Характеристики учебной дисциплины
4.1 Цель курса – овладение общими знаниями по архитектуре микропроцессоров, навыками настройки взаимодействия регистров специального назначения при выполнении определенных задач, программированием на Ассемблере простейших задач технологического и электроэнергетического управления и логических операций РЗА.
4.2 Задачи курса – изучение архитектуры МК, схем основных специализированных регистров, взаимодействия регистров при выполнении определенных задач за счет изменения их настройки, основных команд Ассемблера, позволяющих программировать задачи арифметических и логических операций, работы с массивами данных, организации условных и безусловных переходов, циклов, таймеров, обработки внешних и внутренних прерываний, использования АЦП.
Описание курса
Дисциплина рассчитана на студентов специальностей «5В071800 -Электроэнергетика» и «5В081200 – Энергоснабжение сельского хозяйства».
Современная аппаратура измерения, учета энергии, релейной защиты и противоаварийной автоматики в электроэнергетике реализуется на цифровой основе с использованием микропроцессорной (МП) техники: различных типов микроконтроллеров (МК). Несмотря на различие конкретных реализаций МК производителей, всем им присущи общие принципы архитектуры. Изложение материала ориентировано на МК PIC16F87x компании Microсhip Technology Incorporatid. На этом же МК реализован лабораторный практикум с использованием стенда УМК-7. Рассматриваются основные характеристики микроконтроллера, организация энергозависимой и энергонезависимой памяти, взаимодействие регистров специального назначения при выполнении определенных задач путем изменения их настройки, работа специализированных модулей в периферийных устройствах. Для понимания целесообразности использования МП техники в электроэнергетике в дисциплине рассматриваются вопросы измерения информации, преобразования аналоговых сигналов в цифровые.
По окончании курса "МП в электроэнергетике" студент должен
иметь представление:
· о современных и перспективных возможностях МП;
· об области применения МП;
· об архитектуре МП;
· о видах АЦП и ЦАП;
· об интерфейсах, позволяющих сопрягать МП с сетями сбора и передачи информации;
знать:
· организацию памяти программ и данных МК;
· назначение основных РСН и их разрядов;
· синтаксис и орфографию при написании текста программ на Ассемблере;
· функции основных команд Ассемблера;
уметь:
· объяснить блок-схему работы регистра или модуля МК;
· на основании блок-схемы алгоритма задачи написать текст программы на Ассемблере;
· производить отладку программы с устранением допущенных ошибок.
Содержание курса
Лекции
| Лек | Тема | Номер источника |
| Назначение и области применения микропро-цессорных устройств. Основные характеристики микропроцессора и архитектура. Организация памяти в микроконтроллерах PIC. FLASH память программ и память EEPROM данных. Страницы памяти программ. | Конспект, Л.1, 2, 3 | |
| Регистры общего назначения. Регистры специального назначения. Регистры PCLATH и PCL. Вычисляемый переход. Стек. Косвенная адресация. Регистры INDF и FSR Порты ввода/вывода. Назначение выводов. | Конспект, Л.1, 2, 3 | |
| Запись/чтение в/из EEPROM память данных и в/из FLASH память программ. Защита кода программы. Назначение таймеров. Таймеры вложенные, TMR0, TMR1, TMR2. Настройка тактового генератора. Сброс POR и BOR. Назначение и организация прерываний. | Конспект, Л.1, 2, 3 | |
| Преобразования сигналов. Назначение АЦП. Модуль 10-разрядного АЦП. | Конспект, Л.1, 2, 3 | |
| Логика алгебры. Основные функции. Система команд МК. Интегрированная среда проектирования MPLAB-IDE. | Конспект, Л.1, 2, 3 | |
| Настройка выводов портов ввода-вывода. | Конспект, Л.1, 2, 3 | |
| Электрические характеристики. Типы буферов. | Конспект, Л.1, 2, 3 | |
| Примеры использования МП в электроэнергетике. | Конспект, Л.1, 2, 3 |
Перечень лабораторных работ
| Лаб. раб | Тема | Номер и раздел источника |
| Системы счислений. Карта памяти данных в МК | Л.1, 3 | |
| Написание и организация программ на Assembler для PIC16F87x. Изучение среды MPLAB. | Л.3 | |
| Сложение, вычитание. Логика | Л.3 | |
| Таймеры. Встроенные таймеры | Л.3, 9 | |
| Таймер TMR1 | Л.3, 9 | |
| Обработка внутренних прерываний. TMR0 | Л.3, 9 | |
| Обработка внешних прерываний | Л.3, 9 | |
| Преобразование аналоговых сигналов. АЦП | Л.3, 9 |
