Курс “Електроника и вградени системи” – професия “Системен програмист”

Курсът “Електроника и вградени системи” е сред специализираните курсове за професиите “Системен програмист” и “Програмист на роботи” съгласно държавните общообразователни изисквания. Курсът е препоръчително да се провежда след навлизане в програмирането (след курсовете “Увод в програмирането” и “Програмиране”).

Настоящата учебна програма е приложима както за професионалните гимназии, така и за други учебни заведения.

Разпределение

  • 72 учебни часа (18 седмици по 4 часа)
  • 10-11 клас (може и в 8 или 9 клас, факултативно)

Учебна програма

Настоящата учебна програма по “Електроника и вградени системи” е разработена от експертната група към МОН по проект “Професия приложен програмист”.

№
Наименование на разделите
Минимален брой часове
1. Електротехника и електронни елементи

  • Постоянен електрически ток. Електрически вериги. Съпротивление. Закон на Ом
  • Магнетизъм и електромагнетизъм и електромагнитна индукция
  • Еднофазен променлив ток. Синусоидално напрежение и ток
  • Пасивни елементи: резистори, кондензатори, бобини и трансформатори
  • Електропроводимост на полупроводниците. PN преход
  • Диоди. Ценеров диод. Импулсни свойства на диода
  • Биполярен транзистор. Устройство и принцип на действие. Режими на работа. Схеми на свързване.
  • Полеви транзистор с управляващ PN преход и MOS транзистори
  • Оптоелектронни прибори. Излъчватели и приемници. Светодиод
  • Специални полупроводникови градивни елементи: тиристор, тунелен диод, варикап, термистор
 5
2. Аналогова и цифрова схемотехника

  • Въведение в схемотехниката. Видове сигнали. Усилватели.
  • Обратни връзки /ОВ/ в усилвателите. Свойства. Параметри
  • Основни усилвателни схеми /УС/ с един транзистор
  • Основни променливотокови усилвателни стъпала с един транзистор
  • Основни градивни стъпала в аналоговите интегрални схеми
  • Операционни усилватели. Усилвателни схеми с операционни усилватели
  • Логически функции и логически елементи
  • Интегрални схеми. CMOS и TTL схеми.
  • Тригери. RS тригери. JK тригери. D и Т тригери
  • Комбинационни логически схеми. Дешифратори
  • Мултиплексори и демултиплексори
  • Цифрови суматори и компаратори
 5
3. Въведение във вградените системи

  • История на вградените системи
  • Характеристики и особености на вградените системи
  • Структура на вградена система. Основни компоненти
  • Практически проект: вградени системи – основни компоненти
 3
4. Процесори и микроконтролери

  • Процесор. Видове процесори
  • Микроконтролер. Класификация на микроконтролерите
  • Микропроцесор срещу микроконтролер
  • Практически проект: микропроцесор срещу микроконтролер
 3
5. Видове архитектури

  • Архитектури Фон-Нойман и Харвард
  • CISC и RISC архитектури
  • Практически проект: RISC срещу CISC
 2
6. Развитие на микропроцесорните технологии

  • Ключови моменти в развитието на микропроцесорите
  • Съвременни микропроцесори. Архитектура и принцип на действие
  • Регистри. Акумулатор. Стек. Регистри с общо предназначение.
  • Прекъсвания. Хардуерни и софтуерни прекъсвания. Контролер на прекъсванията. Заявка за хардуерно прекъсване (IRQ)
  • Практически проект: Характеристики на съвременните микропроцесори
 5
7. Архитектура и принцип на действие на микроконтролерите

  • Базови компоненти на микроконтролера
  • Архитектура на микроконтролерите
  • Принципна електрическа схема на микроконтролер
  • Периферия: портове, таймери, широчинно-импулсно модулиране (ШИМ), аналогово-цифров преобразувател, аналогов компаратор и др.
  • Захранване и енергийна ефективност
  • Критерии за избор на микроконтролер
  • Практически проект: описание на компонентите на микроконтролер
 9
8. Моделиране на вградени системи

  • Моделиране на компоненти и системи
  • Симулационно моделиране
  • Инструменти за отстраняване на грешки във вградена система
  • Практически проект: моделиране на вградена система
 3
 9. Програмно осигуряване на вградените системи

  • Среди и езици за програмиране на вградени системи
  • Структура на програма. Команди
  • Създаване на работеща програма
  • Тестване и настройка
  • Практически проект: програмиране на вградена система
 5
10. Защита / оценяване на проектите

  • Оценяване на практическите проекти
 14
  Общ брой часове

72

Авторски колектив

Програмата е разработена, обсъдена и оформена от експертна група към Национална програма „Обучение за ИТ кариера“ към МОН в състав:

  1. Любомир Чорбаджийски, Технологично училище електронни системи (ТУЕС)
  2. доц. д-р Димитър Минчев, Бургаски свободен университет, Бургас
  3. доц. д-р Ивайло Старибратов, ПУ „Паисий Хилендарски“, Пловдив
  4. инж. Хриси Плачкова, МГ „Акад. Кирил Попов“, Пловдив
  5. Петър Петров, ПГЕЕ „Константин Фотинов“, Бургас
  6. Росен Вълчев, МГ „Акад. Кирил Попов“, Пловдив
  7. доц. д-р Светлин Наков, СофтУни

Литература

  1. Петков, Д., Микроконтролери: Архитектура и принцип на действие, София, 2015
  2. Тодоров, Ас., Валентин Моллов и Кирил Мечков, Ръководство за лабораторни упражнения по микропроцесорна техника, ТУ – София, 2014, ISBN: 978-619-167-128-1
  3. Стоянов, Б., Ръководство за упражнения по програмиране на асемблер, Шумен, 2011, ISBN: 978-954-9775-37-2
  4. Петров, Р., Микропроцесорни системи и микроконтролери, София, 2011, ISBN: 9789542907046
  5. Каракехайов, Здр., Кнуд Кристенсен и Оле Винтер, Проектиране на вградени микрокомпютърни системи с микроконтролери. Хардуер и софтуер, София-Москва, 2000, ISBN: 954-642-101-4

Електронни източници

  1. Embedded Systems Tutorial: https://www.tutorialspoint.com/embedded_systems