Некоторые определения

1. Электронная схема – схема соединения электронных компонентов для реализации некоторой функции преобразования информации.

2. Микропроцессор – программируемое устройство обработки данных, выполненное на основе одной или нескольких больших интегральных схем.

3. Интегральная схема – электронная схема, реализованная в виде кристалла. (полупроводникового кристалла, например кремния)

4. БИС (большая интегральная схема). Интегральная схема со степенью интеграции свыше 100 логических элементов в одной конструктивной единице.

5. СБИС – сверхбольшая интегральная схема. Интегральная схема со степенью интеграции свыше 1000 элементов в одном корпусе.

6. Релейно-контактная схема – электронная схема, состоящая из электрических реле и контактов.

7. ИС малой степени интеграции – несколько логических элементов, размещенных на одном корпусе.

Введение

Вряд ли сейчас можно найти сферу нашей жизни, в которую не проникли бы в том или ином виде современные устройства цифровой электроники. Их можно встретить буквально на каждом шагу. Утром нас с постели поднимает электронный будильник, а наручные электронные часы сообщают нам о начавшемся новом дне недели и даже способны сыграть несколько бодрящих мелодий. Направляясь на работу, мы выходим на улицу, и дверь подъезда обычно накрепко запирает за нами электронный замок. При входе в метро разменный автомат любезно выдает нам нужное число жетонов взамен опущенной монеты, а зоркий турникет следит за правильной оплатой проезда. В учреждении где вы работаете или учитесь, наверняка несет трудную службу ЭВМ, никогда не устающая, ничего не забывающая, хранящая в своей памяти огромный объем информации и способная быстро выдавать нужные сведения пользователю по первому требованию.

Цифровые индикаторы кассовых аппаратов и присутствующие в них оптические устройства для автоматического считывания информации, содержащейся в универсальном коде товаров; работа промышленного оборудования контролируется цифровыми электронными схемами; применение техническими специалистами в своей работе цифровых вольтметров и частотометров; обогревом вашего жилища может управлять автоматически включаемый и выключаемый термообогреватель; широко используется цифровая электроника в электронных играх и видео играх; такие бытовые приборы, как СВЧ-печи, стиральные машины и сушилки могут иметь в своем составе сложные цифровые схемы, контролируемые микропроцессорами. Вот далеко не полный перечень применения цифровых электронных устройств в нашей жизни.

В настоящее время невозможно найти какую-либо отрасль промышленности, в которой не использовались бы электронные приборы или электронные устройства измерительной техники, автоматики и вычислительной техники. Причем тенденция развития такова, что доля электронных устройств и устройств автоматики непрерывно увеличивается. Это является результатом развития интегральной технологии, внедрение которой позволило наладить массовый выпуск дешевых, высококачественных, не требующих специальной настройки и наладки микроэлектронных функциональных узлов различного назначения. Они представляют собой полупроводниковые пластины малой толщины на который в площадях в несколько квадратных миллиметров выполнены десятки тысяч электрически соединенных между собой элементов электроники (транзисторов, конденсаторов и т.д.). Причем эти элементы, как правило, получают одновременно (по групповой технологии) в едином технологическом цикле, который почти полностью автоматизирован. Поэтому стоимость интегральных схем при массовом производстве мало зависит от количества в них элементов и разброс параметров от образца к образцу сравнительно невелик.

Промышленность выпускает почти все электронные функциональные узлы необходимые для создания устройств измерительной и вычислительной техники, а также систем автоматики: интегральные электронные усилители электрических сигналов; коммутаторы; логические элементы; перемножители электрических напряжений; триггеры и т.д. на основе больших (БИС) и сверхбольших (СБИС) интегральных схем созданы и выпускают микропроцессоры и микропроцессорные комплекты, представляющие собой вычислительную машину или ее основные узлы, изготовленные в одном корпусе или в нескольких малогабаритных корпусах.

Автоматизация процессов управления, на основе дискретных управляющих устройств есть необходимый элемент современного производства. Ее широкое внедрение обеспечивает повышение производительности труда и улучшения качества продукции. Развитие целых отраслей современной науки и техники принципиально невозможно без использования средств автоматики, которая включает в себя дискретные управляющие устройства.

На качественно новую ступень развития автоматизация поднимается с появлением электронно-вычислительных машин, когда процессы управления получают программную реализацию и возникает возможность широкой автоматизации не только физической, но и умственной деятельности человека.

Современный этап развития средств автоматизации связан с успехами микроэлектроники, созданием больших интегральных схем, микро ЭВМ, однокристальных ЭВМ, микропроцессоров.

На железнодорожном транспорте, как и во всех отраслях народного хозяйства, широко применяется автоматизация, компьютеризация, телемеханизация производственных процессов, и прежде всего процессов управления движением поездов.

Независимо от степени сложности микросхемы и широты выполняемых ими функций, основу их структуры составляю элементарные схемы, физические принципы и особенности работы которых наиболее просто и эффективно проявляются при модернизации микросхем с помощью отдельных дискретных электронных элементов. Это способствует более глубокому пониманию принципов построения электронных устройств любой сложности, позволяет более эффективно и полно использовать их качества, упрощает процесс настройки и поиск неисправностей.

В настоящее время все, кто работает с электронными устройствами, должны понимать основные принципы работы цифровых электронных схем.