‫התוכנית להנדסה רפואית‬
‫תוכנית לימודים לקורס בקרת תהליכים במערכות ממוחשבות ‪50113‬‬
‫שנה‪ :‬תשפ"א‬
‫היקף הקורס‪ 4 :‬שעות (‪ 1‬ה' ‪ 1 +‬ת' ‪ 2 +‬מ')‪ 2.5 ,‬נ"ז‪.‬‬
‫תנאי קדם‪ :‬מבוא לתכנות‪ ,‬מערכות ספרתיות ברפואה‪.‬‬
‫מטרות‬
‫להכשיר את התלמיד בשימוש במחשב במערכות בין תחומיות ובהנדסת מערכת‪ .‬להקנות היכרות מעמיקה יותר‬
‫עם המחשב ועם דרכי ההתממשקות עם התקני חומרה שונים‪.‬‬
‫תקציר‬
‫החלק הראשון של הקורס יעסוק בשפת ‪ ,C‬ייצוגים בינאריים ומניפולציה שלהם‪ ,‬היכרות בסיסית אך רחבה של‬
‫סביבת פיתוח התוכנה ‪ Labwindows CVI‬וכתיבת תוכנות מחשב בעלות יכולות מתקדמות עם ממשק משתמש‬
‫גרפי‪ .‬החלק השני כולל הכרה מעמיקה יותר של המחשב ומבנהו‪ ,‬כולל זיכרון והתקני ‪ ,IO‬כתיבה להתקני חומרה‪,‬‬
‫יישום פרוטוקולי תקשורת‪ ,‬וכתיבת ספריות דינאמיות ו‪ .drivers‬החלק השלישי יכלול כתיבה וקריאה של אותו‬
‫דיגיטליים ואנלוגיים‪ ,‬יישום של שיטות בקרה שונות הן בחוג פתוח והן בחוג סגור (‪ .)PID ,on/off‬הקורס כולל‬
‫לכל אורכו תרגול רציף של הסטודנטים בכתיבה מעשית ויישום מלא ובחינה של הנלמד בקורס‪.‬‬
‫תוצרי הלימוד‪:‬‬
‫יש להכניס כאן את תוצרי הלימוד‬
‫נושאי הקורס לפי שבועות*‪:‬‬
‫מפגשים‬
‫נושא‬
‫‪1‬‬
‫מבוא הקורס וחזרה כללית על עקרונות התכנות בשפת ‪C‬‬
‫‪2‬‬
‫מבוא למספרים בינאריים ואופרטורים ביטיים‪.‬‬
‫‪3‬‬
‫הכירות ראשונית עם סביבת העבודה של ‪ Labwindows CVI‬וכתיבת תכנית ראשונה עם ממשק‬
‫משתמש גרפי תוך יישום ותרגול הנלמד בשעורים קודמים‪.‬‬
‫‪4‬‬
‫יכולות נוספות ומורכבות יותר של ‪ CVI‬כולל שליטה במאפייני פקדים‪ ,‬אופן ייצוג צבעים במחשב‬
‫ועיצוב הממשק הגרפי‪.‬‬
‫‪5‬‬
‫שימוש ראשון ב ‪ CVI‬ככלי לביצוע סימולציה פיסיקלית – ביצוע סימולציה מלאה של מעבר חום בין‬
‫שני גופים במערכת מבודדת ותצוגת ריצה בזמן אמיתי‪ .‬הכרה ותרגול יכולות תכנות מתקדמות כולל‬
‫שימוש בטיימר ותגובה לתרחישים שונים‪.‬‬
‫‪6‬‬
‫עבודה עם חלונות מרובים‪ ,‬המשך עבודה על סימולציית מעבר החום הפעם מצד הצגת המידע – שרטוט‬
‫‪/14‬‬
‫תוצאות הניסוי על גרפים ועבודה עם ‪ .RINGS‬הכרת ספריית הפונקציות העשירה של ‪ CVI‬והקניית‬
‫יכולות למידה עצמית‪.‬‬
‫‪7‬‬
‫הכרת ספריית הפונקציות הרחבה של ‪ CVI‬כולל ספריית האנליזה המתקדמת שלה‪ .‬ביצוע ניתוח מגמה‬
‫של נתוני הניסוי‪ ,‬עיבוד והצגת תוצאות‪ .‬חזרה והעמקת יכולות הכתיבה והקריאה מקבצים בפורמטים‬
‫שונים‪.‬‬
‫‪8‬‬
‫מבנה מחשב בסיסי‪ , CPU - MEM – IO :‬מרחב הכתובות של התקן ‪ ,IO‬פניה ל ‪ Port‬בשפה עילית‪,‬‬
‫הכרות ראשונית עם התקן חומרה‪ ,‬פרוטקולי תקשורת טורית‪ ,‬מקבילית‪ ,‬סינכרונית ואסינכרונית‪,‬‬
‫הכרת היציאה המקבילית של המחשב‪ ,‬ויצירת תקשורת בין שני מחשבים תוך שימוש ביציאה זו‪.‬‬
‫‪9‬‬
‫תכניות מרובות קבצי קוד‪ ,‬קבצי ‪ ,header‬תהליכי פרה‪-‬קומפילציה‪ ,‬קומפילציה וקישוריות‪ ,‬קבצי ‪OBJ‬‬
‫וספריות רגילות (‪ )LIB‬ודינאמיות (‪ .)DLL‬המושג הכללי של פסי כתובת ופסי נתונים ואותות הבקרה‬
‫שלהם‪ ,‬יצירת ‪ Driver‬לעבודה עם כרטיס הקורס תוך הכרות ומימוש פרוטוקול תקשורת מורכב‬
