КУРСОВА РОБОТА З ЕЛЕКТРОНІКИ ТА МІКРОПРОЦЕСОРНОЇ ТЕХНІКИ - Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)

Реквізити навчальної дисципліни

Програма навчальної дисципліни

1. Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

Опис дисципліни. При вивченні даної дисципліни студенти набудуть практичних навиків по проектуванню мікропроцесорних пристроїв та систем. Предмет навчальної дисципліни: архітектурні особливості сучасних мікропроцесорів, мікроконтролерів, мікропроцесорних систем та мереж, які є частиною сучасних комп’ютеризованих інформаційних систем.

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:

• складу та основних характеристик мікроконтролерів;
• складу, призначення окремих вузлів та роботи типового мікроконтролера за структурною схемою;
• програмної моделі, форматів команд та даних, способів адресації операндів та характеристики окремих команд типового мікроконтролера;
• особливостей архітектури окремих функціональних модулів мікроконтролера: пам’яті; паралельних та послідовних інтерфейсів; таймерів/лічильників зовнішніх подій; переривань;
• організації взаємодії мікроконтролера із типовими об’єктами управління.

Уміння:

• програмувати окремі підсистеми мікропроцесорних систем на базі типового мікроконтролера;
• моделювати окремі підсистеми мікропроцесорних систем на персональному комп’ютері;
• проектувати мікропроцесорні пристрої та системи на базі типового мікроконтролера.

Досвід:

• розробки мікропроцесорних та мікроконтролерних систем.

2. Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)

Пререквізити: дисципліна «Електроніка та мікропроцесорна техніка» базується на навчальних дисциплінах: вища математика; спецрозділи математики; програмування; фізика; компютерна електроніка. Постреквізити: дисципліна «Електроніка та мікропроцесорна техніка» необхідна для вивчення навчальних дисциплін: технології інтернету речей, інженерія інформаційних систем, моделювання процесів і систем, компютеризовані системи управління, проектування інформаційних систем.

3. Зміст навчальної дисципліни

Курсова робота є індивідуальним завданням з дисципліни «Електроніка та мікропроцесорна техніка» і готується до захисту в завершальний період теоретичного навчання. Курсова робота повинна бути підготовлена до захисту в термін, встановлюваний викладачем. До захисту курсової роботи представляється пояснювальна записка та креслення. Пояснювальна записка включає такі компоненти: титульний лист, завдання на курсову роботу, зміст, що включає найменування всіх розділів і пунктів із зазначенням номерів сторінок, введення, в якому вказуються мета і завдання курсової роботи; теоретичну частину, в якій описуються теоретичні відомості за темою роботи; та креслення до роботи. 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 (курсовї роботи) та другий файл з кресленнями (наприклад, ІА-71_18_ Савінов В.А.rar).

4. Навчальні матеріали та ресурси

Базова література

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. Мікропроцесорні та мікроконтролерні системи: Ч.2 «Проектування мікропроцесорних систем» [Електронний ресурс] : підручник для студ. освітньої програми «Інтегровані інформаційні системи» за спеціальністю 126 «Інформаційні системи та технології» / А.О. Новацький ; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові дані (1 файл: 20,3 Мбайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021. – 462 с.
5. 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.
6. 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.
7. Евстифеев А. В. Микроконтроллеры AVR семейства Mega. Руководство пользователя. – М.:Издательский дом «Додэка-XXI», 2007. – 592 с.: ил.
8. 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.
9. 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.
10. «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

12. Голубцов М.С., Кириченкова А.В. Микроконтроллеры AVR: от простого к сложному. – М.: Солон-Пресс, 2005.
13. Трамперт Вольфган. AVR-RISC микроконтроллеры. – Перевод с немецкого. – Киев.: МК – Пресс, 2006.
14. Баранов В.Н. Применения микроконтроллеров AVR: схемы, алгоритмы, программы. – М.: Додэка, 2004.
15. Ревич Ю. В. Практическое программирование микроконтроллеров Atmel AVR на языке ассемблера. – 2-е изд., испр. – СПб.:БХВ-Петербург,2011.
16. Кравченко А. В. 10 практических устройств на AVR-микроконтроллерах. Книга 1 – М.: Издательский дом «Додэка-XXI», К. «МК-Пресс», 2008.
17. Кравченко А. В. 10 практических устройств на AVR-микроконтроллерах. Книга 2 – К. «МК-Пресс», СПб.: «КОРОНА-ВЕК», 2009.
18. Кравченко А. В. 10 практических устройств на AVR-микроконтроллерах. Книга 3 – К. «МК-Пресс», СПб.: «КОРОНА-ВЕК», 2011.
19. Александров Е. К., Грушвицкий Р. И. Микропроцессорные системы: Учебное пособие для вузов. – СПб.: Политехника, 2002.
20. Официальное описание микроконтроллеров XMEGA http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/ic/Atmel/micros/avr_xmega/start.htm
21. Опис CAN-протоколу – http://www.itt-ltd.com/reference/ref_can.html
22. CAN-словарь CAN-dictionaryv2_ru PDF-формат – http://www.can-cia.org
23. Схеми та пояснення роботи CAN контролерів та трансиверів – http://atmel.com
24. CAN-трансивер – https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/PCA82C250.pdf
25. CAN-трансивер – https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/MC33388.pdf
26. Ф’юзі-біти – http://easyelectronics.ru/avr-uchebnyj-kurs-konfiguraciya-fuse-bit.html

