Планы лекций

Предлагаю вашему вниманию краткое содержание всех лекций курса. Это рабочий список, мы будем стараться следовать ему, но вполне возможны некоторые изменения вопросов, в зависимости от ваших пожеланий и наших объективных возможностей.



Лекция 1. Базовая теория

1.0. Введение
- понятие об управлении
- конечные автоматы и дискретное управление
- понятие о встраиваемых системах
- реализация управления с пользовательской точки зрения (PLC, PC, MPS)
- реализация управления с аппаратной точки зрения (MCU, DSP, FPGA)
- некоторые понятия о компьютерных системах (CISC, RISC, память)
- микропроцессоры vs микроконтроллеры

1.1 Что внутри
- микроконтроллеры AVR и ARM
- ядро
- память
- периферия

1.2. Микроконтроллер для программиста
- как программировать
- средства автоматизации программирования
- как общаться с внешним миром
- структура и цикл работы программы
- понятия о системах реального времени
- как реагировать на внешние события

1.3 Микроконтроллер для схемотехника
- питание
- кварц, сброс,
- нагрузочные способности

1.4 Микроконтроллер для конечного пользователя
- производительность,
- круг решаемых задач,
- направления и перспективы развития микроконтроллеров

1.5 Отладочные средства
- компиляторы
- отладочные платы
- симуляторы

1.6 Основы языка Си
- Си vs Pascal

Лекция 2. Порты ввода-вываода и таймеры

2.1 Реализация циклограмм
- что такое циклограмма автомата
- что нужно от микроконтроллера

2.2 Формирование сигналов на выводах микроконтроллера
- обобщенная структура портов микроконтроллера
- порт микроконтроллера AVR
- порт микроконтроллера ARM
- программная настройка портов

2.3 Формирование временных задержек - программно
- как это
- макросы
- недостатки способа

2.4 Формирование временных задержек - аппаратно
- обобщенная структура таймера
- режимы работы таймера
- таймер AVR
- таймер ARM
- программная настройка

2.5 Демонстрация рабочего образца


Лекция 3. Последовательный порт

3.1 Выносной пульт для устройства
- как сделать выносной пульт для управления для автомата
- что нужно от микроконтроллера

3.2 Принципы последовательной передачи данных
- почему последовательно
- передача байта
- протокол - много байтов
- физическая среда передачи

3.3 UART
- обобщенная структура
- настройка скорости передачи
- UART микроконтроллера AVR
- UART микроконтроллера ARM
- программная настройка
- что делать с приемом

3.4 Демонстрация рабочего образца


Лекция 4. Индикация и кнопки

4.1 Точечные светодиоды
- еще раз как подключить светодиод

4.2 Семисегментные индикаторы
- статическая индикация
- динамическая индикация
- программная организация динамической индикации

4.3 Цифро-буквенные ЖКИ
- стандартный интерфейс
- таблица символов
- программная организация

4.4 Кнопки
- подключение
- дребезг
- программная обработка


Лекция 5. Аналоговые интерфейсы

5.1 Стабилизация температуры
- гистерезисная стабилизация
- что нужно от микроконтроллера

5.2 Принципы работы АЦП
- АЦП последовательного приближения
- как подключить сигнал к АЦП

5.3 АЦП
- АЦП в AVR
- АЦП в ARM
- программная обработка

5.4 Демонстрация рабочего образца

5.5 ШИМ как ЦАП
- широтноимпульсная модуляция
- среднее значение
- расчет фильтра

5.6 Таймер в режиме ШИМ
- таймер AVR
- таймер ARM
- программная настройка

5.7 Внешние микросхемы ЦАП
- микросхемы интерфейса токовой петли
- другие микросхемы


Лекция 6. Внешние интерфейсы

6.1 Интерфейс SPI
- что такое
- программная реализация
- SPI периферия AVR
- SPI периферия ARM

6,2 Интерфейс I2C
- что такое
- TWI периферия AVR
- TWI периферия ARM

6.3 Интерфейс 1-Wire
- что такое


Лекция 7. Реализация PID-регуляторов

7.0 Позиционирование электропривода
- задача позиционирования
- что необходимо от микроконтроллера

7.1 Основы теории
- управление линейными системами по ошибке
- от S- к Z-представлению передаточных функций
- дискретный PID-регулятор

7.2 Управление электродвигателем постоянного тока
- еще раз о физике двигателя
- ШИМ-регулирование тока
- микросхемы H-мостов

7.3 PID-регулятор для позиционирования
- простейшая модель двигателя
- понятие о робастности
- вычисление параметров регулятора

7.4 Реализация на микроконтроллере
- рулевая машинка с внутренним регулятором
- код регулятора
- демонстрация рабочего образца


Лекция 8. Еще кое-что об ARM

8.1 Интерфейс USB
- принципы организации интерфейса USB
- физическая среда передачи
- энумерация устройств
- функция USB в ARM
- программная реализация нижнего уровня
- программная реализация верхнего уровня

8.2 Поддержка Ethernet
- общие понятия о сетевых интерфейсах
- Ethernet в модели OSI
- UDP
- TCP/IP
- физическая среда передачи
- программная реализация нижнего уровня
- программная реализация верхнего уровня

8.3 MMU и операционная система Linux
- понятие многозадачности
- MMU
- структурная организация операционных систем
- взаимодействие с устройствами, драйвера
- портированные на ARM версии