ЖК «Империал» — офисные помещения 9;pdf

МИНИСТЕРСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ И НАУКЕ РФ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
НОЯБРЬСКИЙ ИНСТИТУТ НЕФТИ И ГАЗА
(филиал)
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины
ЦИФРОВАЯ СХЕМОТЕХНИКА
Для специальности:
210407.51 Эксплуатация средств связи»
г. Ноябрьск 2010г.
ОДОБРЕНА
Предметной (цикловой) комиссией
общепрофессиональных и специальных
дисциплин
Протокол № 9 от «25» мая 2010г.
СОСТАВЛЕНА
в соответствии с государственными
требованиями к минимуму
содержания и уровню подготовки
выпускника по специальности
210407.51 Эксплуатация средств связи
Председатель П(Ц)К
_________________________Фаренюк С.Н.
«УТВЕРЖДАЮ»
Заместитель директора УМР
__________________ Э.В. Бакиева
«_26_»______мая__________2010г.
Разработал:
Р.Н. Макаров – преподаватель специальных дисциплин
Рецензенты:
В.В. Гаррес– главный инженер ООО «Ноябрьскнефтегазсвязь»
А.М. Штаньков. – генеральный директор ОАО «Электрические сети»
1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Учебная дисциплина «Цифровая схемотехника» входит в цикл
общепрофессиональных дисциплин, изучаемых студентами всех технических
специальностей, так как для автоматизированного управления технологическими
процессами, автоматизированного контроля и диагностики технических средств,
эксплуатации аппаратуры цифровых способов обработки и передачи информации
требуются специалисты в области цифровых методов и цифровых устройств,
микропроцессорных систем и ЭВМ. Широкое применение цифровых устройств и
микропроцессоров объясняется их большими функциональными возможностями
простотой схем, небольшими размерами и малой потребляемой мощностью при
высокой надежности.
Основная цель учебной дисциплины — формирование базовой подготовки
студентов в области цифровых устройств и микропроцессорных систем и
развитии навыков использования цифровой техники при эксплуатации средств
связи.
Программа разработана в соответствии с государственными требованиями к
минимуму содержания и уровню подготовки выпускников к профессиональной
деятельности по специальности 210407.51 Эксплуатация средств связи,
определенными Государственным стандартом второго поколения для базового
уровня образования и раскрывает основные требования к знаниям и умениям,
которыми должны обладать студенты в результате изучения этой дисциплины.
Изучение дисциплины базируется на знаниях информатики, вычислительной
и электронной техники.
Приобретенные знания по данной учебной дисциплине необходимы при
изучении аппаратуры связи по специальным дисциплинам.
В процессе изучения дисциплины необходимо усвоить основы построения
цифровых схем и принцип действия основных узлов цифровых устройств,
функциональные возможности часто применяемых микросхем малого и среднего
уровня интеграций в устройствах связи, структуру и организацию
микропроцессоров и микропроцессорных комплектов, условные графические
обозначения элементов, тенденции и перспектива развития средств связи и
вычислительной техники, а также основы программирования.
В результате изучения дисциплины, студенты должны:
Знать:
- логические и арифметические основы цифровой техники;
- основы построения цифровых схем и принцип действия основных узлов
цифровых устройств;
- принцип построения и функционирования микропроцессоров, микро ЭВМ,
микропроцессорных комплектов и систем;
- приемы программирования микропроцессора на языке кодовых
комбинаций на языке ассемблера;
- приемы моделирования процессов и схем;
- интерфейсы микропроцессорных систем;
- использование микропроцессорных систем в технике связи.
Уметь:
- читать принципиальные схемы цифровых устройств и микропроцессорных
систем;
- осуществлять их контроль и диагностику;
- пользоваться справочной литературой;
- решать практические задачи построения цифровых устройств,
контроллеров и систем обработки информации;
- составлять программы целевого назначения.
Для закрепления теоретических знаний программой предусмотрены
лабораторные и практические работы, которые проводятся как в лаборатории с
использованием лабораторных макетов, так и в виртуальной электронной
лаборатории на персональном компьютере (программа Electronics Workbench 4.0)
Промежуточная аттестация (2 курс, 4 семестр) проводится по разделам:
основы цифровой техники и цифровые устройства, форма —экзамен.
Завершающая аттестация по учебной дисциплине — экзамен, проводится по всему
материалу учебной дисциплины на 3 курсе (5 семестр); допуском к экзамену
является контроль знаний по всему объему материала учебной дисциплины.
