Микропроцессорные системы управления транспортных средств

Вводная лекция по дисциплине «Микропроцессорные системы управления транспортных средств»  Здравствуйте! Меня зовут Палагута Константин Алексеевич, я работаю профессором на кафедре «Автоматика, информатика и системы управления» и буду вести у вас ряд дисциплин, к продолжению изучения второй из которых мы сейчас приступаем. Эта дисциплина называется «Микропроцессорные системы управления транспортных средств» и изучается на протяжении двух семестров. Основная цель дисциплины, входящей в состав дисциплин специализации, заключается в изучении принципов построения микропроцессорных систем управления (МПСУ), их структуры, состава, работы отдельных блоков микроконтроллеров, а также языков ассемблера микропроцессора К1810ВМ86 и микроконтроллера 68HC908GP32. К числу задач дисциплины относятся: овладение теоретическими и практическими методами анализа и разработки микропроцессорных систем, обоснование выбора элементной базы микропроцессорных систем, получение навыков разработки блок-схем алгоритмов, а также разработки и отладки программного обеспечения микропроцессорных систем на языке ассемблера. В результате изучения дисциплины студенты должны знать: -этапы разработки МПСУ; - структуру и состав МПСУ; - принципы взаимодействия и подключения различных узлов МПСУ; - методы расширения адресного пространства; - устройство, работу и программирование основных интерфейсных БИС; - устройство и работу современных микроконтроллеров; - особенности языка ассемблера микропроцессора К1810ВМ86; - язык ассемблера микроконтроллера 68HC908GP32; -структурные схемы систем управления двигателем внутреннего сгорания и другими системами автомобиля. В результате изучения дисциплины студенты должны уметь: - разрабатывать структуру МПСУ; - выбирать основные элементы МПСУ, используя справочную литературу; - разрабатывать блок-схему, алгоритмы работы МПСУ; - программировать основные интерфейсные БИС; - анализировать принципиальные электрические схемы МПСУ; - программировать микроконтроллер 68HC908GP32. Из предшествующих дисциплин необходимо знать следующие: 1. Микропроцессоры и интерфейсные средства; 2. Вычислительные машины, системы и сети Дисциплина изучается два семестра: В весеннем семестре изучаются темы с седьмой по девятую, лекции запланированы по темам 7 и 8, тема 9 изучается самостоятельно по учебному пособию, которое охватывает материал всей дисциплины. Это учебное пособие будет вам предоставлено в электронном виде. По теме 8, это микроконтроллер68HC908GP32, предусмотрены семинары. В этом же весеннем семестре студенты должны выполнить курсовую работу, которая предусматривает самостоятельную проработку микропроцессорной системы контроля или управления. Заканчивается изучение материала в этом семестре экзаменом. Рассмотрим более подробно тематическое содержание дисциплины: Тема 7. Интерфейсные БИС Параллельный порт КР580ВВ55. Назначение и основные характеристики, структурная схема, подключение к системной магистрали, основные сигналы, режимы работы, формат управляющего слова, временные диаграммы, программирование. Последовательный порт КР580ВВ51. Назначение и основные характеристики, структурная схема, подключение к системной магистрали, основные сигналы, режимы работы, управляющее слово, слово состояния, временные диаграммы, программирование. Программируемый таймер КР580ВИ53. Назначение и основные характеристики, структурная схема, подключение к системной магистрали, основные сигналы, режимы работы, управляющее слово, временные диаграммы, функции сигнала GATE. Программируемый контроллер прерываний КР580ВН59А. Назначение и основные характеристики, структурная схема, подключение к системной магистрали, каскадирование, основные сигналы. Программируемый контроллер прямого доступа к памяти КР580ВТ57. Назначение и основные характеристики, структурная схема, подключение к системной магистрали, основные сигналы. Тема 8. Микроконтроллеры Определение и структура микроконтроллера, 8-, 16- и 32-разрядные микроконтроллеры. Принстонская и Гарвардская архитектура, RISC и CISC процессоры. Семейства и производители 8-разрядных микроконтроллеров: - MCS-8051 (компании Dallas Semiconductor, Philips и др.); - PicMicro компании Microchip; - AT Mega компании Atmel; - AVR компании Atmel; - 68HC05/705, 68HC08/908, 68HC11/711 компании Motorola. Микроконтроллеры семейства 68HC08/908. Общая структура и номенклатура. Микроконтроллер 68HC908PG32, его структура и характеристики. Процессорный модуль CPU 08, регистровая модель, способы адресации; команды пересылки, арифметических и логических операций, сдвигов, байтовых операций и установки признаков, управления программой и процессором. Начальный запуск и обработка прерываний, реализация прерываний, модель управления внешним прерыванием. Режимы работы микроконтроллера: - рабочий режим; - режим ожидания; - режим останова; - режим отладки. Организация и программирование памяти. Распределение адресного пространства, стирание и программирование Flash-памяти. Параллельные порты ввода-вывода данных. Модуль асинхронного последовательного интерфейса SCI08. Таймерные модули (TIM08, TBM08). Модуль аналого-цифрового преобразования ADC08. Другие служебные и периферийные модули (сторожевой таймер COP08, модуль обслуживания клавиатуры KBI08, модуль контроля напряжения питания LVI08, модуль прерывания в контрольной точке BREAK08). Использование микроконтроллеров для управления электродвигателями. Коммуникационные микроконтроллеры. Тема 9. Особенности построения микропроцессорной системы управления блоками автомобиля Структурная схема двухпроцессорной системы управления двигателем, принцип действия, используемые сигналы, работа при выходе из строя одного из процессоров. Многопроцессорная система. Управление АБС, климатом, подвеской. В заключение для более глубокого изучения материала дисциплины хочу всем порекомендовать следующие источники информации: Основная литература 1. Палагута К.А. Микроконтроллеры в системах управления современных автомобилей :учеб. пособие для вузов. МГИУ, 2007 2. Пинский Ф.И. Микропроцессорные системы управления автомобильными двигателями внутреннего сгорания :учеб. пособие для вузов. / Давтян Р.И., Черняк Б.Я. Легион-автодата, 2002 3. Микропроцессорные системы :учеб. пособие для вузов. / Александров Е.К., Грушвицкий Р.И., Куприянов М.С. и др.; под ред. Д.В. Пузанкова Политехника, 2002 4. Палагута К.А. Микропроцессорные системы управления транспортных средств. МГИУ, 2009 Периодические издания 1. Журнал Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2. Журнал Современные технологии автоматизации.  3. Журнал Мир ПК. Ресурсы интернет 1. Консультативный центр по микроконтроллерам. (www.cec-mc.ru)