Программирование микроконтроллеров на С++

Описание: Дисциплина посвящена изучению основ структурного и модульного программирования на языке С++, структуры программы для микроконтроллеров семейства ATmega, современных интегрированных сред разработки программных продуктов, а также среды Arduino IDE для создания и загрузки программ на Arduino-совместимые платы.

Количество кредитов: 5

Пререквизиты:

• Математика 1

Трудоемкость дисциплины:

Компонент: Вузовский компонент

Цикл: Базовые дисциплины

Цель

• формирование теоретических знаний и практических навыков в области программирования на языке С++ электронных устройств автоматизированных систем управления на основе микропроцессорных контроллеров.

Задача

• изучение языков программирования, технологий проектирования программного обеспечения;
• освоение основ структурного и модульного программирования на языке С++;
• освоение современных интегрированных сред разработки программных продуктов;
• приобретение умений разработки программного обеспечения микроконтроллеров семейства ATmega;
• формирование навыков программного управления электронными устройствами систем автоматизации, выполненными на основе микроконтроллерных плат.

Результат обучения: знание и понимание

• выбирать инструментальные и отладочные средства разработки и имитации при создании программного обеспечения электронных устройств и приборов систем автоматизации на основе микропроцессорных контроллеров;

Результат обучения: применение знаний и пониманий

• применять технологии структурного и модульного программирования на языке С++ при разработки программного обеспечения микропроцессорных контроллеров систем управления;

Результат обучения: формирование суждений

• организовывать процесс по разработке и внедрению программных комплексов систем автоматизированного управления различными объектами производства;

Результат обучения: коммуникативные способности

• формулировать проблемы и представления предлагаемого проектного решения в области организации работ по разработке и эксплуатации микропроцессорных комплексов в системах автоматизации, как специалистам, так и неспециалистам;

Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе

• владеть языком программирования С++ для разработки и эксплуатации программного обеспечения автоматизированных систем управления.

Методы преподавания

интерактивная лекция (применение следующих активных форм обучения: ведомая (управляемая) дискуссия или беседа; модерация; демонстрация слайдов или учебных фильмов; мотивационная речь);

информационно-коммуникационная (занятия в компьютерном классе с использованием профессиональных пакетов прикладных программ);

поисково-исследовательская (самостоятельная исследовательская деятельность студентов в процессе обучения).

Оценка знаний обучающегося

Преподаватель проводит все виды работ текущего контроля и выводит соответствующую оценку текущей успеваемости обучающихся два раза в академический период. По результатам текущего контроля формируется рейтинг 1 и 2. Учебные достижения обучающегося оцениваются по 100-балльной шкале, итоговая оценка Р1 и Р2 выводится как средняя арифметическая из оценок текущей успеваемости. Оценка работы обучающегося в академическом периоде осуществляется преподавателем в соответствии с графиком сдачи заданий по дисциплине. Система контроля может сочетать письменные и устные, групповые и индивидуальные формы.

Политика оценивания результатов обучения по видам работ

Форма оценки

Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:

• 40% результата, полученного на экзамене;
• 60% результатов текущей успеваемости.

Формула подсчета итоговой оценки:

 

где, Р₁, Р₂ – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.

Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:

Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:

Темы лекционных занятий

• Введение в программирование на языке С++
• Условные структуры
• Структуры повторения
• Потоки и файлы
• Массивы
• Алгоритмы сортировки
• Функции
• Адреса и указатели
• Проектирование систем измерения и управления на основе микроконтроллера
• Микроконтроллеры ATmega на базе платы Arduino
• Программирование микроконтроллера ATmega на базе платы Arduino
• Programming the ATmega microcontroller based on the Arduino board
• Базовые функции платы Ардуино (продолжение)
• Программирование и отладка приложения для микроконтроллеров
• Современные микроконтроллеры

Основная литература

• Конова Е.А., Г.А. Поллак. Алгоритмы и программы. Язык С++: учебное пособие. – 4-е изд., стер. – Санкт-Петербург: Лань, 2019. – 384 с.
• Шилдт Г. C++. Базовый курс. – 3-е изд. – Москва: Вильямс, 2019. – 624 с.
• Орленко П.А., Евдокимов П.В. C++ на примерах. Практика, практика и только практика. – СПб.: Наука и Техника, 2019 год. – 288с.
• Белов A.B. Программирование ARDUINO. Создаем практические устройства.- СПб.: Наука и Техника, 2018. - 272 с.
• Simon Monk. Programming Arduino. Getting Started with Scetches. 2-е изд. – СПб.: Питер, 2017. – 208с.

Дополнительная литература

• Страуструп Б. Язык программирования C++. Специальное издание. – Москва: Бином, 2017. – 1136 с.
• Павловская Т. А. C/C++. Программирование на языке высокого уровня: для магистров и бакалавров. - Санкт-Петербург, 2017. - 460 с.
• Основы программирования на языках Си и C++ для начинающих. Режим доступа: http://cppstudio.com/
• Программирование на С и С++. Режим доступа: http://www.c-cpp.ru/