Наименование разделов и тем
Введение
Раздел 1. Основы цифровой техники
Тема 1.1. Общие сведения о цифровом сигнале и
цифровом устройстве
Тема 1.2. Логические основы цифровой техники
Макси
мальна
я
учебна
я
нагрузк
а
Количество аудиторных
часов при очной форме
обучения
в том числе
ЛПЗ
Всего
Самостоятельная
работа студента
2. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
2
42
2
28
12
14
10
6
4
4
10
8
4
2
12
8
4
4
10
6
Раздел 2. Цифровые устройства
Тема
2.1.
Шифраторы,
дишифраторы,
преобразователи кодов
Тема 2.2. Мультиплексоры, демультиплексоры
104
74
36
30
10
6
2
4
6
4
2
2
Тема 2.3. Компараторы
Тема 2.4. Сумматоры
Тема 2.5. Интегральные триггеры
Тема 2.6. Регистры
Тема 2.7. Счетчики
Тема 2.8. Делители частоты импульсной
последовательности
Тема 2.9. Распределители
Тема 2.10. Программируемые логические матрицы
10
6
6
6
6
8
4
4
4
4
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
10
8
4
2
10
8
2
2
8
6
2
2
8
6
2
2
8
6
4
2
10
6
6
4
2
32
2
24
6
8
8
6
2
2
8
6
2
2
8
6
2
2
Тема 1.3. Синтез комбинационных цифровых
устройств
Тема 1.4. Арифметические основы цифровой
техники
Тема 2.11. Полупроводниковые запоминающие
устройства
Тема 2.12. Аналого-цифровые и цифроаналоговые
преобразователи информации
Тема 2.13. Контроль цифровых устройств
Контрольная работа
Раздел 3. Процессоры
Тема 3.1. Структура процессорного устройства
Тема 3.2. Цифровые микропрограммные автоматы
(МПА)
Тема 3.3. Синтез процессора с использованием
схемной логики
4
Тема 3.4. Синтез процессора с использованием
принципа программируемой логики
Раздел 4. Микропроцессоры и микропроцессорные
системы
Тема 4.1. Микропроцессоры и микропроцессорные
комплекты (МПК)
Тема 4.2. Архитектура микропроцессора (МП) на
МПК конкретной серии
Тема 4.3. Система микрокоманд и реализация
типовых функций МП
Тема 4.4. Программирование микропроцессорных
систем
Тема 4.5. Интерфейсные БИС
Тема 4.6. Применение МП для цифровой обработки
информации и моделирования узлов аппаратуры.
Повторение и обобщение материала
Всего
8
6
2
49
39
16
10
4
2
2
2
6
4
2
2
6
4
2
2
14
12
2
2
6
6
6
8
6
2
2
4
230
4
168
70
62
3. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Введение
Краткая характеристика учебной дисциплины: цели, задачи, связь с
профилирующими дисциплинами.
Общие понятия о направлениях развития цифровой микропроцессорной
техники, применение МПС (микропроцессорных систем) в аппаратуре связи.
Раздел 1. ОСНОВЫ ЦИФРОВОЙ ТЕХНИКИ
Тема 1.1. Общие сведения о цифровом сигнале и цифровом
устройстве.
Содержание учебного материала
Иметь представление о цифровом сигнале в импульсивной и потенциальной
форме, параметрах и характеристиках импульсных и цифровых сигналов;
цифровом устройстве и признаках классификации цифровых устройств.
Требования к знаниям:
- определения: логического и цифрового сигналов; цифрового устройства.
- способы представления сигнала.
Требования к умениям:
Различать устройства: по способу ввода и вывода информации; по способу
функционирования.
Самостоятельная работа
Подготовить реферат на тему: «Общие сведения о цифровом сигнале
и цифровом устройстве.»
Содержание учебного материала:
Логические функции и способы из задания, логические функции одного и
двух аргументов; основные тождества и законы алгебры логики; полные системы
функций алгебры логики; полные и минимальные базисы.
Логические элементы, их основные параметры. Интегральные логические
элементы ТТЛ, ТТЛШ, ЭСЛ, И2Л, МОП — и КМОП — технологий.
Требования к знаниям:
- способы задания логической функции;
- логические функции одного и двух аргументов;
- полные системы функций алгебры логики;
- базовые логические элементы;
- классификацию и условные графические обозначения элементов цифровой
техники.
Требования к умениям:
- задавать логическую функцию;
- составлять таблицы истинности;
- выбирать логические элементы по заданным параметрам;
- согласно заданных условий производить сравнительную оценку базовых
логических элементов.
