент допустив 1-3 помилки у розрахунках. | 20-29 |
| Студент отримує від 10 до 19 балів, коли студент здійснив помилки у більшості розрахунків та не показав їх послідовності. | 10-19 |
| Практична частина оцінюється 1-9 балами у випадку коли студент здійснив помилки у 90 відсотках розрахунків. | 1-9 |
| В інших випадках | 0 |
4. Відповіді на запитання.
Ваговий бал – 30. Максимальна кількість = 30 балів.
| Критерії оцінювання | Бали |
| Студент при відповіді на запитання показав глибоке знання предмету, повно і чітко відповів на всі запитання, задані викладачем. | 28-30 |
| Оцінка знижується на 3-10 балів у випадку, коли виконано всі перелічені вище вимоги, але по деяким показникам мають місце недоліки непринципового характеру. | 20-27 |
| Студент отримує від 10 до 19 балів, коли відповіді на запитання загалом були правильними, але неповними. | 10-19 |
| Захист курсового проєкта студента оцінюється 1-9 балами у випадку коли студент відповів не на всі запитання і продемонстрував слабкі знання з предметної області. | 1-9 |
| В інших випадках | 0 |
5. Штрафні та заохочувальні бали.
Заохочувальні бали нараховуються за виконання творчих і наукових робіт у межах навчальної дисципліни: + (1…5) балів.
Поточна рейтингова шкала RС з кредитного модуля дорівнює сумі вагових балів контрольних заходів та з критеріїв оцінювання :
RD = 10 + 25 + 35 + 30 = 100 балів.
Необхідною умовою допуску до захисту курсового проєкта є представлення пояснювальної записки у визначений термін.
В заліково-екзаменаційну відомість виставляються оцінки згідно з таблицею:
| Рейтингові бали, RD | Оцінка за університетською шкалою |
|---|---|
| 95 ≤ RD ≤ 100 | Відмінно |
| 85 ≤ RD ≤ 94 | Дуже добре |
| 75 ≤ RD ≤ 84 | Добре |
| 65 ≤ RD ≤ 74 | Задовільно |
| 60 ≤ RD ≤ 64 | Достатньо |
| RD < 60 | Незадовільно |
| Невиконання умов допуску до захисту | Не допущено |
Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)
Перелік тем до курсового проєкту
1 Аналого-цифровий перетворювач
2 Цифро-аналоговий перетворювач
3 Пристрій управління двигуном постійного струму
4 Пристрій управління кроковим двигуном
5 Пристрій зв’язку персонального комп’ютера із нестандартним зовнішнім пристроєм
6 Пристрій відображення інформації із використанням 7-сегментних світлодіодних індикаторів
7 Пристрій відображення інформації із використанням 7-сегментних рідкокристалічних індикаторів
8 Пристрій відображення текстової інформації
9 Пристрій контролю: температури повітря; вологості; тиску; освітленості; СО та СО2 у приміщенні; кута повороту валу; частоти обертання валу; швидкості та направлення вітру; температури та вологості ґрунту; пульсу людини; артеріального тиску людини; температури тіла людини; ЕКГ – людини
10 Пристрій перетворення частота – аналог
11 Кодовий замок
12 Цифровий частотомір
13 Цифровий вольтметр
14 Годинник реального часу
15 Цифровий генератор синусоїдальної напруги
16 Пристрій охоронної сигналізації
17 Пристрій для заряджання акумуляторів.
18 Пристрій управління пральною машиною
19 Пристрій управління ліфтом
20 Пристрій управління кондиціонером
21 Пристрій введення інформації у мікроконтролер від цифрових давачів
22 Пристрій зв’язку мікроконтролера з модемом
23 Кодер коду Хемінга
24 Декодер коду Хемінга
25 Кодер циклічного коду
26 Декодер циклічного коду
27 Декодер штрих-коду
28 Пристрій зв’язку за інфрачервоним каналом
29 Пристрій протипожежної сигналізації
30 Пристрій сигналізації перевищення рівня шуму у приміщенні
31 Пристрій зв’язку мікроконтролера з персональним комп’ютером
Робочу програму навчальної дисципліни (силабус):
Складено доцентом, к.т.н., Новацьким Анатолієм Олександровичем
Ухвалено кафедрою АУТС (протокол № 1 від 12.06.2020 р.)
Погоджено Методичною комісією факультету (протокол № 1 від 02.09.2020 р.)
