Москва +7 (499) 613-7001
Контакты

Москва +7 (499) 613-7001

Санкт-Петербург +7 (812) 971-5100

Екатеринбург +7 (343) 382-0692

Разработка микропрограммного обеспечения для задач управления, согласования интерфейсов, сбора и обработки данных

По заказу предприятий

Учебный план разработал:
Директор УКЦ: Анисимов А. Н.
К.т.н. Скворцов С. П.

Цель: получение базовых знаний и навыков по программированию микроконтроллеров с архитектурой ARM7 и разработке микропрограммного обеспечения на языке С++.
Тема: Разработка микропрограммного обеспечения для задач управления, согласования интерфейсов, сбора и обработки данных.
Срок обучения: 36 ак. часов с включением практических занятий и выполнением итоговой работы.

№ п/п Наименование разделов, дисциплин и тем Всего часов По видам обучения Получаемые навыки
лекции лабораторные занятия
1. Основы построения микропроцессорных систем

  • Этапы развития микропроцессорной техники.
  • Микропроцессорная система: состав, характеристики отдельных элементов.
  • Микропроцессор: устройство, внутренние регистры, регистр состояния и управления, режимы работы микропроцессора. Архитектуры микропроцессорных систем.
  • Архитектура ARM. Достоинства и особенности применения микроконтроллеров ARM7.
  • Режимы работы микропроцессорной системы: программный, по прерываниям, с прямым доступом к памяти (ПДП). Виды и особенности работы в режиме прерываний и ПДП.
  • Особенности обмена данными по цифровым линиям: источники искажений сигналов и методы борьбы с ними.
  • Методы подключения устройств к параллельной шине. Принципы передачи цифровых сигналов по параллельным шинам. Порядок обмена данными между периферийным устройством и процессором по параллельной шине. Достоинства и недостатки параллельной шины.
  • Энергонезависимая и энергозависимая память. Ячейка памяти, адрес ячейки памяти.
  • Адресное пространство микропроцессорной системы.
  • Регистры: запись и считывание данных, выборочное изменение и считывание значений отдельных бит, маскирование, битовые операции.
2 1 1 Умение переводить числа из десятичной в двоичную и шестнадцатеричную систему и обратно, выполнять битовые операции для выборочного изменения, извлечения и перестановки бит, выполнять маскирование группы бит.
2. Программное обеспечение для разработки и отладки микропрограммного обеспечения.

  • Основные программные продукты для ARM-микроконтроллеров. Особенности и аргументы в пользу программирования микроконтроллеров на ассемблере и языках высокого уровня (С, С++).
  • Среда IAR Workbench: графический интерфейс пользователя, механизмы взаимодействия с ядром, этапы и режимы отладки, возможности выявления ошибок в программе.
  • Структура проекта. Параметры проекта. Создание и работа с проектом.
  • Симуляция арифметических операций, адресных пересылок, аппаратно-зависимых функций.
6 5 1 Умение создать проект, разработать и отладить простую программу в среде IAR Workbench.
3. Основы программирования на языке C++.

  • Структура программы. Функции, операторы. Разделители и комментарии в программе.
  • Директивы препроцессора. Заголовочные файлы.
  • Переменные и константы. Области видимости переменных и функций.
  • Переменные целого типа: виды, арифметические операции, операции ввода и вывода.
  • Символьные и логические переменные.
  • Вещественные типы переменных.
  • Явное и неявное преобразование типов.
  • Структурные переменные: массивы, структуры, объединения, битовые поля.
  • Указатели: получение адреса и доступ к переменной по указателю, указатели на функции, массивы указателей, указатели на указатели, управление памятью при помощи операций new и delete.
  • Функции: входные и выходные параметры, способы передачи параметров. Перегрузка функций. Рекурсивные функции.
  • Классы: строение, переменные и методы. Конструктор и деструктор. Определение и вызов переменных и методов класса.
  • Типы переменных и методов. Наследование. Базовый и производный классы. Общее и частное наследование, комбинации доступа к переменным и методам класса. Множественное наследование. Особенности объектно-ориентированного программирования.
  • Многофайловые программы. Библиотеки. Проекты.
8 3 5 Умение использовать базовые конструкции языка С++ для программирования простых задач обработки данных и отлаживать их в среде IAR Workbench.
4. Устройство и программирование микроконтроллеров ARM7.