Практические занятия:
- преобразование логических выражений в соответствии с основными
тождествами и законами алгебры логики;
- изучение системы условно-графического обозначения элементов
цифровой техники
- работа со справочниками: изучение функционального состава,
графического изображения, маркировки, основных параметров наиболее
распространенных цифровых микросхем серий К155, К555 и ее аналогов в серии
74000.
Самостоятельная работа
Подготовить реферат на тему: «Логические основы цифровой техники»
Тема 1.3. Синтез комбинационных цифровых устройств
(КЦУ)
Содержание ученого материала:
Канонические формы представления логических функций: СДНД и СКНФ.
Минимизация логических функций. Способы минимизации: метод Квайна,
метод Петрика, метод карт (диаграмм)Вейча, метод карт Карно.
Синтез не полностью заданных логических функций и логических
устройств с несколькими выходами.
Построение логических устройств в различных элементных базисах,
особенности цифровой схем техники.
Требования к знаниям:
- канонические формы представления логических функций
- таблицы истинности КЦУ и переход от них к диаграммам Вейча; картам
Карно т.д.
- методы минимизации логических функций и реализацию результате в
различных элементных базисах;
- особенности построения схем логических устройств.
Требования к умениям:
- сравнивать различные методы минимизации;
- производить минимизацию сложных логических функций;
- строить функциональные схемы в заданном элементном базисе;
- работать со справочником и уметь решать вопросы электронной
совместимости различных серий интегральных микросхем (ИМС)
Практические занятия:
- минимизация логических функций методом Квайна для функции с числом
аргументов  4 и построение схемы в заданном элементном базисе;
- минимизация логических функций методом диаграмм Вейча и карт Карно.
Построение схем в заданном базисе;
- синтез логических устройств с несколькими выходами;
- синтез не полностью заданных логических функций.
Самостоятельная работа
Подготовить доклад на тему: «Синтез комбинационных цифровых
устройств (КЦУ)»
Тема 1.4. Арифметические основы цифровой техники
Содержание учебного материала:
Представление чисел в различных системах счисления и перевод чисел из
одной системы счисления в другую. Формы представления чисел в цифровых
устройствах. Выполнение арифметических операций. Понятие об обратном и
дополнительном кодах. Умножение и деление двоичных чисел.
Требования к знаниям:
- наиболее употребительные позиционные системы счисления: 10; 2; 8; 16,
а также двоично-кодированная десятичная система;
- использование обратного и дополнительного кодов при выполнении
операции алгебраического сложения;
- процесс выполнения операции умножения и деления двоичных чисел.
Требования к умениям:
- представлять числа в любых системах счисления;
- выполнять алгебраические операции в дополнительных кодах.
Практические занятия
- представление чисел и выполнение операции А + B в различных системах
счисления;
- выполнение арифметических операций в двоичной системе: А + B; А  B;
А  B; А  B.
Самостоятельная работа
Подготовить доклад на тему: «Арифметические основы цифровой
техники»
Раздел 2. ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА
Тема 2.1. Шифраторы, дешифраторы, преобразователи кодов.
Содержание учебного материала:
Шифраторы и дешифраторы, их назначение.
Принцип построения схем в требуемом элементном базисе. Условные
графические обозначения шифраторов и дешифраторов.
Линейные и прямоугольные дешифраторы.
Назначение преобразователей кодов. Два принципа построения
преобразователей кодов. Преобразователь для цифровой индикации
Требования к знаниям:
- назначение шифраторов, дешифраторов, преобразователей кодов;
- таблицы истинности, построение логических схем этих устройств;
- их условные графические обозначения в зависимости от элементной базы.
Требования к умениям:
- составлять логические схемы шифраторов, дешифраторов преобразователей
в заданном элементном базисе;
- производить выбор этих устройств по справочнику;
- анализировать работу логической схемы.
Практические занятия:
- Исследование работы комбинационных цифровых устройств: СД; ДС; Х/У
- синтез кодера и декодера;
- синтез преобразователей кодов.
выполняются по методике моделирования и анализа схем системы
схематического моделирования Electronics Workbench на персональном
компьютере.
Самостоятельная работа
Подготовить доклад на тему: «Шифраторы, дешифраторы,
преобразователи кодов»
Тема 2.2. Мультиплексоры. Демультиплексоры.
Содержание учебного материала:
Назначение мультиплексоров и демультиплексоров. Принцип работы.
Условное графическое обозначение; мультиплексорное дерево.
Мультиплексоры, как цифровые многопозиционные переключатели —
коммутаторы.
Демультиплексоры — селекторы распределения входного сигнала,
расширители каналов.
