ФГОУ СПО «Курский электромеханический техникум»
Рабочая программа
учебной дисциплины
«Микропроцессорные системы современных автомобилей»
для специальности
190501 «Эксплуатация транспортного электрооборудования
и автоматики (по видам транспорта)»
2009г.
| Составлена в соответствии с Государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по специальности: 190501«Эксплуатация транспорта электрооборудования и автоматики (по видам транспорта)» | ОДОБРЕНА Предметной (цикловой) комиссией №_____ протокола ____________2009г Председатель ПЦК __________________ | «УТВЕРЖДАЮ» Заместитель директора по учебной работе _____________________ Мальцева О.Г. «____»_____________2009г |
Рабочая программа
по дисциплине:«Микропроцессорные системы современных автомобилей»
для специальности
190501 «Эксплуатация транспорта электрооборудования и автоматики
(по видам транспорта)»
Автор: И.В.Седых, преподаватель ФГОУ СПО «Курский электромеханический техникум» Рецензенты: В.Н. Соловьев
начальник технического отдела ОАО «Курск Лада»
В.И. Паньков
заведующий отделением специальности 190501 «Эксплуатация транспортного электрооборудования и автоматики (по видам транспорта)» ФГОУ СПО «Курский электромеханический техникум»
Рецензия
На рабочую программу по дисциплине
«Микропроцессорные системы современных автомобилей»
Рабочая программа дисциплины «Микропроцессорные системы транспортного оборудования», разработанная преподавателем Седых И.В., составлена для студентов специальности 190501 «Эксплуатация транспорта электрооборудования и автоматики (по видам транспорта)» в соответствии с государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по данной дисциплине.
В результате ее изучения студент будет знать о простейших цифровых устройствах комбинационного и последовательностного типов и сложнейших микропроцессорных системах. Отчетливо понимать, что все эти устройства и системы служат для и организации достоверной, безопасной, в режиме реального времени передачи и обработки информации, представленной в цифровом виде.
Узнает о назначении и областях применения микропроцессорных систем и устройств; о тенденциях и перспективах развития автомобильных микропроцессорных систем;
Изучит назначение, конструкцию, принцип работы автотранспортных микропроцессорных устройств и систем; методику их испытания и особенности конструкции;
Научится объяснять принципы работы микропроцессорных систем, работать на испытательном оборудовании и стендах, снимать основные характеристики; оценивать неполадки и определять работоспособность микропроцессорных систем.
Программа рекомендуется к внедрению в учебный процесс.
_______________ В.Н. Соловьев
начальник технического отдела ОАО «Курск Лада»
Рецензия
На рабочую программу по дисциплине
«Микропроцессорные системы современных автомобилей»
Программа дисциплины «Микропроцессорные системы транспортного оборудования», разработанная преподавателем Седых И.В., соответствует Государственным требованиям к минимуму содержания и уровню по подготовке выпускников специальности 190501 «Эксплуатация транспорта электрооборудования и автоматики (по видам транспорта)».
Рабочая программа рассчитана на 80 часов, в том числе 40 часов отводится на практические занятия.
Учебная дисциплина «Микропроцессорные системы транспортного оборудования» является общепрофессиональной, устанавливающей базовые знания для освоения специальных дисциплин.
Настоящая рабочая программа ориентирована на специалистов транспортного профиля и предназначено для базовой подготовки, которая позволила бы в специальных дисциплинах рассматривать различные современные вопросы цифровой обработки сигналов.
В рабочей программе изложены основы алгебры логики и теории переключательных функций; вопросы синтеза цифровых узлов: триггеров, счетчиков, шинных приемопередатчиков, сдвигающих регистров, мультиплексоров, демультиплексоров, сумматоров. Рассматривается применение интегральных схем для проектирования цифровых устройств; микропроцессоры: архитектура, система команд, интерфейсные большие интегральные схемы (ВИС) и БИС памяти; проектирование микроконтроллеров на микропроцессорах, а также вопросы применения микропроцессорных систем на автотранспорте.