Навчальний контент

5. Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)

6. Самостійна робота студента

|||| |-|-|-| |№ з/п|Назва теми, що виноситься на самостійне опрацювання |Кількість годин СРС| |1| Отримання теми та завдання на курсову роботу|1| |2| Підбор та вивчення літератури| 5| |3| Розробка пояснювальної записки| 10| |4| Розробка креслень| 10| |5| Подання курсової роботи на перевірку| 1| |6| Захист курсової роботи| 3| |7| Всього | 30|

Політика та контроль

7. Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Оформлення курсової роботи має відповідати вимогам до оформлення конструкторської документації. Креслення для захисту курсової роботи повинні бути виконані за допомогою комп'ютерних засобів. Зміст ПЗ та креслень мають достатньо повно відображати основні положення, які виносяться на захист.

8. Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)

Система рейтингових балів та критерії оцінювання Поточний рейтинг студента з дисципліни «Електроніка та мікропроцесорна техніка» курсової роботи складається з балів, що він отримує за:

1. виконання графіку курсової роботи;
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 курсової роботи. Ваговий бал – 10. Максимальна кількість балів = 10 балів. Критерії оцінювання Бали Студент чітко дотримувався графіку виконання курсової роботи. 10 Студент не дотримувався графіку виконання курсової роботи при виконанні теоретичної та практичної частин, але вчасно подав курсову роботу на перевірку. 5-9 Студент не дотримувався графіку виконання курсової роботи при виконанні теоретичної та практичної частин, не подав курсову роботу на перевірку у встановлений термін, але представив роботу до терміну захисту. 1-4 Студент не подав курсову в день захисту 0

2. Виконання пояснювальної записки курсової роботи. Ваговий бал – 45 балів. Максимальна кількість балів = 45 балів. Критерії оцінювання Бали Студент при виконанні теоретичного розділу курсової роботи показав глибоке знання предмету, повно і чітко розкрив поставлене питання, проаналізував практичний досвід. 40-45 Оцінка знижується на 25-20 балів у випадку, коли виконано всі перелічені вище вимоги, але по деяким показникам мають місце недоліки непринципового характеру. 15-25 Студент отримує від 10 до 15 балів, коли теоретичне питання викладено загалом правильно, але неповно. 10-15 Теоретична частина роботи студента оцінюється 3-6 балами у випадку коли питання викладено поверхнево, студент показав низькі знання предметної області. 3-6 В інших випадках 0

3. Виконання креслень. Ваговий бал – 15. Максимальна кількість = 15 балів. Критерії оцінювання Бали Студент здійснив усі розрахунки, не допустив помилок, показав хід розрахунків. 10-15 Оцінка знижується на 3-5 балів у випадку, коли виконано всі перелічені вище вимоги, але студент допустив 1-3 помилки у розрахунках. 7-10 Студент отримує від 2 до 4 балів, коли студент здійснив помилки у більшості розрахунків та не показав їх послідовності. 2-4 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 курсової роботи 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 + 45 + 15 + 30 = 100 балів. Необхідною умовою допуску до захисту курсової роботи 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

9. Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)

9.1. Тематика курсової роботи Темою курсової роботи може бути в залежності від завдання, отриманого від керівника на початку семестру, розробка одного з двох типових пристроїв: – обміну інформацією між модулем УСАПП та мікроконтролером; – керування двигуном постійного струму. Крім того, останнім часом збільшується число реальних курсових робіт, виконуваних студентами всіх форм навчання за їх бажанням. Темою цих робіт мають бути розробки і дослідження реальних електронних пристроїв інформаційних систем, що застосовуються в науково-дослідних розробках кафедри і на промислових підприємствах.

9.2. Перелік реальних тем до курсової роботи 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 ІСТ (протокол № 1 від 30.08.2022 р.) Погоджено Методичною комісією факультету (протокол № 1 від 31.09.2022 р.)