- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •1. АНАЛИЗ И РАСЧЁТ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА
- •1.1. Электрическая цепь и её элементы
- •1.2. Основные электрические величины цепи постоянного тока
- •1.3. Резистивный элемент
- •1.4. Схемы замещения источников электрической энергии
- •1.5. Основные законы цепей постоянного тока
- •1.6. Потенциальная диаграмма электрической цепи
- •1.7. Эквивалентные преобразования в резистивных цепях
- •1.8. Методы расчёта цепей постоянного тока
- •1.8.2. Метод контурных токов
- •1.8.3. Метод узловых потенциалов
- •1.8.5. Метод эквивалентного генератора
- •1.9. Баланс мощностей
- •1.10. Расчёт нелинейных цепей постоянного тока
- •Контрольные вопросы и задания
- •2.1. Основные понятия переменного тока
- •2.2. Способы представления синусоидальных величин
- •2.3. Элементы электрической цепи синусоидального тока
- •2.3.1. Индуктивный элемент
- •2.3.2. Ёмкостный элемент
- •2.5. Законы Кирхгофа для цепей синусоидального тока
- •2.9. Мощности в цепях синусоидального тока
- •2.10. Учёт взаимно индуктивных связей при анализе электрических цепей
- •Контрольные вопросы и задания
- •3.1. Общие сведения
- •3.2. Схема соединения звездой в трёхфазных цепях
- •3.3. Схема соединения треугольником в трёхфазных цепях
- •3.5. Мощность в трёхфазных цепях
- •3.6. Измерение мощности трёхфазной цепи
- •Контрольные вопросы и задания
- •4.3. Расчёт цепей несинусоидального периодического тока
- •Контрольные вопросы и задания
- •5.1. Элементы магнитной цепи
- •5.2. Основные величины и законы магнитных цепей
- •5.3. Свойства и характеристики ферромагнитных материалов
- •5.4. Расчёт неразветвленной магнитной цепи
- •5.5. Электромеханическое действие магнитного поля
- •5.7. Мощность потерь в магнитопроводе
- •Контрольные вопросы и задания
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Устройство однофазного трансформатора
- •6.3. Принцип действия однофазного трансформатора
- •6.4. Схема замещения однофазного трансформатора
- •6.5. Работа трансформатора в режиме холостого хода
- •6.6. Работа трансформатора в режиме короткого замыкания
- •6.8. Мощности трансформатора
- •6.11. Автотрансформаторы
- •Контрольные вопросы и задания
- •7.1. Общие сведения
- •7.3. Режимы работы трёхфазных асинхронных машин
- •7.4. Принцип действия трёхфазных асинхронных двигателей
- •7.5. Мощность и КПД трёхфазных асинхронных двигателей
- •7.6. Механические характеристики асинхронных двигателей
- •7.7. Пуск трёхфазных асинхронных двигателей
- •7.9. Однофазные асинхронные двигатели
- •Контрольные вопросы и задания
- •8.1. Общие сведения
- •8.2. Устройство трёхфазных синхронных машин
- •8.3. Разновидности трёхфазных синхронных машин
- •8.5. Принцип действия трёхфазных синхронных машин
- •8.6. Работа синхронного генератора в режиме холостого хода
- •8.7. Работа синхронного генератора в режиме короткого замыкания
- •8.8. Работа синхронного генератора в режиме нагрузки
- •8.9. Мощность и КПД трёхфазных синхронных машин
- •8.10. Характеристики трёхфазных синхронных машин
- •8.11. Пуск трёхфазных синхронных двигателей
- •Контрольные вопросы и задания
- •9.1. Общие сведения
- •9.2. Принцип действия коллектора
- •9.3. Устройство машин постоянного тока
- •9.5. Реакция якоря
- •9.6. Мощность и КПД машин постоянного тока
- •9.8. Характеристики генераторов постоянного тока
- •9.9. Характеристики двигателей постоянного тока
- •9.11. Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока
- •Контрольные вопросы и задания
- •10.ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ
- •10.1. Общие сведения о полупроводниках
- •10.2. Полупроводниковые устройства
- •10.2.2. Биполярные транзисторы
- •10.2.3. Полевые транзисторы
- •10.2.4. Тиристоры
- •10.2.5. Классификация электронных устройств
- •Контрольные вопросы и задания
- •10.3. Источники вторичного электропитания
- •10.3.1. Полупроводниковые выпрямители
- •10.3.2. Управляемые выпрямители
- •10.3.3. Регуляторы переменного тока
- •10.3.4. Инверторы
- •Контрольные вопросы и задания
- •10.4. Усилители электрических сигналов
- •10.4.1. Классификация усилителей
- •10.4.3. Операционные усилители
- •Контрольные вопросы и задания
- •10.5. Генераторы синусоидальных колебаний
- •Контрольные вопросы и задания
- •10.6. Импульсные и цифровые электронные устройства
- •10.6.1. Работа операционного усилителя в импульсном режиме
- •10.6.2. Логические элементы
- •10.6.4. Импульсные устройства с устойчивым состоянием. Триггеры
- •Контрольные вопросы и задания
- •10.7. Программируемые устройства. Микропроцессоры
- •Контрольные вопросы и задания
- •11.1. Методы измерений
- •11.2. Средства измерений
- •11.3. Погрешности измерений
