ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ РЫНКОВ 32-РАЗРЯДНЫХ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ 5
1.1. Сферы применения 32-разрядных микроконтроллеров 5
1.2. Разновидности процессоров для смартфонов фирмы ARM 10
1.3. ARM 12
1.4. Cortex-M0+ 13
1.5. STMicroelectronics 15
1.6. Аппаратные средства разработки 19
ГЛАВА 2. ОБЛАЧНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 25
2.1. Модели развертывания 29
2.2. Типы облачных служб 30
2.3. Сравнительный обзор облачных сред разработки 32
2.4. Облачная платформа Mbed IDE 35
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ЭТАПОВ ОБУЧЕНИЯ 40
3.1. Начальный этап обучения на готовых решениях 40
3.2. Этап второй - модификация готовых решений 43
3.3. Этап, включающий в себя самостоятельное решение задач 45
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 49
ПРИЛОЖЕНИЕ 51
1. Микроконтроллеры ARM 54
2. Средства программирования 61
3. Примеры выполнения заданий 80
Весь мир переходит на 32-х разрядные МК, их стоимость с каждым днем снижается, а эффективность возрастает. Самой важной причиной движения в сторону 32- разрядных микроконтроллеров (МК) является усложнение встраиваемых устройств под влиянием требований рынка. Так как встраиваемые продукты становятся все более функционально насыщенными, 8- и 16-разрядные МК не позволяют обеспечить требуемую производительность. Даже если 8- и 16-разрядные МК отвечают требованиям сегодняшних проектов, возможности дальнейшей модернизации таких устройств и повторного использования программного кода в будущих разработках уменьшаются. Следующей причиной является то, что разработчики встраиваемых систем начинают все более ясно осознавать преимущества перехода на 32-разрядные МК, которые обеспечивают не только более чем десятикратное превосходство в производительности, но также позволяют снизить энергопотребление, уменьшить размер программы, ускорить разработку программного обеспечения и многократно его использовать.
Именно по этим причинам в мировой практике количество 32-разрядных микро-процессоров превысило количество всех остальных МК. Следуя данным тенденциям развития в мире, мы хотим готовить студентов, опираясь на них.
Производством 32-разрядных микропроцессоров занимается множество компаний. Для работы с 32-разрядными микропроцессорами существует большое количество IDE как облачных, так и локальных. Но в Алтайском Государственном Университете до сих пор эта задача полностью не решена, то есть существует подготовка к работе с 8- 16- разрядными МК, но, к сожалению, обучения студентов работе с 32-разрядными МК нет.
Следовательно, необходимо перейти от обучения простых классических 8- и 16- разрядных МК к 32-разрядным МК.
Таким образом, целью работы является модернизация программной и аппаратной части лабораторных работ по курсу МПС на 32-разрядной платформе STM.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы был предложен 3х этапный метод обучения студентов работе с 32-разрядными МК. В процессе работы была произведена замена аппаратной части 8- 16-разрядных МК на 32-разрядные и программ-ной части-переход на облачную среду разработки. Был составлен проект методических указаний для выполнения лабораторных работ по МПС на базе 32-разрядного МК. При выполнении работы возникали некоторые проблемы в связи с тем, что среда разработки находится в облаке.
Для составления данных указаний:
1. рассмотрены основные особенности 32-разрядных МК;
2. выбрана среда разработки для МК;
3. выбрана среда разработки для программирования с 32-разрядными МК- облачная технология Mbed;
4. подобрано аппаратное решение в виде отладочной платы NUCLEO STM32L053R8;
5. создан базовый вариант заданий для обучения студентов работе с 32- разрядными МК;
6. отлажены и протестированы предлагаемые задания.
Таким образом цель работы достигнута. Были модернизированы программная и аппаратная часть для лабораторных работ по курсу Микропроцессорные системы.