‫(‪ ,)Centronics‬כתיבה וקריאה של אות דיגיטלי‪.‬‬
‫‪10‬‬
‫המרות ‪ D/A‬ו ‪ ,A/D‬כתיבה וקריאה של אות אנלוגי תוך שימוש בכרטיס והטמעה לתוך ה ‪.Driver‬‬
‫יצירת אותות בתדרים שונים בתצורת סינוס או גל משולש וקריאתם (עבודה עם ‪ SCOPE‬ועם המחשב)‪.‬‬
‫‪11‬‬
‫עבודה על פרוייקט הקורס – היכרות עם תנור הניסוי‪ ,‬הבנת משימת השליטה והבקרה‪ ,‬כיול מערכת‬
‫ויישום בקרה בחוג פתוח‬
‫‪12‬‬
‫עבודה על פרוייקט הקורס – בקרות בחוג סגור – ‪ OFF /ON‬ו ‪ PID‬ויישומן לשליטה על התנור בצורה‬
‫האופטימאלית‬
‫‪13‬‬
‫המשך עבודה על פרוייקט הקורס וסגירת קצוות‬
‫*סדר הנושאים יכול להשתנות בהתאם לשיקול דעת המרצה‪.‬‬
‫נושאי המעבדה ‪/‬תרגול לפי שבועות*‪:‬‬
‫מפגשים‬
‫נושא‬
‫‪1‬‬
‫בהתאם לנושאי הקורס‬
‫‪2‬‬
‫בהתאם לנושאי הקורס‬
‫‪3‬‬
‫בהתאם לנושאי הקורס‬
‫‪4‬‬
‫בהתאם לנושאי הקורס‬
‫‪5‬‬
‫בהתאם לנושאי הקורס‬
‫‪6‬‬
‫בהתאם לנושאי הקורס‬
‫‪7‬‬
‫בהתאם לנושאי הקורס‬
‫‪8‬‬
‫בהתאם לנושאי הקורס‬
‫‪9‬‬
‫בהתאם לנושאי הקורס‬
‫‪10‬‬
‫בהתאם לנושאי הקורס‬
‫‪/24‬‬
‫בהתאם לנושאי הקורס‬
11
‫בהתאם לנושאי הקורס‬
12
‫בהתאם לנושאי הקורס‬
13
.‫מתרגל‬/‫*סדר הנושאים יכול להשתנות בהתאם לשיקול דעת מדריך המעבדה‬
:‫רשימת מקורות‬
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
The C (ANSI C) Programming Language, Kernighan and Ritchie, Prentice Hall.
C a Reference Manual, Harbison and Steele, Prentice Hall.
LabWindows / CVI, National Instrument.
LabView for Everyone, Wells and Travis, Prentice Hall.
Computer Organization and Architecture, William Stallings.
PC - Intern, Mishael Tischer.
Interfacing to the IBM Personal Computer, Eggebrecht.
C Programmer's Guide to Serial Comunications, Campbell.
The Indispensable PC Hardware Book, Messmer.
The IBM-PC Connection, Coffron.
Digital Design, Morrris Mano, Prentice Hall.
Power Electronics, Muhammad H. rashid, Prentice Hall.
Mechatronics, W. Bolton.
/http://moodle.afeka.ac.il :‫אתר הלמידה מרחוק‬
‫ ד"ר שרית יניב‬:‫רכז הקורס‬
‫ מועדי הרצאות ובחינות נא לחצו כאן‬,‫ שעות קבלה‬,‫ מתרגלים‬,‫לשמות מרצים נוספים‬
:‫חובות הקורס ומפתח לקביעת הציון הסופי‬
‫פרויקט‬
70%
‫שקלול תרגילים‬
*
30%
‫סוג המטלה‬
‫אחוז הציון מסך‬
‫הציון הסופי‬
‫*תרגילי בית שבועיים‬
:‫על מנת לעבור בהצלחה את הקורס יש לעמוד בכל אחד מהתנאים הבאים‬
‫ פרויקטים ומטלות‬,‫ לרבות תרגילים‬,‫ לפחות (בשקלול של כל מרכיבי הקורס‬60 ‫ הציון הסופי בקורס הוא‬.1
.)‫נוספות‬
.‫ ראו סעיף נוכחות‬.‫ נוכחות לפי תנאי חובת נוכחות‬.2
/34
‫* בסיום הקורס הסטודנט יגיש עבודה מסכמת על מערכת הבקרה אותה בחר‪ .‬העבודה תכלול תוכנה בעלת ממשק‬
‫משתמש גרפי‪ ,‬המבקרת את כלל המערכת במספר דרכים ומציגה את תגובת המערכת‪ .‬העבודה תציג את הבקרות‬
‫השונות‪ ,‬את יתרונותיהן וחסרונותיהן ואת ההשוואה ביניהן ותדון בהן באריכות‪.‬‬
‫שפת לימוד הקורס‪:‬‬
‫עברית‬
‫חובת נוכחות‪:‬‬
‫כן‬
‫הערות נוספות‪:‬‬
‫‪/44‬‬