- •Контрольные вопросы и задания
- •ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- •Библиографический список
- •ОГЛАВЛЕНИЕ
|
|
Контрольные вопросы и задания |
|
|
1. |
Как происходит формирование импульсов напряжения? |
|||
2. |
В чём состоит отличие импульсных устройств с несколькими |
|||
устойчивыми и устройств с несколькими временно устойчивыми со- |
||||
С |
|
|
||
стояниями? |
|
|
|
|
3. |
Назовите области применения логических элементов. |
|
||
4. |
Что называют логическим нулём? логической единицей? Что |
|||
такое табл ца ст нности логического элемента? |
|
|||
5. |
Переч сл те логические элементы. Составьте для логиче- |
|||
си |
|
|
||
ских элементов табл цы истинности. |
|
|||
6. |
Для чего пр меняют мультивибратор, одновибратор? |
|
||
7. |
Как е устройства называют триггерами? |
|
||
8. |
Как про сход т формирование сигнала на выходе асинхрон- |
|||
ного ( |
Изобразите |
|
||
нхронного) тр ггера? |
|
|
||
9. |
Как про сход т формирование сигнала на выходе однотакт- |
|||
ных (двухтактных) тр ггеров? |
|
|
||
10. |
|
RS-триггер и его таблицу состояний. |
|
|
11. |
|
А |
|
|
Какой триггер называют счётным? |
|
|||
12. |
|
временные |
графики, поясняющие |
работу |
D-триггера. |
|
|
|
|
13. |
Изобразите JK-триггер и его таблицу состояний. Как можно |
|||
использовать JK-триггер в схемах делителей частоты? |
|
|||
10.7. Программируемые устройства. Микропроцессоры |
||||
Программируемые цифровые |
и логические устройства |
пред- |
||
|
|
|
И |
ставляют собой универсальные Дтехнические средства для создания электронных устройств различного назначения. Они основаны на применении арифметико-логического устройства (АЛУ) [11].
АЛУ выполняет арифметические и логические операции над входными величинами А и В в двоичном коде в зависимости от сигн а- лов на управляющих входах M, S0, S1, S2, S3 и на входе переноса P0 из внешних цепей (рис. 10.73). Результат операции определяется совокупностью сигналов на выходах F и на переносе Р4 из старшего разряда. При М = 0 выполняются арифметические операции (сложение А и В, сложение А и В с добавлением Р0 в младший разряд и т.д.), а при М = 1 – логические операции. Комбинация сигналов S0, S1, S2, S3 определяет, какая именно операция выполняется.
345
P0 |
АЛУ |
|
Несмотря на разнообразие операций, |
||
выполняемых АЛУ, они имеют недостатки: |
|||||
A1 |
|
||||
|
отсутствуют операции умножения, деления |
||||
A2 |
|
и т.д. Эта ограниченность преодолена в мик- |
|||
A3 |
F1 |
||||
ропроцессорах. |
|
||||
A4 |
|
||||
F2 |
|
Микропроцессор – это информацион- |
|||
B1 |
|
||||
B2 |
F3 |
ное устройство, реализованное в виде боль- |
|||
B3 |
шой интегральной схемы, которое по про- |
||||
|
|||||
B4 |
F4 |
грамме, задаваемой управляющими сигна- |
|||
M |
|
лами, обрабатывает информацию, т.е. реали- |
|||
S0 |
|
зует операции: арифметические, логические, |
|||
С |
ввода, вывода и т.д. |
|
|||
S1 |
P4 |
|
|||
S2 |
|
Универсальные |
микропроцессоры |
||
S3 |
|
предназначены для решения задач цифровой |
|||
. 10.73. Ар фмет ко- |
о ра отки различного типа информации от |
||||
инженерных расчётов до работы с базами |
|||||
Рис |
|
|
|||
логическое устройство |
данных, не связанных жесткими ограниче- |
||||
|
|
||||
|
|
ниями на время выполнения задания. К ним |
|||
относятся известные микропроцессоры фирм Intel и AMD. |
|||||
Однокристальныебмикроконтроллеры предназначены для ис- |
|||||
пользования в системах промышленной и бытовой автоматики. Осо- |
|||||
бенностью микроконтроллеров является размещение на одном кри- |
|||||
сталле, помимо центрального процессора, внутренней памяти и |
|||||
большого набора периферийных устройств, необходимых для реали- |
|||||
|
А |
|
|||
зации цифровой системы управления минимальной конфигурации. В |
|||||
состав микроконтроллеров входят: процессор (как правило, целочис- |
|||||
ленный), задающее устройство команд, задающее устройство данных, |
|||||
генератор тактовых сигналов, программируемые устройства для связи |
|||||
с внешней средой (контроллер прерыванияД, таймеры-счетчики, разно- |
|||||
образные порты ввода/вывода), иногда аналого-цифровые и цифро- |
|||||
аналоговые преобразователи и т.д. В некоторых |
источниках этот |
класс микропроцессоров называется однокристальнымиИмикроЭВМ. В настоящее время две трети всех производимых микропроцес-
сорных схем в мире составляют однокристальные микроЭВМ, причём почти две трети из них имеет разрядность, не превышающую 16 бит. К классу однокристальных микроконтроллеров прежде всего относятся микропроцессоры серий MCS-51 фирмы Intel, AVR фирмы Atmel и аналогичные микропроцессоры других производителей, архитектура которых стандартна.
