- •М.И. Герасимов
- •Оглавление
- •Раздел 1. Преобразование параметров сигналов в функциональных узлах 7
- •Раздел II. Основы теории анализа и синтеза конечных автоматов 50
- •Раздел III. Схемотехника интерфейсов систем управления 69
- •Раздел IV. Реализация узлов ввода-вывода данных в системах управления 126
- •Раздел V. Реализация модулей памяти 193
- •Введение
- •Раздел 1. Преобразование параметров сигналов в функциональных узлах Лекция 1. Постановка задачи курса
- •Цель и задачи дисциплины, её место в учебном процессе
- •Место дисциплины в структуре ооп впо
- •Требования к уровню освоения содержания дисциплины
- •Содержание дисциплины
- •Разделы дисциплины
- •Содержание разделов дисциплины
- •Раздел I. Преобразование параметров сигналов в функциональных узлах – 8 час.
- •Раздел II. Основы теории анализа и синтеза конечных автоматов – 4 часа.
- •Раздел III. Схемотехника интерфейсов систем управления – 8 часов.
- •Раздел IV. Реализация узлов ввода-вывода данных в системах управления – 10 часов.
- •Раздел V. Реализация модулей памяти – 6 часов.
- •Рекомендуемая литература
- •Учебники (рис. 2)
- •Справочники
- •Программное обеспечение и интернет-ресурсы
- •Методические рекомендации для студентов по изучению учебной дисциплины для очной формы и нормативного срока обучения
- •Указания по работе с основной и дополнительной литературой, рекомендованной программой дисциплины
- •1.5. Советы по подготовке к текущей аттестации и зачету
- •Лекция 2. Преобразователи статических параметров сигнала
- •Лекция 3. Преобразователи динамических параметров сигнала
- •Лекция 4. Релаксационные микросхемы и узлы на их основе
- •4.1. Одновибраторы
- •4.2. Мультивибраторы
- •Раздел II. Основы теории анализа и синтеза конечных автоматов Методические рекомендации для студентов
- •Лекция 5. Анализ функциональных узлов цифровых устройств комбинационного типа
- •Лекция 6. Способы синтеза функциональных узлов цифровых устройств комбинационного типа
- •Раздел III. Схемотехника интерфейсов систем управления Методические рекомендации для студентов
- •Лекция 7. Методы подключения устройств сопряжения
- •7.1. Хабовая архитектура
- •7.2. Шинная архитектура
- •Правила обмена по шине
- •Особенности архитектуры шин
- •Лекция 8. Описание шины isa
- •8.1. Начальные сведения
- •8.2. Сигналы, протокол, циклы шины isa
- •8.3. Общие сведения о разновидностях структуры
- •Лекции 9-10. Структурные решения управляющих систем с протоколом isa
- •9.1. Узел сопряжения с магистралями шины
- •9.2. Селектор адреса
- •9.3. Выработка адресованных команд
- •9.4. Формирователи сигналов оповещения и управления темпом обмена Реализация 16-разрядного обмена данными
- •Асинхронный обмен по isa
- •9.5. Регистр состояния
- •9.6. Регистры данных
- •9.7. Сторожевой таймер
- •9.8. Схема управления прерываниями
- •Раздел IV. Реализация узлов ввода-вывода данных в системах управления Методические рекомендации для студентов
- •Лекция 11. Основные и факультативные функции узлов ввода-вывода
- •Лекция 12. Блоки ввода-вывода дискретных сигналов
- •12.1. Блоки ввода двухпозиционных сигналов. Технические требования и возможности
- •12.2. Блоки вывода двухпозиционных сигналов. Технические требования и возможности
- •12.3. Блоки вывода кодированных и числоимпульсных сигналов
- •12.4. Блоки ввода кодированных сигналов
- •12.5. Блоки ввода числоимпульсных сигналов
- •Лекция 13. Блоки ввода-вывода аналоговых сигналов
- •13.1. Технические требования и возможности
- •13.2. Вывод импульсных сигналов скважности и фазы
- •13.3. Вывод аналоговой информации в виде напряжений
- •13.4. Цифро-аналоговые преобразователи напряжения
- •Цапн с параллельной резисторной матрицей
- •Цап на структурах r-2r
- •Двуполярная схема цапн
- •Параметры цап
- •С татические параметры
- •Динамические параметры
- •Шумы, помехи и дрейфы
- •Характеристики массовых цап
- •13.5. Ввод в су фазовых сигналов
- •13.6. Ввод амплитудных сигналов
- •13.7. Аналого-цифровые преобразователи
- •Основные характеристики ацп
- •Типовые значения характеристик ацп
- •Лекция 14. Схемотехника различных ацп
- •14.1. Параллельные ацп
- •14.2. Последовательные ацп
- •Ацп с линейно изменяющимся эталонным напряжением
- •Ацп с поразрядным взвешиванием
- •Ацп с двойным интегрированием
- •Лекция 15. Сигма-дельта ацп и цап
- •Передискретизация
- •Цифровая фильтрация и децимация