Программа соответствует требованиям государственного образовательного стандарта специальности 190501 и рекомендуется к внедрению в учебный процесс.
_______________ Паньков В.И.
заведующий отделением 190 501«Эксплуатация транспортного электрооборудования и автоматики (по видам транспорта)»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Рабочая программа учебной дисциплины «Микропроцессорные системы современных автомобилей» предназначена для реализации Государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по специальности 190501 Эксплуатация транспортного электрооборудования и автоматики (по видам транспорта) среднего профессионального образования.
Дисциплина «Микропроцессорные системы современных автомобилей» входит в блок общепрофессиональных дисциплин для специальности: 190501 Эксплуатация транспортного электрооборудования и автоматики (по видам транспорта).
В результате ее изучения студент должен получить знания о простейших цифровых устройствах комбинационного и последовательностного типов и сложнейших микропроцессорных системах. Отчетливо понимать, что все эти устройства и системы служат для и организации достоверной, безопасной, в режиме реального времени передачи и обработки информации, представленной в цифровом виде
Настоящая рабочая программа ориентирована на специалистов транспортного профиля и предназначено для базовой подготовки, которая позволила бы в специальных дисциплинах рассматривать различные современные вопросы цифровой обработки сигналов.
В рабочей программе изложены основы алгебры логики и теории переключательных функций; вопросы синтеза цифровых узлов: триггеров, счетчиков, шинных приемопередатчиков, сдвигающих регистров, мультиплексоров, демультиплексоров, сумматоров. Рассматривается применение интегральных схем для проектирования цифровых устройств; микропроцессоры: архитектура, система команд, интерфейсные большие интегральные схемы (ВИС) и БИС памяти; проектирование микроконтроллеров на микропроцессорах, а также вопросы применения микропроцессорных систем на автотранспорте.
Программный материал изложен на основе новейших достижений науки и техники по применению микропроцессорной техники с комплексной автоматизацией, управлением производством в информационно-измерительных и управляющих системах.
3
Рассматриваемые теоретические положения иллюстрироваться соответствующими примерами из практики.
В ходе изучения дисциплины широко используються технические средства и наглядные пособия: образцы приборов, плакаты, схемы, макеты, чертежи конструкций, а также медиоресурсы (мультимедийные слайды, фильмы и т.д.).
В результате изучения учебной дисциплины студент должен:
иметь представление:
знать:
назначение, конструкцию, принцип работы автотранспортных микропроцессорных устройств и систем;
методику испытания их и особенности конструкции;
уметь:
объяснять принципы работы микропроцессорных систем, работать на испытательном оборудовании и стендах, снимать основные характеристики;
оценивать неполадки и определять работоспособность микропроцессорных систем.
Рабочая программа дисциплины рассчитана на 80 часов, из них 40 часов лабораторных занятий.
Преподавание учебной дисциплины имеет практическую направленность и проводиться в тесной взаимосвязи с другими общепрофессиональными и специальными дисциплинами Изложение учебного материала проводиться с применением технических и аудиовизуальных средств обучения.
Для закрепления теоретических знаний и приобретения необходимых практических умений и навыков рабочей программой дисциплины предусматривается проведение практических занятий.
Для рубежного контроля знаний в рабочей программе предусмотрено выполнение двух контрольных работ.
Формой итоговой аттестации по дисциплине является экзамен.
