• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Учебные курсы

учебные курсы

Бакалавриат, 2021 – 2022 уч. год

НазваниеОбъем занятий в лабораторииКурс, модули
1Схемотехника 32 час *7 групп*2 подгруппы = 448 час

3-й курс, 1, 2 модуль

2Микроконтроллерные системы 28 час*1 группа*2 подгруппы = 56 час

3-й курс, 3, 4 модуль

3Функциональные узлы и компоненты систем управления 40 час*1 группа*2 полгруппы = 80 час

3-й курс, 3, 4 модуль

4Встроенные и распределенные системы контроля и управления 40 час*1 группа*2 полгруппы = 80 час

4-й курс, 1-3 модуль

5Стандартные и специализированные интерфейсы 32 час*1 группа*2 подгруппы = 64 час

4-й курс, 1, 2 модуль

6Цифровая обработка сигналов 48 час*1 группа*2 подгруппы = 96 час

4 курс, 1-3 модуль

 

Всего: 824 академ. часа.

412 практических занятий в лаборатории по расписанию

 


Схемотехника. Базовая дисциплина

Целью курса является приобретение студентами теоретических знаний и практических навыков в области разработки аналоговых и цифровых электронных устройств. В курсе изучаются принципы построения и схемотехника электронных устройств. Основное внимание уделяется вопросам проектирования аналоговых и цифровых устройств с учетом требований обеспечения стабильности параметров в заданном диапазоне частот аналоговых и импульсных сигналов, при изменении температуры окружающей среды, отклонениях параметров элементов, воздействии внешних и внутренних помех.

Микроконтроллерные системы. Дисциплина специализации.

Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла подготовки бакалавров по направлению «Информатика и вычислительная техника» и преподается в 3, 4 модуле 3 курса. Дисциплина предполагает изучение принципов построения, архитектуры, структурных и алгоритмических решений современных микроконтроллерных платформ, освоение методик и инструментальных средств разработки и отладки аппаратного и программного обеспечения микроконтроллерных устройств и систем различного функционального назначения.

Функциональные узлы и компоненты систем управления. Дисциплина специализации.

Целью курса является усвоение студентами назначения двигательной, управляющей, сенсорной и информационной составляющих систем управления. В курсе изучаются устройство и методы управления приводами, принципы работы датчиков различных физических величин, назначении и устройство элементов сопряжения и управления. Практические занятия направлены на формирование у студентов навыков разработки и отладки средств сопряжения с датчиками, элементов силовой электроники, управления приводами.

Встроенные и распределенные системы контроля и управления. Дисциплина специализации.

Курс посвящен техническим аспектам организации автоматических и автоматизированных систем управления. Цель курса - усвоение студентами задач систем контроля и управления, их состава и характеристик, понимание принципов построения, функционального назначения технических средств систем, изучение архитектуры, получение практики программирования микроконтроллеров ARM, получение знаний и навыков в области встраиваемых систем. На занятиях изучается работа устройств связи с объектом, элементы теории управления и регулирования, использование каналов передачи данных для построения распределенных систем.

Стандартные и специализированные интерфейсы. Дисциплина специализации.

Целью курса является усвоение студентами понятий «Интерфейс», «Стык», «Протокол», понятий конструктивной, программной и электрической совместимости, вариантов аппаратной и программной реализации обмена данными в рамках одного устройства и системы, изучение приборных и коммуникационных интерфейсов, ознакомление с интерфейсами промышленных систем сбора данных и управления, освоение интерфейсов виртуальных приборов. Практические занятия направлены на формирование у студентов навыков разработки и отладки программных и аппаратных средств сопряжения, необходимых для обмена информацией по предложенному в задании интерфейсу.

Цифровая обработка сигналов. Дисциплина специализации.

Целью курса является изучение основных положений теории цифровой обработки сигналов, основ аналитических и численных методов расчета и анализа цифровых преобразователей сигналов и развитие навыков проектирования цифровых преобразователей сигналов. В курсе рассматривается основы анализа сигналов, спектральный анализ, аналоговые и дискретные системы. При изучении дисциплины внимание уделяться решению следующих задач: теоретической подготовке в области цифровой обработки сигналов, практическому применению знаний для спектрального и корреляционного анализов, а также для проектирования цифровых фильтров.

