Мікропроцесорна техніка в системах обліку енергоресурсів

Курс лекцій
Рішан, О. Й.
Мікропроцесорна техніка [Текст] : курс лекцій для студ. напрямів 6.050701 "Електротехніка та електротехнології" та 6.050202 "Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології"всіх форм навч. / О. Й. Рішан. — К. : НУХТ, 2011. — 93 с. — каф. Автоматизації та комп'ютерно - інтегрованих технологій.
Шифр: 004 Авторський знак: Р57 Форматний №: 7927

 Методичні вказівки до вивч. дисц. та викон. контрол. роботи Рішан, О. Й.
Мікропроцесорна техніка [Текст] : Метод. вказівки до вивч. дисц. та викон. контрол. роботи для студ. напрямів 6.050701 "Електротехніка та електротехнології" та 6.050202 "Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології"усіх форм навч. / О. Й. Рішан. — Київ : НУХТ, 2009. — 32 с. — каф. Автоматизації та комп'ютерно-інтегрованих технологій.
Шифр: 004 Авторський знак: Р57 Форматний №: 7395
 


1. Загальні відомості
Програма вивчення навчальної дисципліни “Мікропроцесорна техніка в системах обліку енергоресурсів” складена відповідно до варіативної частини освітньо-професійної програми підготовки бакалаврів напряму «Електротехніка та електротехнології». Дисципліна відноситься до циклу професійної і практичної підготовки.

Предметом вивчення навчальної дисципліни є принципи та методи побудови мікропроцесорів, їх архітектури, методи і способи надання та опрацювання інформації в мікропроцесорній техніці, основи алгебри логіки та систем числення, структурні елементи мікропроцесора К1816ВМ51 та формати надання чисел у ньому, основи символьної мови програмування мікропроцесора К1816ВМ51, принципи та методи побудови сучасних мікропроцесорних систем та мікропроцесорних контролерів і їх використовування для обліку енергоресурсів, а також керування технологічними процесами в харчовій промисловості.

Міждисциплінарні зв’язки: дана дисципліна спирається на знання, здобуті студентами при вивченні вищої математики, фізики, хімії, теорії ймовірності, електроніки. Подальше застосування одержаних знань та навичок є необхідною складовою частиною курсових та дипломних проектів, що виконуються студентами спеціальностей напряму «Електротехніка та електротехнології».

Мета дисципліни – засвоєння основ мікропроцесорної техніки, засвоєння принципів та методів побудови мікропроцесорних систем обліку енергоресурсів та управління нескладними технологічними процесами, основ програмування на мові асемблер та основ програмування мікропроцесорних контролерів; набуття практичних навичок по вибору технічної структури та розробці алгоритмічного та програмного забезпечення мікропроцесорних систем для обліку енергоресурсів.

Згідно з вимогами освітньо-професійної програми студенти повинні:

знати: основні принципи та методи побудови мікропроцесорів (МП), мікропроцесорних систем (МПС) та мікропроцесорних контролерів (МПК), суть архітектури мікропроцесора. Фізична суть цифрової інформації, її реалізацію в елементах мікропроцесора, основи алгебри логіки та основи систем числення. Формати надання інформації в МПС та основи математичних операцій, які виконуються в МП, МПС та МПК. Структурну схему МП КР1816ВЕ51 та основи програмування на асемблері МП КР1816ВЕ51. Структурні схеми мікропроцесорних контролерів «Ломіконт», ”Mitsubishі –AL” та VIPA і основи програмування на їх технологічних мовах програмування;

вміти: самостійно розробляти прості схеми мікропроцесорних систем для контролю чи регулювання заданого параметру технологічного процесу на базі КР1816ВЕ51. Проводити переведення цифрової інформації із однієї системи числення в іншу, надавати її в різних форматах. Проводити алгебраїчні та логічні операції над одно- та багато- байтовими числами в різних системах числення. Вибрати програмне забезпечення для створюваної мікропроцесорної системи. Розробляти програму на символьній мові, для реалізації створеної мікропроцесорної системи, або на технологічних мовах, при використовуванні контролерів, при вирішенні задачі обліку енергоресурсів та конкретної задачі для автоматичного контролю чи регулювання технологічного процесу. Використовувати ЕОМ при проектуванні та програмуванні мікропроцесорних систем;

мати навички: аналізу і вибору необхідної структури мікропроцесорного контролера чи мікропроцесорної системи для вирішенні задачі обліку енергоресурсів або автоматизації об’єкта, а також вибору необхідного мікропроцесора чи мікропроцесорного контролера та формату даних для їх обробки. Мати навички: у розробці схеми конкретної мікропроцесорної системи або конфігурування мікропроцесорного контролера; проведення математичних та логічних операцій над форматами даних; програмування на мові другого рівня, технологічних мовах,а також використання зовнішнього програмного забезпечення (спеціальних асемблерів) при реалізації задачі обліку енергоресурсів або автоматизації конкретного об’єкта.

Роль у підготовці майбутніх фахівців. Опанування дисципліни дозволить майбутнім фахівцям розробляти проекти, впроваджувати і обслуговувати сучасні мікропроцесорні системи управління обліку енергоресурсів. Лабораторні та практичні заняття з дисципліни побудовані таким чином, щоб студенти на основі знань про загальні принципи технічного і програмного забезпечення промислових контролерів отримали практичні навички роботи з різноманітними контролерами, якими обладнані навчальні лабораторії кафедри: Ломіконт, Mitsubishi-AL; VIPA.. Знання з цієї дисципліни використовуються при виконанні дипломних проектів.