4
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
| Наименование разделов и тем | Макс. учеб. наг-рузка сту- дента час. | Количество аудиторных часов при очной форме обучения | Самостоятельная работа студента |
| всего | в т.ч. |
| лаб. занятия | практ. занятия |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Введение | 0,5 | 0,5 | | | 0 |
| Раздел 1 | Цифровая электроника | 9 | 7,5 | | 4 | 1,5 |
| Тема 1.1 | Логические вентили. Комбинационная логика. | 4 | 3,5 | | 2 | 0,5 |
| Тема 1.1 | Таймеры и счетчики. Схемы памяти | 5 | 4 | | 2 | 1 |
| Раздел 2 | Микропроцессорные системы | 33 | 26 | | 12 | 7 |
| Тема 2.1 | Введение. Порты | 5 | 4 | | 2 | 1 |
| Тема 2.2 | Блок центрального процессора. Память. Шины | 3 | 2 | | | 1 |
| Тема 2.3 | Последовательность выборки-исполнения | 3 | 2 | | | 1 |
| Тема 2.4 | Типовой микропроцессор | 5 | 4 | | 2 | 1 |
| Тема 2.5 | Микроконтроллеры. Тестирование микроконтроллерных систем | 7 | 6 | | 4 | 1 |
| Тема 2.6 | Измерения. Ошибки в измерительной системе | 3 | 2 | | | 1 |
| Тема 2.7 | Система UConnect компании Chrysler | 7 | 6 | | 4 | 1 |
| Раздел 3 | Мультиплексные системы кабельной сети | 19 | 14 | | 4 | 5 |
| Тема 3.1 | Пределы обычной системы кабелей. Мультиплексная шина данных | 3 | 2 | | | 1 |
| Тема 3.2 | Сеть CAN фирмы Bosch.Сигнальный формат CAN | 5 | 4 | | 2 | 1 |
| Тема 3.3 | Локальный интеллект. Оптические волокна для мультиплексной шины. Потребность в мультиплексировании | 3 | 2 | | | 1 |
5
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Тема 3.4 | Электронные схемы и символы. Символы. Контрольная работа №1. | 5 | 4 | | 2 | 1 |
| Тема 3.5 | Принципиальные схемы. Монтажные схемы. Схемы связи. Токовые схемы | 3 | 2 | | | 1 |
| Раздел 4 | Новые разработки в электронных системах управления двигателем | 22 | 18 | | 10 | 4 |
| Тема 4.1 | Разработка и испытание программного обеспечения. Чип-тюнинг | 3 | 2 | | | 1 |
| Тема 4.2 | Двигатели с обедненным горением. Прямой впрыск смеси | 11 | 10 | | 8 | 1 |
| Тема 4.3 | Лямбда-датчик | 3 | 2 | | | 1 |
| Тема 4.4 | Современные системы зажигания | 5 | 4 | | 2 | 1 |
| Раздел 5 | Новые разработки в электронных системах энергоснабжения и пуска | 31,5 | 30 | | 16 | 1,5 |
| Тема 5.1 | Интеллектуальные системы зарядки | 5 | 4 | | 2 | 1 |
| Тема 5.2 | Новые разработки в системах запуска. Стартер-генератор с ременным приводом | 4,5 | 4 | | 2 | 0,5 |
| Раздел 6 | Новые разработки в электронных системах шасси | 4,5 | 4 | | 2 | 0,5 |
| Тема 6.1 | Передовые технологии систем шасси. Контрольная работа №2 | 4,5 | 4 | | 2 | 0,5 |
| Раздел 7 | Новые разработки в системах комфорта и безопасности | 13,5 | 12 | | 6 | 1,5 |
| Тема 7.1 | Удаленный доступ без ключа | 8,5 | 8 | | 6 | 0,5 |
| Тема 7.2 | Инструментальная система | 2,5 | 2 | | | 0,5 |
| Тема 7.3 | Электрические автомобили | 2,5 | 2 | | | 0,5 |
| | | | | | | |
| Итого | | 111 | 90 | | 40 | 21 |
6
СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ
ВВЕДЕНИЕ
Студент должен
иметь представление:
Содержание и задачи дисциплины «Микропроцессорные системы транспортного электрооборудования», ее связь с другими дисциплинами.
Значение микропроцессорных систем в электрооборудовании автомобилей, тракторов и мотоциклов, перспективы их развития.
Историческое развитие микропроцессорных систем. Общие технические требования к автомобильным микропроцессорным системам. Основные понятия об микропроцессорных системах.
Раздел I. Цифровая электроника
Тема 1.1. Логические вентили. Комбинационная логика.
Студент должен
знать:
уметь:
Символы и таблицы истинности для базовых логических вентилей. Схемы, состоящие из многих логических вентилей. Комбинации вентилей.* ________________________________________________________________
* тема для самостоятельного изучения
7
Практическая работа № 1.