Темы практических занятий

1. Курс Схемотехника

- Исследование статических и динамических параметров электронных ключей.

- Исследование операционных схем.

- Исследование активных фильтров на операционных усилителях.

- Частотная коррекция аналоговых устройств.

- Исследование комбинационных цифровых устройств.

- Исследование последовательностных цифровых устройств.

- Исследование дешифраторов и мультиплексоров.

- Исследование счетчиков импульсов и регистров сдвига.

- Исследование буферных регистров и оперативных запоминающих устройств.

- Исследование арифметико-логического устройства.

2. Курс Микроконтроллерные системы

- Разработка алгоритма и программы ввода с клавиатуры и отображения заданного набора символов.

- Разработка алгоритма и программы преобразования чисел из десятичного в двоичный формат.

- Разработка алгоритма и программы чтения и вывода данных на экран ПК.

- Разработка алгоритма и программы цифрового таймера.

- Разработка алгоритма и программы двоичного, восьмеричного и десятичного калькуляторов.

- Разработка алгоритма и программы сравнения двоичного, восьмеричного и десятичного представлений чисел.

- Разработка алгоритма и программы измерения и отображения на дисплее величины входного постоянного напряжения.

- Разработка алгоритма и программы измерений и отображения на дисплее частоты и амплитуды входного импульсного сигнала.

- Разработка алгоритма и программы сигнализации выхода сигнала за допустимые границы.

3. Курс Функциональные узлы и компоненты систем управления

- Изучить основные и дополнительные методы анализа схем, доступные в среде схемотехнического моделирования MicroCap на примере усилительного каскада.

Создать и использовать несколько функциональных блоков в среде схемотехнического моделирования MicroCap.

- Исследовать предложенную преподавателем схему силового выпрямителя в среде схемотехнического моделирования MicroCap.

- Исследовать статические и динамические характеристики силового ключа на биполярном транзисторе в среде схемотехнического моделирования MicroCap.

- Исследовать статические и динамические характеристики тиристора. Исследовать работу регулятора мощности (диммера) в среде схемотехнического моделирования MicroCap.

- Провести моделирование линейного источника питания в среде схемотехнического моделирования MicroCap.

- Провести моделирование обратноходового преобразователя в среде схемотехнического моделирования MicroCap.

- Провести моделирование двухтактного импульсного преобразователя в среде схемотехнического моделирования MicroCap.

- Разработать схему стабилизатора напряжения на стабилитроне и операционном усилителе с заданными параметрами. Собрать макет схемы, выполнить отладку макета. Провести испытания макета. Измерить коэффициент стабилизации устройства.

- Провести моделирование измерительных схем с резистивными и емкостными датчиками перемещений.

- Провести моделирование измерительных схем с фотоэлектрическими датчиками перемещений.

- Провести моделирование измерительных схем с датчиками на основе эффекта Холла.

4. Курс Встроенные и распределенные системы контроля и управления

Темы практических занятий в 1 и 2 модулях:

- Изучение отладочной платы МИЛАНДР для работы с микроконтроллерами серии К1986ВЕ9х и приобретение навыков работы в интегрированной среде разработки Keil µVision:

- Управление портами микроконтроллера,

- Обработка внешних прерываний на примере обработчика нажатия кнопки,

- Обработка прерываний от таймера,

- Работа с модулями ЦАП и АЦП в микроконтроллерах семейства К1986ВЕ9х,

- Изучение работы с модулем UART микроконтроллера в микроконтроллерах семейства К1986ВЕ9х,

- Чтение и запись Flash-памяти в микроконтроллерах семейства К1986ВЕ9х.

Тематика заданий текущего контроля – темы практических занятий в 3 модуле:

- Разработать виртуальный вольтметр. Измерение постоянного и переменного напряжения в диапазоне 0…100 В. Управление прибором и индикация на ПК. Разработать API для доступа к функциям прибора из пользовательского приложения.