346
Секционированные (разрядно-модульные) микропроцессоры –
это микропроцессоры, предназначенные для построения специализированных процессоров. Они представляют собой микропроцессорные секции относительно небольшой (от 2 до 16) разрядности с пользовательским доступом к микропрограммному уровню управления и средствами для объединения нескольких секций (отечественные микропроцессоры серий К589 и 585).
Такая организация позволяет спроектировать процессор необходимой разрядности со специализированной системой команд. Из-за
своей малой |
микропроцессорные секции могут быть по- |
строены с спользованием быстродействующих технологий. Сово- |
|
С |
факторов о еспечивает возможность создания |
купность всех эт х |
по форматамбданных.
процессораразрядности, на лучш м о разом ориентированного на заданный класс алгор тмов как по системе команд и режимам адресации, так и
Процессоры ц фровой о ра отки сигналов, или цифровые сиг-
нальные процессоры, представляют собой бурно развивающийся
•разрядность:Аопределяется максимальной разрядностью целочисленных данных, обрабатываемыхДза 1 такт, то есть фактически разрядностью арифметико-логического устройства (АЛУ);
•виды и форматы обрабатываемых данных;
•система команд, режимы адресации операндов;
•ёмкость прямоадресуемой оперативной памяти: определяется разрядностью шины адреса; И
•частота внешней синхронизации;
•производительность.класс м кропроцессоров, предназначенных для решения задач циф-
хранения двоичных чисел, используемых в процессе вычислений. В состав микропроцессора также входят два параллельных буферных регистра (БР), предназначенных для кратковременного хранения чисел А и В во время выполнения операций АЛУ, и устройство управления (УУ), которое задаёт режимы работы всех элементов микропроцессора.
347
|
|
1… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
F |
|
|
Pm |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
РОН |
|
|
|
|
УУ |
|
|
|
|
АЛУ |
|||
С |
n |
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
В |
||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
БРВ |
|||
|
|
|
|
|
|
|
БРА |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Р с. 10.74. Структурная схема микропроцессора |
|||||||||||||
Пр |
работе |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
м кропроцессора числа А и В, над которыми выпол- |
няетсяиоперац я, передаются по магистрали последовательно из РОН в буферные рег стры БРА и БРВ. Затем по команде АЛУ производит
указанную операц ю, а результат её по внутренней магистрали пере- |
|||
даётся в РОН. О ычно для этой цели выделяется отдельный регистр |
|||
РОН, называемый аккумулятором, в котором ранее записанное число |
|||
стирается. Например, сложение трёх чисел выполняется таким обра- |
|||
зом: сначала складываются первые два числа и результат записывает- |
|||
|
|
Д |
|
ся в РОН, затем в АЛУ поступает результат этого сложения и третье |
|||
число, вычисляется окончательныйАрезультат и записывается в РОН. |
|||
|
Контрольные вопросы и задания |
||
1. |
|
|
И |
Какое устройство является основой программируемых циф- |
|||
ровых и логических устройств? |
|
|
|
2. |
Приведите обозначение и назовите назначение входов и вы- |
||
ходов арифметико-логического устройства. |
|
||
3. |
Какое устройство называют микропроцессором? |
||
4. |
Перечислите основные типы микропроцессоров. |
||
5. |
В чём отличие микроконтроллеров от микропроцессоров? |
||
6. |
Какова область применения микроконтроллеров? |
||
7. |
Перечислите основные характеристики микропроцессоров. |
||
8. |
Чем определяется разрядность микропроцессора? |
||
9. |
Изобразите структурную схему микропроцессора и поясните |
порядок его работы.
348