Последовательная логика
Тема 1.2 Таймеры и счетчики. Схемы памяти
Студент должен
знать:
уметь:
Прибор, используемый в качестве таймера. Схемы, сконструированные с использованием триггеров. 4-разрядная память с адресными линиями и дешифраторами. Память с произвольным доступом. Постоянная память.*
Практическая работа №2.
Тактовый генератор или колебательные схемы
Раздел 2. Микропроцессорные системы
Тема 2.1 Введение. Порты
Студент должен
знать:
уметь:
Центральный процессор. Схема называемая микроконтроллером. Базовая схема микрокомпьютера. Входной порт микрокомпьютерной системы.*
Практическая работа №3.
Электромагнитная совместимость
________________________________________________________________
* тема для самостоятельного изучения
8
Тема 2.2 Блок центрального процессора. Память. Шины
Студент должен
знать:
назначение микропроцессоров, оперативно и постоянно запоминающих устройств, адресной шины; знать, что они из себя представляют,
уметь:
Просто микропроцессор. Принцип работы памяти. Шины компьютерной системы. Адресная шина.*
Тема 2.3 Последовательность выборки-исполнения
Студент должен
знать:
уметь:
Фазы выборки и декодирования. Последовательность событий. Фазы выборки и декодирования.*
Тема 2.4 Типовой микропроцессор
Студент должен
знать:
- назначение, принцип действия типового микропроцессора; назначение регистра кода операций, регистра временного адреса, регистра хранения данных, арифметико-логического устройства, аккумулятора (АС), регистра указателя команд
__________________________________________________________________
* тема для самостоятельного изучения
9
уметь:
Арифметико-логическое устройство. Регистр временного адреса. Регистр хранения данных. Аккумулятор. Регистр указателя команд. Упрощенная схема микропроцессора. Регистр кода операции.*
Практическая работа №4.
Автомобильный Windows Microsoft
Тема 2.5 Микроконтроллеры. Тестирование микроконтроллерных систем
Студент должен
знать:
- назначение, принцип действия типичного семейства микроконтроллеров
уметь:
Типичное семейство микроконтроллеров. Схемы микроконтроллеров. Способы тестирования программного обеспечения микроконтроллера. Упрощенная схема микропроцессора. Регистр кода операции.*
Практическая работа №5.
Интеллектуальная электрическая система
Практическая работа №6.
Программирование
__________________________________________________________________
* тема для самостоятельного изучения
10
Тема 2.6 Измерения. Ошибки в измерительной системе
Студент должен
знать:
уметь:
Что такое измерение. Измерительные средства. Измерительная система. Точность. Разрешение. Гистерезис. Повторяемость. Сдвиг нуля. Линейность. Чувствительность или масштабный коэффициент. Время отклика. *
Тема 2.7 Система UConnect компании Chrysler
Студент должен
знать:
уметь:
Главные компоненты системы. Модуль управления. Распознавания голоса.*
Практическая работа №7.
Bluetooth и автомобиль
Практическая работа №8.
Технология Bluetooth компании Visteon
__________________________________________________________________
* тема для самостоятельного изучения
11
Раздел 3 Мультиплексные системы кабельной сети
Тема 3.1 Пределы обычной системы кабелей. Мультиплексная шина данных
Студент должен
знать:
уметь:
Системы, управляемые электроникой. Мультиплексирование. Частотное разделение и временное уплотнение. Шинный интерфейс.*
Тема 3.2 Сеть CAN фирмы Bosch.Сигнальный формат CAN
Студент должен
знать:
уметь:
CAN-модули. Группы приборов CAN. Слово сообщения по протоколу CAN. Шина данных.*
Практическая работа №9.
Обновление CAN-сети
Тема 3.3 Локальный интеллект. Оптические волокна для мультиплексной шины. Потребность в мультиплексировании
Студент должен
__________________________________________________________________
* тема для самостоятельного изучения
12
знать:
уметь:
Интеллектуальные способности. Интеллектуальные привода и датчики. Преимущество оптических волокон. Недостатки. Оптоволокновые разьемы.*
Тема 3.4 Электронные схемы и символы. Символы.