- Разработать генератор сигналов синусоидальной, треугольной, пилообразной формы. Диапазон выходного напряжения -10 В … +10 В, верхняя частота: 20 кГц. Управление прибором и индикация на ПК.

- Разработать двухканальный управляемый источник тока. Диапазон тока 0…+ 2 А. Управление прибором и индикация на ПК.

- Разработать двухканальный управляемый источник напряжения. Диапазон выходного напряжения 0…+15 В. Управление прибором и индикация на ПК.

- Разработать систему мониторинга параметров окружающей среды. Управление прибором и индикация на ПК. Разработать API для доступа к функциям системы из пользовательского приложения.

-  Разработать систему питания стендов лаборатории (6 мест) с защитой от коротких замыканий. Управление системой и индикация на ПК.

-  Разработать систему контроля управления доступом в лабораторию на основе ключей TM и RFID.

- На базе осциллографа и генератора RIGOL разработать и отладить работу системы контроля одного из статических и динамических параметров ОУ по заданию преподавателя.

5. Курс Стандартные и специализированные интерфейсы

- Особенности разработки встраиваемого ПО для микроконтроллеров в среде разработки MikroC MikroElektronika (название в оригинале). Создание нового проекта. Добавление модулей в проект. Предопределенные типы данных. Объявления переменных. Объявление прерываний. Ассемблерные вставки в исходный код. Пример программы управления светодиодами. Прошивка программы в микроконтроллер.

- Изучение интерфейса SPI: Изучение модуля SPI в контроллере AT89S5953, разработка ПО для управления ЦАП MCP4921, АЦП MCP3804 по SPI. Отладка разработанного ПО на стенде.

- Изучение интерфейсов LCD дисплеев. Разработка программ управления матричным дисплеем 2х16 и графическим дисплеем 128x64. Отладка разработанного ПО. Вывод результатов измерения напряжения (предыдущая лабораторная работа) на дисплей в текстовом и графическом форматах.

- Изучение интерфейса OneWire. Разработка и отладка ПО для чтения ключей DS1990 на стендах.

- Изучение обмена по UART. Разработка и отладка на стенде ПО для двунаправленного обмена данными по UART с ПК.

- Изучение работы RS485. Используя модуль RS485 стенда разработать и отладить ПО для управления контроллером в сети. Длина данных 9 бит. Девятый бит использовать как адрес устройства. Предложить формат сообщения.

- Изучение обмена по протоколу Modbus RTU. Разработать и отладить ПО Master и Slave устройств шины Modbus.

- Реализация протоколов Centronics и Nibble Mode IEEE 1284 на стендах лаборатории. Предложить и реализовать схему сопряжения устройств, написать и отладить ПО, реализующее обмен данными.

- Изучение интерфейса CAN. Изучить описание CAN-модуля стенда. Разработать и отладить программы управления CAN-модулем стенда.

- Управление Ethernet-модулем стенда. Разработать и отладить ПО, управляющее модулем ENC28J60.

6. Курс Цифровая обработка сигналов

Практические занятий в 1 модуле выполняются в программе Mathcad

- Основные операции в Mathcad для задачи анализа сигналов.

- Исследование спектров гармонических функций.

- Преобразования Фурье периодических импульсных сигналов различной формы.

- Исследование зависимости спектров от параметров прямоугольных импульсов.

- Исследование эффекта наложения спектров при изменении частоты дискретизации.

- Исследование спектров непрерывных сигналов с различными видами модуляции.

Практические занятий во 2 и 3 модулях выполняются в программе MATLAB

- Назначение, функции, справочная система программы MATLAB.

- Построение графиков, спектральный анализ сигналов.

- Моделирование сигналов, прямое и обратное преобразование Фурье.

- Моделирование аналогового и цифрового фильтра.

- Проектирование цифровых фильтров (расчет коэффициентов фильтра с трансверсальной структурой).

- Практикум по разработке алгоритма и программы цифрового фильтра

для реализации на ПК или на микроконтроллере, в соответствии с заданием.


 

Нашли опечатку?
Выделите её, нажмите Ctrl+Enter и отправьте нам уведомление. Спасибо за участие!
Сервис предназначен только для отправки сообщений об орфографических и пунктуационных ошибках.