Аннотация 4
ВВЕДЕНИЕ 5
1. БАЗОВЫЕ ПОНЯТИЯ О МИКРОКОНТРОЛЛЕРАХ 7
1.1. Микроконтроллеры STM32 10
1.2. Особенности программирования микроконтроллеров STM32 12
1.3. Основные сведения о широтно - импульсной модуляции 26
2. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА 29
2.1. Описание среды программирования 32
2.2. Разработка комплекса лабораторных работ 34
2.3. Указания по выполнению лабораторной работы 1 35
2.4. Характеристика лабораторной работы 2 43
2.5. Характеристика лабораторной работы 3 46
2.6. Характеристика лабораторной работы 4 49
2.7. Характеристика лабораторной работы 5 51
2.8. Характеристика лабораторной работы 6 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 59
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
ПРИЛОЖЕНИЕ Д
В век научно-технического прогресса основной упор образования должен ставиться на развитие технического мышления у обучаемых. Необходимо обеспечить применение теоретических знаний на практике, именно на практике обучаемые смогут развить необходимые им в дальнейшем навыки и компетенции.
Использование обучающего оборудования в процессе обучения, даёт возможность закрепить полученные на теоретических уроках знания. Лабораторные стенды позволяют проводить работы близкие к реальной производственной деятельности, это придает процессу обучения особый стиль и вызывает больший интерес у студентов.
В современном мире системы управления электроприводом строятся в основном на микроконтроллерах. Микроконтроллер представляет собой систему «на одном кристалле», при минимальной стоимости имеет в себе массу периферийных устройств. Программирование микроконтроллера означает написание алгоритма с помощью специального языка программирования и запись его в память контроллера.
В качестве выпускной квалификационной работы был разработан лабораторный стенд по изучению возможностей программирования микроконтроллеров фирмы STMicroelectronics - STM32. Специализированного оборудования для изучения автоматики в электроприводе в учебных заведениях практически нет, данный лабораторный стенд был создан с целью показать обучаемым в реальности то, что они видели в книгах по электроприводу. Лабораторные работы, которые студенты смогут на нем проводить будут посвящены исследованиям широтно-импульсной модуляции при помощи данных микроконтроллеров. Исследования ШИМ и общее знакомство с микропроцессорной техникой даст возможность обучаемым лучше ориентироваться в вопросах о системах управления электроприводом.
Актуальность темы обусловлена:
• развитием микропроцессорной техники в качестве систем управления;
• применением частотно-регулируемого электропривода во всех отраслях промышленности;
• развитием полупроводниковой преобразовательной техники;
• потребностью в высококвалифицированном техническом персонале;
• необходимостью применения учебной техники в процессе подготовки студентов.
Объект исследования: микроконтроллер STM32.
Предмет исследования: лабораторный стенд по программированию микроконтроллера STM.
Цель: разработка лабораторного стенда по программированию микроконтроллера STM32.
Задачи:
• провести анализ литературы по микроконтроллерам фирмы STMicroelectronics;
• провести обзор элементной базы и схемотехнических решений;
• разработать программное обеспечение для микроконтроллеров;
• изготовить лабораторный стенд;
• разработать комплекс лабораторных работ по программированию микроконтроллеров.
Результатом данной выпускной квалификационной работы стало создание учебного лабораторного стенда по программированию микроконтроллеров STM32.
Программирование микроконтроллеров довольно специфичная тема, требующая не только теоретической подготовки, а также постоянных практических упражнений. Невозможно изучить программирование опираясь лишь на сведения, полученные из всевозможных теоретических источников, без постоянных практических занятий навыки программирования развиваться не будут.
Результат проделанной работы можно разделить на три крупных этапа: теоретический, конструктивный и методический.
На первом этапе были рассмотрены базовые сведения о микроконтроллерах, также было сказано почему в данной разработке участвует именно микроконтроллеры фирмы STMicroelectronics. Было проведено знакомство с особенностями данных микроконтроллеров, сказано об их основных отличиях от микроконтроллеров других фирм. Также один подраздел посвящен основам программирования микроконтроллеров STM32. Рассмотрен способ генерации ШИМ - сигналов с помощью таймеров, которые являются часть микроконтроллеров.
Результатом второго этапа стало создание лабораторного стенда по программированию микроконтроллеров STM32. На нем располагаются шесть микроконтроллеров данной фирмы. Стенд был разработан с целью проведения на нем лабораторных работ для изучения программирования микроконтроллеров STM32.
На третьем этапе был разработан комплекс лабораторных работ. В комплекс лабораторных работ входят шесть работ по программированию микроконтроллеров, которые можно проводить на учебном лабораторном стенде с применением персонального компьютера. Для снятия сигналов используется цифровой двухканальный осциллограф. Лабораторные работы позволяют ознакомиться с микропроцессорной техникой, изучить основы программирования.