  • Архитектура микроконтроллера LPC2378.
  • Адресное пространство LPC2378. Регистры устройств периферийной шины.
  • Блок коммутации выводов. Порты микроконтроллера. Задание функций выводов, программирование резисторов pull-up и pull-down.
  • Задание частоты микропроцессора и устройств периферийной шины. Структурная схема формирователя частоты. Блок ФАПЧ. Принцип работы, уравнение умножителем частоты на основе системы ФАПЧ. Вычисление и программирование делителей частоты на входе, выходе и в петле ФАПЧ. Особенности инициализации и запуска ФАПЧ в микроконтроллерах LPC2378. Регистр управления и состояния микропроцессорной системой.
  • Состояния микроконтроллера. Регистры управления. Способы выхода из энергосберегающих режимов.
  • Контроллер линий ввода-вывода общего назначения (GPIO). Программирование направления передачи, считывание состояния линий, управление линиями портов ввода-вывода.
8 3 5 Умение конфигурировать микроконтроллер: задавать частоту системной и периферийной шины, назначение каждого из выводов, управлять цифровыми линиями общего назначения, обмениваться данными с внешней параллельной шиной.
5. Основные периферийные устройства LPC2378.

  • Таймеры-счетчики: режимы счета, совпадения и захвата. Регистры управления и контроля таймеров. Инициализация режимов счета, совпадения и захвата. Использование таймеров для измерения временных интервалов и для генерирования сигналов заданной частоты и скважности. Методы работы с таймерами в режиме программного опроса и прерываний.
  • Контроллер универсального асинхронного приемопередатчика (UART). Форматы передаваемого слова. Методы управления потоком данных: аппаратный и программный. Регистры управления и контроля UART. Алгоритм программирования тактовой частоты UART. Методы работы в режиме программного опроса и прерываний.
  • Контроллер USB. Особенности программирования.
  • Контроллер Ethernet. Особенности программирования.
  • АЦП: основные параметры, регистры управления и контроля, методы работы в режиме программного опроса и в режиме прерываний.
  • ЦАП: регистр управления, основные параметры, особенности работы.
8 3 5 Умение программировать обмен по интерфейсу UART. Умение программировать аналоговый многоканальный ввод и вывод данных.
6. Программирование многозадачных режимов с использованием прерываний.

  • Прерывание. Виды прерываний. Источники прерываний. Порядок выполнения микропроцессором инструкций при возникновении сигнала запроса прерывания.
  • Контроллер векторных прерываний LPC2378: структурная схема, основные регистры. Таблица векторов прерываний. Общий порядок программирования прерываний. Инициализация контроллера векторных прерываний: основные этапы. Инициализация устройства-источника прерываний: основные этапы.
  • Подпрограмма обработки прерываний: основные инструкции.
  • Методы программирования многозадачных режимов с использованием прерываний.
  • Примеры использования прерываний на языке C++ для работы с таймерами и UART.
  • Примеры программирования задач цифровой обработки сигналов на микроконтроллере LPC2378: медианная фильтрация, нормализация, выделение подполосных составляющих и очистка сигнала от шума на основе быстрого вейвлет-преобразования.
8 3 5 Умение программировать на основе прерываний многозадачные режимы для:
  • согласования интерфейсов (на примере двух интерфейсов UART с различными скоростями обмена);
  • генерирования сигнала с заданной амплитудой и скважностью;
  • цифровой фильтрации и выделения подполосных составляющих сигнала в реальном масштабе времени

ИТОГО: 40 14 26

Возврат к списку

 
ФИО*

Email*

Телефон*

Организация*

 
ФИО*

Email*

Телефон*

Организация*

 
ФИО*

Email*

Телефон*

Организация*

Обратная связь

Оставьте Ваши данные и мы свяжемся с Вами