Вимоги до навчальної підготовки студентів. Курс забезпечує стабільні базові теоретичні знання в області мікропроцесорної техніки, вміння та навички побудови мікропроцесорної системи для вирішення конкретної задачі автоматизації нескладного технологічного процесу, а також використовування мікропроцесорних контролерів в системах обліку енергоресурсів та використовування SCADA – програм при побудові АРМ оператора. Курс потребує систематичного вивчення теоретичного матеріалу та його послідовного закріплення шляхом виконання лабораторних і самостійної роботи. Навчання здійснюється у формі лекцій, лабораторних робіт із застосуванням сучасних персональних ЕОМ, контролерів та лабораторного обладнання по їх програмуванню Для успішного опанування даної дисципліни студентам необхідно набути досвід роботи з комп’ютерною технікою, знати основні принципи побудови мікропроцесорної техніки, знати принципи роботи пошукових програм і мати навички роботи в мережі Internet; мати базовий рівень знання англійської мови.

На вивчення навчальної дисципліни відводиться 162 годин / 4,5 кредита ECTS.

2. Інформаційний обсяг навчальної дисципліни

Модуль 1

Змістовий модуль 1. «. Загальні поняття про мікропроцесорну систему та обробку інформації в ній»

Тема 1. Вступ. Загальні поняття про мікропроцесор та його архітектуру; поняття мікропроцесорної системи та мікропроцесорного контролера; їх склад, будова та призначення.
Тема 2. Загальні відомості про надання та обробку інформації в мікропроцесорній техніці; поняття інформації та форми її надання; фізична суть цифрової інформації; будова логічних елементів та їх використання при побудові мікропроцесора.
Тема 3. Основи алгебри логіки та її основні логічні функції; поняття систем числення: двійкова, вісімкова, шістнадцяткова та двійково-десяткова системи числення; основи переведення чисел між ними.
Тема 4. Способи подання інформації для мікропроцесора; поняття доповнення до системи числення і її використання в мікропроцесорі при виконанні алгебраїчних операцій; поняття машинного слова, регістрів, шин; формати подання чисел в мікропроцесор.
Тема 5. Двійкова та двійково-десяткова арифметика, її використання та суть регістра стану (PSW).
Тема 6. Пристрої вводу-виводу інформації в мікропроцесорній системі, поняття шинних драйверів; передача інформації в мікропроцесорному контролері (поняття інтерфейсу).
Тема 7. Пам’ять мікропроцесора та операції з нею; розподіл пам’яті за функціональними призначеннями; суть арифметично-логічного пристрою мікропроцесора.

Змістовий модуль 2. «Сучасні мікропроцесорні контролери, їх програмування та використовування в системах обліку енергоресурсів».

.Тема 8. Основні напрямки розвитку сучасних мікропроцесорних контролерів як засобів автоматизації; МПК КР1816ВЕ51(31): архітектура, призначення регістрів, функціонування МПК.
Тема 9. Поняття програмування МПС, поняття програмного забезпечення МПС, його види.
Тема 10. Основи програмування на мові асемблер; види адресації, формати команд; основні типи команд асемблеру МПК КР1816ВЕ51(31); приклад програмування.
Тема 11. Основні принципи побудови мікропроцесорного контролера, робочий цикл виконання програми та швидкодія.
Тема 12. Програмування сучасних мікропроцесорних контролерів та сучасні місця операторів технологічних ліній.
Тема 13. Системи управління та основні принципи побудови інформаційно-вимірювальних систем обліку енергоресурсів.
Тема 14. Операторський людино-машинний інтерфейс (ММІ), програмне забезпечення SCADA та створення автоматизованих робочих місць (АРМ) операторів систем обліку енергоресурсів.

3. Рекомендована література

Базова
1. Рішан О.Й. Мікропроцесорна техніка: Курс лекцій для студентів напрямів 6.050701 «Електротехніка та електротехнології» та 6.050202 «Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології» всіх форм навчання. – К.: НУХТ, 2011. –92 с.
2. Комп’ютеризована система обліку електричної енергії : мо¬нографія / В. В. Кухарчук, О. М. Заславський. - Вінниця : ВНТУ, 2012. - 152 с.
3. Мікропроцесорна техніка: Підручник /Ю.І. Якименко та інші. – К.:ІВЦ «Видавництво «Політехнака»; «Кондор», 2004. – 440 с.

Допоміжна
4. Корнеев В.В., Киселев А.В.Современные микропроцессоры. – М.: НОЛИДЖ, 2000. – 320 с.
5. Загарий И.Г., Ковзель Н.О.и др. Программирование контроллеров для систем управления. – Харьков: ХНАГХ, 2006. – с 272.
6. Ельперін І.В. Промислові контролери. –К.: НУХТ, 2003. - 230 c.
7. Ладанюк А.П.,Трегуб В.Г., Ельперін І.В., Цюцюра В.Д. Автоматизація технологічних процесів і виробництв харчової промисловості. – Київ, «Аграрна освіта», 2001., 320 c.
Comments