ОБЗОР УЧЕБНО-ЛАБОРАТОРНЫХ СТЕНДОВ ДЛЯ РАБОТЫ С МИКРОПРОЦЕССОРАМИ Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

УДК 004.3

ОБЗОР УЧЕБНО-ЛАБОРАТОРНЫХ СТЕНДОВ ДЛЯ РАБОТЫ С МИКРОПРОЦЕССОРАМИ

Е. В. Шуткина Научный руководитель - А.В. Лаврищев

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: elizaveta-shutkina@mail.ru

В данной статье проведен обзор учебно-лабораторных стендов различных комплектаций, оснащенных на базе разных микроконтроллерах.

Ключевые слова: микропроцессор, датчики, микроконтроллер, лабораторные работы, обучение.

OVERVIEW OF EDUCATIONAL AND LABORATORY STANDS FOR WORKING

WITH MICROPROCESSORS

E. V. Shutkina Scientific supervisor - A.V. Lavrishchev

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: elizaveta-shutkina@mail.ru

This article provides an overview of educational and laboratory stands of various configurations equipped on the basis of different microcontrollers.

Keywords: microprocessor, sensors, microcontroller, laboratory work, training.

Микропроцессор - устройство обработки цифровой и аналоговой информации, основная часть аппаратного контроля системы, а заодно и главный инструмент, способный проводить арифметические и логические операции, записанные с использованием машинного кода. Назначение микропроцессора заключается в считывании каждой команды из памяти, ее декодировании и выполнении. ЦПУ обрабатывает данные согласно инструкциям программы в форме логических и арифметических операций. Информация извлекается из памяти или поступает из устройства ввода, и результат обработки сохраняется в памяти или доставляется на соответствующее устройство вывода так, как это указано в командах [1].

Лабораторный стенд на микроконтроллере является отличным решение для обучения студентов в технических ВУЗах, так как является готовым портативным и доступным в понимании устройством на микроконтроллере для начинающих их осваивать. Стенд может быть использован студентами как основа для дипломного проектирования или для научно-исследовательской работы в бакалавриате или магистратуре. Кроме того, учебно-лабораторные стенды полезны не только для студентов, но и для преподавателей, которые смогут дать более углубленные знания об оборудовании в изучаемой области. Также на базе стенда на микропроцессоре возможна разработка промышленных автоматизированных систем.

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2022. Том 2

Для начала рассмотрим такой учебно-лабораторный стенд как «LESO1».

Учебный лабораторный стенд LESO1 построен на базе микроконтроллера ADuC842 фирмы Analog Devices. Микроконтроллер содержит 12-разрядные прецизионные АЦП и ЦАП, встроенный высокоскоростной МК с FLASH-ЭРПЗУ на 62КБ. Преимущества данного стенда заключается в том, что программирование осуществляется через порт USB, не требуется дополнительного источника питания и все периферийные устройства подключены непосредственно к микроконтроллеру [2].

Структура учебного стенда оптимизирована для поэтапного, от простого к сложному, освоения микроконтроллерных систем.

Стенд содержит следующую периферию:

- жидкокристаллический символьный индикатор 8х2;

- матричную клавиатуру 4х3;

- часы реального времени PCF8583;

- излучатель звука;

- датчик температуры DS18B20;

- инфракрасный фотоприемник TSOP1736;

- четыре красных светодиода;

- микросхему преобразования интерфейсов фирмы FTDI.

Учебный лабораторный стенд «Основы цифровой электроники и микропроцессорной техники» позволяет произвести более 30 лабораторных работ по исследованию, управлению и тестированию [3].

Имеет следующие технические характеристики:

- потребляемая мощность, В 100;

- электропитание: от однофазной сети переменного тока с рабочим нулевым и защитным проводниками напряжением, В 220, частота, Гц 50;

- класс защиты от поражения электрическим током, I;

- диапазон рабочих температур, °С +10 ... +35;

- относительная влажность воздуха, %, при +25 °С до 80;

- габаритные размеры, мм: длина (по фронту) 1100, ширина (ортогонально фронту) 600, высота 1400;

- масса, кг 15;

- количество человек, которое одновременно и активно может работать на комплект 2.

Типовой комплект учебного оборудования "Микропроцессорные системы",

исполнение стендовое компьютерное, МПС-СК. Стенд, созданный кампанией ООО НПП ''Учтех-Профи'' Производство и поставка современных учебных лабораторий (кабинетов), стендов, тренажеров, эмуляторов и интерактивных наглядных пособий. Также, лабораторный стенд позволяет изучить программирование микроконтроллеров ATmega8535 семейства AVR, выпускаемых фирмой Atmel. Это высокопроизводительный маломощный 8-разрядный микроконтроллер на базе RISC, сочетающий 8 кБ программируемой флэш-памяти, 544 Б SRAM, 512 байт EEPROM и 8-канальный 10-битный аналого-цифровой преобразователь [4].

Стенд имеет следующий состав:

- Модули: питания стенда; микроконтроллер; программируемая логическая матрица; микроконтроллер Microchip;

- Персональный компьютер;

- Лабораторный стол;

- Комплект силовых кабелей и соединительных проводов;

- Программное обеспечение (flash-диск);

- Техническое описание лабораторного стенда;

- Методические указания к проведению лабораторных работ.

Существует огромное разнообразие учебно-лабораторных стендов, поэтому, при выборе, важно понимать объем лабораторных работ их специфику и особенности и выбирать именно то, что в полной мере позволит выполнять лабораторные работы. Кроме того, при выборе, следует учитывать стоимость лабораторной установки и ее обслуживания.

В нашем университете отсутствуют учебно-лабораторные стенды для выполнения лабораторных работ по курсу «Программирование микропроцессоров», который читается на 4 курсе очного обучения, поэтому в дальнейшем будет разрабатываться стенд для 18 лабораторных работ.

Библиографические ссылки

1. Микропроцессор: что нужно знать начинающим электронщикам [Электронный ресурс]. URL: https://arduinoplus.ru/mikroprocessor/ (дата обращения: 03.04.2022).

2. Учебный лабораторный стенд на микроконтроллере ADuC842 - LESO1 [Электронный ресурс]. URL: http://www.labfor.ru/devices/leso1 (дата обращения: 03.04.2022).

3. Учебный лабораторный стенд «Основы цифровой электроники и микропроцессорной техники» [Электронный ресурс]. URL: http:// https://www.vrnlab.ru/catalog_item/laboratornyy-stend-dlya-provedeniya-prakticheskikh-rabot-po-tsifrovoy-elektronike-i-mikroprotsessorn/ (дата обращения: 03.04.2022).

4. Типовой комплекс учебного оборудования «Микропроцессорные системы», исполнение стендовое компьютерное, МПС-СК [Электронный ресурс]. https://labstand.ru/catalog/mikroprotsessornye_sistemy_upravleniya/tipovoy_komplekt_uchebnogo _oborudovaniya_mikroprotsessornye_sistemy_ispolnenie_stendovoe_kompyuterno_7698 (дата обращения: 03.04.2022).

© Шуткина Е. В., 2022