Спецкурсы
Микроконтроллеры в управлении экспериментальными установками
Лектор
Вячеслав Владимирович Снегирев
Старший научный сотрудник, к.ф.-м.н.
Аннотация
При построении систем автоматизированного управления современным физическим экспериментом весьма актуальной является задача конструирования радиоэлектронных устройств для создаваемых уникальных экспериментальных установок. Учитывая, что довольно часто возникают специфические задачи управления установками или создание дополнительных устройств, приобретение которых в готовым виде сопряжено с большими финансовыми затратами, а зачастую и невозможно в силу специфичности задачи. В такой ситуации становится весьма актуально умение разработать и создать относительно несложное устройство, предназначенное для выполнение конкретной задачи. Использование современных микроконтроллеров, сочетающих высокую вычислительную мощность, разветвленность встроенных на кристалле периферийных устройств и весьма низкую цену позволяет решать достаточно сложные задачи при невысоких затратах.
Программа курса
- Цели и задачи разработки и применения микроконтроллеров в системах автоматизации физического эксперимента.
- Структура современных микроконтроллеров. Периферийные устройства на кристалле. Организация памяти. Гарвардская и фон Неймана архитектуры памяти. Разрядность АЛУ.
- Основные архитектуры современных 8-ми и 32 битных микроконтроллеров. Intel I51, AVR8, ARM.
- Основы двоичной арифметики. Отрицательные числа. Адресное пространство, прямая и косвенная адресация.
- Прерывания по внешним событиям, таймеры, прямой доступ к памяти, стек, регистры состояния.
- Основы программирования на С и С++: переменные, указатели массивы, структуры.
- Основы программирования на С и С++: операторы цикла, классы, перегрузка операторов.
- Микроконтроллерные отладочные модули и одноплатные микроконтроллеры. Raspberry Pi, STM Discovery, Arduino. Средства программирования и отладки.
- Практическое занятия на базе платформы Arduino.