- •Способы реализации цифровых фильтров
- •Дельта-сигма цап
- •Особенности применения
- •Раздел V. Реализация модулей памяти
- •Лекция 16. Схемотехника логических устройств с программируемыми функциями
- •Лекция 17. Узлы постоянной памяти
- •17.1. Постоянные запоминающие устройства
- •17.2. Флэш-память
- •Лекция 18. Узлы оперативной памяти
- •Вопросы для зачета
- •Заключение
- •Библиографический список
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Раздел III. Схемотехника интерфейсов систем управления 69
Методические рекомендации для студентов 69
Лекция 7. Методы подключения устройств сопряжения 69
7.1. Хабовая архитектура 70
7.2. Шинная архитектура 76
Лекция 8. Описание шины ISA 84
8.1. Начальные сведения 84
8.2. Сигналы, протокол, циклы шины ISA 86
8.3. Общие сведения о разновидностях структуры 94
Лекции 9-10. Структурные решения управляющих систем с протоколом ISA 98
9.1. Узел сопряжения с магистралями шины 98
9.2. Селектор адреса 106
9.3. Выработка адресованных команд 113
9.4. Формирователи сигналов оповещения и управления темпом обмена 116
9.5. Регистр состояния 120
9.6. Регистры данных 121
9.7. Сторожевой таймер 122
9.8. Схема управления прерываниями 123
Раздел IV. Реализация узлов ввода-вывода данных в системах управления 126
Методические рекомендации для студентов 126
Лекция 11. Основные и факультативные функции узлов ввода-вывода 126
Лекция 12. Блоки ввода-вывода дискретных сигналов 128
12.1. Блоки ввода двухпозиционных сигналов. Технические требования и возможности 128
12.2. Блоки вывода двухпозиционных сигналов. Технические требования и возможности 135
12.3. Блоки вывода кодированных и числоимпульсных сигналов 140
12.4. Блоки ввода кодированных сигналов 141
12.5. Блоки ввода числоимпульсных сигналов 141
Лекция 13. Блоки ввода-вывода аналоговых сигналов 144
13.1. Технические требования и возможности 144
13.2. Вывод импульсных сигналов скважности и фазы 144
13.3. Вывод аналоговой информации в виде напряжений 146
13.4. Цифро-аналоговые преобразователи напряжения 148
13.5. Ввод в СУ фазовых сигналов 161
13.6. Ввод амплитудных сигналов 162
13.7. Аналого-цифровые преобразователи 163
Лекция 14. Схемотехника различных АЦП 166
14.1. Параллельные АЦП 166
14.2. Последовательные АЦП 166
Лекция 15. Сигма-дельта АЦП и ЦАП 176
Раздел V. Реализация модулей памяти 193
Лекция 16. Схемотехника логических устройств с программируемыми функциями 193
Лекция 17. Узлы постоянной памяти 198
17.1. Постоянные запоминающие устройства 198
17.2. Флэш-память 200
Лекция 18. Узлы оперативной памяти 202
ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАЧЕТА 209
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 211
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 211
Введение
Изложенный в пособии материал построен на материале лекций, читаемых автором студентам направления 220400.62 «Управление в технических системах» (бакалавриат) – профиль «Управление и информатика в технических системах». Он соответствует типовой и рабочей программам курса «Схемотехника элементов и устройств СУ».
Структура курса организована так, чтобы теоретический материал предшествовал выполнению лабораторных работ по соответствующей теме, в результате основной упор в пособии сделан на прикладных вопросах применения аппаратных средств цифровой электроники, а сведения, повторяющие и развивающие материал, пройденный в предшествующих курсах, студентам следует усваивать самостоятельно, пользуясь приведёнными в пособии методическими рекомендациями и заданиями.
Студентам следует также самостоятельно прорабатывать пройденный материал по курсу, закрепляя полученную информацию, а также просматривать материал предстоящей лекции, используя содержащиеся в нем средства повышения наглядности.
Пособие оформлено в виде электронного документа с выделениями цветом, внутренними и внешними гиперссылками, интерактивным оглавлением, предметным указателем в виде закладок и другими средствами повышения наглядности и удобства использования. Для пользования внешними гипер-ссылками требуется доступ к Интернету. Рекомендуется использовать «Режим чтения» программы Word (переход с помощью пиктограммы или через меню Вид).
Материал, выделенный зеленым, требует особо вдумчивого рассмотрения, выделенный желтым рекомендуется к записи в конспект лекций. Шрифтом красного цвета даны задания для самостоятельного выполнения.