Разработка автоматизированных систем выполняется с применением элементов цифровой схемотехники, в том числе микропроцессоров и микроконтроллеров. Специалистам, занимающимся созданием таких систем, необходимо обладать знаниями в области системотехники, уметь стыковывать микропроцессоры и микроконтроллеры с разнообразными внешними устройствами, уметь разрабатывать управляющие программы.
Однако, подготовка специалистов рассматриваемого профиля не вполне соответствует современному уровню требований производства. Соответственно, остро встает вопрос обучения студентов программированию современных микроконтроллеров. К сожалению, во многих учебных заведениях в настоящее время недостаточно разнообразно представлены базы по изучению основ программирования микроконтроллеров. Большинство существующих стендов, лабораторных работ либо подразумевают изучение программирования только на языке ассемблера, что само собой накладывает некоторые ограничения на сложность выполняемых лабораторных работ, либо выполняется лишь компьютерное моделирование в специализированных программах.
Исходя из этого целью работы была поставлена разработка учебного комплекса, включающего в
себя ряд лабораторных работ, содержащих разработку систем с микроконтроллерами, включая составление принципиальных схем, написание программ и практическую проверку функционирования этих программ.
В соответствии с поставленной целью, была произведена разработка учебного комплекса для изучения программирования микроконтроллеров. Для достижения этой цели был выбран язык СИ, в силу удобства его применения для технических задач.
В качестве технического средства, исходя из доступности и очевидным преимуществам, были выбраны микроконтроллеры AVR. Для ускорения и упрощения сборки макетов была применена открытая платформа Arduino UNO, ориентированная на эти контроллеры. На основе этой платформы, в процессе достижения поставленной цели были разработано 10 лабораторных работ:
1. Ознакомительная вводная лабораторная работа «маячок»
2. Лабораторная работа «Использование ШИМ»
3. Лабораторная работа «Бегущий огонек»
4. Лабораторная работа «Светофор»
5. Лабораторная работа «Программирование кнопки»
6. Лабораторная работа «Управление звуком»
7. Лабораторная работа «Статическая индикация на примере 7- сегментного индикатора»
8. Лабораторная работа «Индикация. Сдвиговый регистр»
9. Лабораторная работа «Управление сервоприводом»
10. Лабораторная работа «Управление двигателем постоянного тока
Работы прошли тестирование. Приведены комментированные тексты программ и в нужных случаях приведены электрические схемы.
Для выполнения работ в лаборатории сформулированы задания на написание программ.
На основе тестирования лабораторных работ можно сделать вывод о целесообразности их применения в учебном процессе.