Студент должен
знать:
уметь:
Назначение символов. Графические символы. Использование символов.* Контрольная работа №1.
Практическая работа №10.
Bluetooth в автомобильной диагностике
Тема 3.5 Принципиальные схемы. Монтажные схемы . Схемы связи. Токовые схемы
Студент должен
знать:
- назначение, классификацию схем
__________________________________________________________________
* тема для самостоятельного изучения
13
топливоподачей дизельных двигателей;
уметь:
Электрические соединения схемы. Электрические компоненты схем. Коды устройств. Примеры схем.*
Раздел 4 Новые разработки в электронных системах управления двигателем
Тема 4.1 Разработка и испытание программного обеспечения. Чип-тюнинг
Студент должен
знать:
уметь:
Определение эффективной ширины импульса впрыска. Блок-схема вычисления периода подачи топлива и момента зажигания. Программное обеспечение Cal Map. Блок-схема адаптивного зажигания. Нейронная сеть. Искусственный интеллект.*
Тема 4.2 Двигатели с обедненным горением. Прямой впрыск смеси
Студент должен
знать:
уметь:
Способы уменьшить эмиссию. Неравномерное вращение. Стратификация. Новая технология. Блок-схемы системы. *
__________________________________________________________________
* тема для самостоятельного изучения
14
Практическая работа №11
Двухтактные двигатели
Практическая работа №12
Диагностика с помощью видео
Практическая работа №13
Система управления топливом компании Saab
Практическая работа №14
Тенденции двигателестроения -зажигание от свечи
Тема 4.3 Лямбда-датчик
Студент должен
знать:
уметь:
Функции выполняемые λ – датчиком. Качество λ – датчика. λ – датчик, используемый в дизельных двигателях.*
Тема 4.4 Современные системы зажигания
Студент должен
знать:
уметь:
Краткий обзор систем зажигания. Работа электронной системы зажигания. Бедные или богатые смеси. Зажигание без распределителя. Двигатель с шестью катушками прямого зажигания. Контроль всех функций двигателя.*
__________________________________________________________________
* тема для самостоятельного изучения
15
Практическая работа №15
Диагностика ошибок системы зажигания
Раздел 5 Новые разработки в электронных системах энергоснабжения и пуска
Тема 5.1 Интеллектуальные системы зарядки
Студент должен
знать:
назначение, принцип действия, устройство интилектуальнных систем зажигания, электрические схемы и основные характеристики;
уметь:
Обзор разработок. Генераторы, охлаждаемые водой. Главный компонент системы зарядки. схема регулятора с замкнутым контуром регулирования. Управление с открытым контуром. Показатели качества работы двигателя.*
Практическая работа №16
Серебряная батарея Bosch
Тема 5.2 Новые разработки в системах запуска. Стартер-генератор с ременным приводом
Студент должен
знать:
уметь:
__________________________________________________________________
* тема для самостоятельного изучения
16
Гидравлическое натяжное устройство. Комбинация мотора. Главные особенности системы. Концепция стартер-генератора.*
Раздел 6 Новые разработки в электронных системах шасси
Тема 6.1 Передовые технологии систем шасси
Студент должен
знать:
уметь:
Дорожная поверхность и трение шины. Отношения между коэффициентом передачи усилия торможения и степенью проскальзывания. Зависимость коэффициента сцепления от поверхности дороги. Зависимость коэффициента сцепления для боковой силы µL от угла проскальзывания α. Зависимость коэффициента сцепления µF и бокового коэффициента сцепления µL от степени проскальзывания λ. Циклы управления ABS.* Контрольная работа №2.
