- •Цифровая электроника в устройствах управления
- •Оглавление
- •Раздел 1. Методические вопросы 7
- •Раздел II. Математические, логические и аппаратные основы цифровой электроники 29
- •Раздел III. Элементная база комбинационных цифровых узлов и устройств 71
- •Раздел IV. Последовательностные функциональные узлы 103
- •Введение
- •Раздел 1. Методические вопросы Лекция 1. Сведения о дисциплине
- •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. Введение. Методические вопросы –1 час.
- •Раздел II. Математические, логические и аппаратные основы цифровой электроники – 5 часов.
- •Раздел III. Элементная база комбинационных цифровых узлов и устройств – 6 часов.
- •Раздел IV. Элементная база последовательностных цифровых узлов – 4 часа.
- •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
- •Материал для самостоятельной работы
- •1.6. Основные определения и понятия в цепи: процесс – информация – процесс
- •Информация и данные
- •Событие – сигнал – данные
- •Раздел II. Математические, логические и аппаратные основы цифровой электроники Методические рекомендации для студентов
- •Лекция 2. Варианты выполнения интегральных микросхем
- •2.1. Начальные сведения
- •2.2. Классификация имс
- •Определение
- •2.3. Сравнительный анализ имс семейства ттл различных серий
- •2.4. Особенности применения микросхем с тт-логикой
- •2.5. Варианты выполнения выходного каскада имс семейства ттл
- •2.6. Характеристика логического элемента
- •Лекция 3. Понятие кодирования и разновидности кодов
- •3.1. Основные положения
- •3.2. Специальные виды кодов
- •Лекция 4. Системы логических функций и их реализации
- •4.1. Основные тождества алгебры логики (повторение) 4
- •4.2. Системы логических функций от 1 и 2 аргументов
- •4.3. Минимизация логических функций
- •Метод Карно-Вейча
- •4.4. Дополнительные возможности логических преобразований на базе комбинационных микросхем ттл
- •Раздел III. Элементная база комбинационных цифровых узлов и устройств Методические рекомендации для студентов
- •Лекция 5. Сложные комбинационные схемы
- •5.1. Преобразователи кодов: классификация, назначение и функционирование
- •5.2. Шифраторы и дешифраторы семейства ттл: функционирование и использование
- •Лекция 6. Коммутаторы
- •6.1. Общее определение, классификация, назначение и функционирование
- •6.2. Функциональные схемы коммутаторов
- •6.3. Реализации коммутаторов информационных потоков
- •Лекция 7. Преобразователи специальных кодов и схемы анализа кодов
- •7.1. Преобразователи специальных кодов
- •7.2. Схемы анализа кодов
- •7.3. Арифметико-логические устройства
- •8.2. Триггеры Разновидности триггеров
- •Преобразование триггеров
- •8.3. Регистры
- •8.4. Счетчики: классификация, функционирование, использование
- •Вопросы для зачета Теоретическая часть
- •П римеры практических заданий
- •Заключение
- •Приложение Зарубежные аналоги наиболее распространенных микросхем ттл малой и средней интеграции
- •Библиографический список
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Место дисциплины в структуре ооп впо
Изучение базируется на математическом аппарате теории функций двоичных переменных, а также на базе информации о современных микроэлектронных комплектующих изделиях, способах обработки информации, функциональных возможностях вычислительных машины и их сетей.
Связи со смежными дисциплинами см. в табл. 1
Таблица 1
Цикл (раздел) ООП: Б3 |
код дисциплины в УП: Б3.В.ДВ.21 |
|
Требования к предварительной подготовке обучающегося |
||
Для успешного освоения дисциплины студент должен иметь подготовку по физике, электротехнике и электронике, математике (включая дискретную математику), математическим основам кибернетики и теории систем, теоретическим основам анализа и синтеза цифровых устройств |
||
Дисциплины и практики, для которых освоение данной дисциплины (модуля) необходимо как предшествующее |
||
Б3.В.ОД.1 |
Схемотехника элементов и устройств |
|
Б3.В.ОД.2 |
Микропроцессорные устройства систем управления |
|
Б3.В.ОД.3 |
Управляющие микро-ЭВМ |
|
|
Для курсового и дипломного проектирования.
|
Требования к уровню освоения содержания дисциплины
В результате изучения дисциплины студент должен
знать:
- устройство, принцип действия и свойства основных элементов цифровых электронных устройств;
- методы анализа и основные свойства устройств цифровой электроники;
- принципы схемотехнического построения цифровых узлов и устройств;
- основные свойства функциональных узлов цифровых устройств, способы описания этих свойств через параметры и характеристики;
уметь:
- преобразовывать коды, выдаваемые различными датчиками и задатчиками, в двоичный позиционный код (передаваемый, в частности, в процессор);
- преобразовывать позиционный код (на выходе процессора) в коды, необходимые для работы различных исполнительных устройств и индикаторов;
- уметь читать структурные и принципиальные схемы функциональных узлов ВТ, преобразовывать их;
- определять основные характеристики цифровых электронных устройств;
- строить временные диаграммы сигналов в цифровых устройствах и таблицы функционирования этих устройств по их схемам;
владеть:
- методами анализа устройств цифровой электроники;
- навыками взаимного преобразования наиболее распространенных двоичных кодов;
- навыками распознавания основных элементов на принципиальных схемах узлов цифровой техники для проверки технического состояния оборудования
иметь представление:
- о цифровых системах управления, в том числе микропроцессорных;
- об основных путях развития цифровой электроники.
Содержание дисциплины
Основным предметом изучения дисциплины являются аппаратные средства ЦЭ, в то время как программные средства изучаются в специальных курсах («Программирование и основы алгоритмизации» и др.). При изучении основ организации аппаратных средств используются знания студентов в области булевой алгебры и основ теории кодирования (материал дается в данном курсе), проводится сопоставление математического аппарата и структуры соответствующих электронных схем. В устройствах и системах управления логические микросхемы используются не только для выработки двоичных сигналов, но и для их умощнения, формирования временных интервалов и т.п. Методический материал для изучения соответствующих свойств микросхем также содержится в данном курсе лекций.
Общая трудоемкость курса – 72 часа, распределение трудоемкости приведено в табл. 2.
Таблица 2
Виды занятий |
Всего часов |
Общая трудоемкость |
72 |
Аудиторные занятия, в том числе: |
36 |
лекции |
18 |
лабораторные работы |
18 |
Самостоятельная работа, в том числе: |
36 |
работа над темами для самостоятельного изучения |
12 |
подготовка к практическим, семинарским и лабораторным занятиям |
18 |
подготовка к контрольным мероприятиям |
6 |
Рубежи контроля знаний |
|
Контрольные работы |
одна |
Экзамен /зачет |
ЗАЧЕТ |
В ходе лекционных занятий студенты приобретают необходимые теоретические знания, на лабораторных работах – навыки анализа и синтеза узлов систем управления (рис. 1).
Рис. 1
Таблица 3