Раздел III. Элементная база комбинацион­ных цифровых узлов и устройств 71

Методические рекомендации для студентов 71

Лекция 5. Сложные комбинационные схемы 71

5.1. Преобразователи кодов: классификация, назначение и функционирование 72

5.2. Шифраторы и дешифраторы семейства ТТЛ: функционирование и использование 73

Лекция 6. Коммутаторы 81

6.1. Общее определение, классификация, назначение и функционирование 81

6.2. Функциональные схемы коммутаторов 84

6.3. Реализации коммутаторов информационных потоков 85

Лекция 7. Преобразователи специальных кодов и схемы анализа кодов 93

7.1. Преобразователи специальных кодов 93

7.2. Схемы анализа кодов 98

7.3. Арифметико-логические устройства 101

Раздел IV. Последовательностные функциональные узлы 103

Методические рекомендации для студентов 103

Лекции 8-9. Последовательностные (накапливающие) схемы 103

8.1. Базовые сведения 103

8.2. Триггеры 106

8.3. Регистры 118

8.4. Счетчики: классификация, функционирование, использование 121

ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАЧЕТА 132

Теоретическая часть 132

Примеры практических заданий 133

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 135

ПРИЛОЖЕНИЕ 136

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 137

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 «Цифровая электроника».

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 гиперссылками 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.

Раздел 1. Методические вопросы Лекция 1. Сведения о дисциплине

1. Цель и задачи дисциплины, её место в учебном процессе

Разработка, внедрение и эффективное использование средств управления в технических системах невозможны без знания принципов построения, тех­нических возможностей и особенностей работы элементов и узлов цифровой электроники (ЦЭ).

Цель преподавания дисциплины «Цифровая электроника» состоит в усвоении студентами принципов построения и основных свойств базовых элементов цифровой электроники и вычислительной техники, приобретения ими навыков расчета и экспериментального исследования таких устройств.

Задачами дисциплины является изучение:

• способов кодирования и декодирования числовой, алфавитно-цифровой и логической информации;

• способов применения средств дискретной математики при анализе и синтезе узлов вычислительной техники;

• функционального состава, характеристик и способов применения современных микроэлектронных комплектующих изделий;

• основ теории анализа и синтеза конечных автоматов.