Практическая работа №17
Новые разработки электрических систем шасси
Раздел 7 Новые разработки в системах комфорта и безопасности
Тема 7.1 Удаленный доступ без ключа
Студент должен
знать:
уметь:
__________________________________________________________________
* тема для самостоятельного изучения
17
Стандартный ключ и передатчик. Пассивный доступ без ключа. Системы удаленного и пассивного доступа без ключа. *
Практическая работа №18
Пассивный доступ с признаком входа и выхода
Практическая работа №19
Передовая технология управления температурой
Практическая работа №20
Новые разработки в системах освещения
Тема 7.2 Инструментальная система
Студент должен
знать:
уметь:
Датчики. Приборы теплового действия. Приборы с перемещением железных элементов. Цифровая приборная система. Контроль состояния транспортного средства. Визуальные индикаторы. Проекционные дисплеи. *
Тема 7.3 Электрические автомобили
Студент должен
знать:
уметь:
Представление об автомобиле с электрическим приводом. Батареи электромобиля. Приводные моторы. Будущее электромобилей.*
__________________________________________________________________
* тема для самостоятельного изучения
18
Перечень практических работ
| Номер раздела: | Наименование | Количество часов: |
| Раздел 1 | Последовательная логика | 2 |
| Раздел 1 | Тактовый генератор или колебательные схемы | 2 |
| Раздел 2 | Электромагнитная совместимость | 2 |
| Раздел 2 | Автомобильный Windows Microsoft | 2 |
| Раздел 2 | Интеллектуальная электрическая система | 2 |
| Раздел 2 | Программирование | 2 |
| Раздел 2 | Bluetooth и автомобиль | 2 |
| Раздел 2 | Технология Bluetooth компании Visteon | 2 |
| Раздел 3 | Обновление CAN-сети | 2 |
| Раздел 3 | Bluetooth в автомобильной диагностике | 2 |
| Раздел 4 | Двухтактные двигатели | 2 |
| Раздел 4 | Диагностика с помощью видео | 2 |
| Раздел 4 | Система управления топливом компании Saab | 2 |
| Раздел 4 | Тенденции двигателестроения - зажигание от свечи | 2 |
| Раздел 4 | Диагностика ошибок системы зажигания | 2 |
| Раздел 5 | Серебряная батарея Bosch | 2 |
| Раздел 6 | Новые разработки электрических систем шасси | 2 |
| Раздел 7 | Пассивный доступ с признаком входа и выхода | 2 |
| Раздел 7 | Передовая технология управления температурой | 2 |
| Раздел 7 | Новые разработки в системах освещения | 2 |
| | | |
| Всего: | | 40 |
19
Виды самостоятельной работы
Изучение литературы по заданной теме.
Работа со справочной литературой.
Подготовка отчетов по практическим и лабораторным занятиям.
Изучение мини-плакатов.
Перечень литературы и средства обучения
1. Основная литература
Т.Дентон. «Автомобильная электроника»— М.: «НТ Пресс, 2008. — 576 с.
А. К. Нарышкин. Цифровые устройства и микропроцессоры. — М.: «Академия», 2006. — 320 с.
Ю.П. Чижков «Электрооборудование автомобилей» Часть 2 М. 2003г .
В.Е. Ютт «Электрооборудование автомобилей» М.: Горячая линия-Телеком 2006 г .
2. дополнительная литература
Угрюмое Е. П. Цифровая схемотехника. -СПб.: БХВ — Петербург, 2001. — 528 с.
Калабекое В. А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы- — М.: Горячая линия — Телеком, 2000. — 336 с.
Опадчий Ю. Ф., Глудкин О. П., Гуров А. И, Аналоговая и цифровая электроника. — М.: Горячая линия — Телеком, 2000. — 768 с.
Новиков Ю. В. Основы цифровой схемотехники. — М.: Мир, 2001. - 379 с.
Браммер Ю. А.. Пащук И. Н. Цифровые устройства. — М.: Высшая школа, 2004 — 229 с.
3. СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ
Учебники.
Методические разработки по проведению практических занятий.
Плакаты, мини-плакаты.
Электроизмерительные приборы (амперметры, вольтметры, ваттметры и т.д.).
Медиоресурсы (мультимедийные слайды, фильмы и т.д.)