Требования к знаниям:
- назначение мультиплексоров и демультиплексоров;
- соотношение числа информационных и адресных входов;
- назначение стробирующего входа;
- принцип построения и функционирования логической схемы.
Требования к умениям:
- составлять логические схемы мультиплексоров (демультиплексоров) по
заданному числу входов (выходов);
- выбирать по справочнику ИМС, а также производить синтез ИМС по
заданному числу входов-выходов.
Практические занятия:
Исследование работы комбинационного цифрового устройства (MS, DM).
Синтез коммутаторов с заданным числом входов-выходов на мультиплексорах
и демультиплексорах.
Самостоятельная работа
Подготовить реферат на тему: «Мультиплексоры. Демультиплексоры.»
Тема 2.3. Компараторы
Содержание учебного материала:
Назначение цифрового компаратора. Таблица функционирования.
Логическая схема. Условное графическое обозначение. Способы наращивания
разрядности компараторов. Области применения.
Требования к знаниям:
- назначение, функционирование, УГО компаратора;
- применение.
Требования к умениям:
- строить логическую схему и выбирать реальную ИМС по справочнику.
Практическое занятие:
Синтез цифрового компаратора кодов (для определения равенства
трехразрядных двоичных кодов).
Самостоятельная работа
Подготовить доклады на тему: «Компараторы»
Тема 2.4. Сумматоры
Содержание учебного материала:
Назначение
сумматора,
классификация.
Функционирование
одноразрядного
сумматора.
Многоразрядные
двоичные
сумматоры:
последовательного и параллельного действия. Десятичные сумматоры.
Требования к знаниям:
- классификацию и назначение сумматора;
- УГО и функционирование одноразрядного двоичного сумматора;
- сумматоры параллельного и последовательного действия.
Требования к умениям:
- выбирать ИМС сумматоров по справочнику;
- анализировать работу сумматоров как элементов арифметическо-логического
устройства (АЛУ).
Практические занятия:
- Произвести сложение четырехразрядных и восьмиразрядных двоичных
чисел (по заданию).
- Выбрать ИМС сумматора по справочнику.
Самостоятельная работа
1.
Подготовить доклады на тему: «Сумматоры»
2.
Подготовить отчет по практической работе на тему: «Произвести
сложение четырехразрядных и восьмиразрядных двоичных чисел (по заданию).»
Тема 2.5. Интегральные триггеры
Содержание учебного материала:
Назначение триггеров. Типы триггеров. Таблицы переходов триггеров.
Разновидности триггерных схем по способу кодирования информации:
статические и динамические, асинхронные и тактируемые. Классификация по
функциональному назначению. Асинхронные RS — триггеры с прямыми и
инверсными входами. Синхронные триггеры со статическим управлением: RS; Д;
Т.
Синхронные триггеры с двухступенчатым запоминанием информации (JK; Т).
Триггеры с динамическим управлением.
Требования к знаниям:
- обозначение и типы триггеров на логических элементах;
- асинхронные триггеры; синхронные со статическим и динамическим
управлением.
Требования к умениям:
- составлять: таблицы истинности (таблицы переходов);
- функциональную схему триггеров RS; JK; T; D.
- по УГО триггера определять тип, количество триггеров в ИМС, назначение
входов.
Практические занятия:
Исследование работы интегральных триггеров. (Можно выполнять на ПК
по программе «EWB» 4.0)
Самостоятельная работа
Подготовить доклад на тему: «Интегральные триггеры»
Тема 2.6. Регистры
Содержание учебного материала:
Назначение регистров. Типы. Принцип построения схем. Временные
диаграммы работы. Схемы однофазного и парофазного параллельного регистра;
последовательного регистра и параллельно-последовательного.
Требования к знаниям:
- назначение регистров;
- типы и УГО;
- принцип действия, временные диаграммы.
Требования к умениям:
- строить функциональные схемы регистров и таблицу истинности работы;
- строить временные диаграммы работы RG (регистров)
- на УГО регистра проставлять логические сигналы в соответствии с
назначением и режимом работы регистра;
- менять форту представления информации.
Практические занятия:
- Исследование регистров
Самостоятельная работа
Подготовить реферат на тему: «Регистры»
Тема 2.7. Счетчики
Содержание учебного материала:
Назначение. Классификация. Разрядность и коэффициент пересчета
счетчиков. Синхронные и асинхронные счетчики, суммирующие и вычитающие,
с применяемым направлением счета (реверсивный). Декадный двоичнодесятичный счетчик.
Требования к знаниям:
- назначение, характеристики счетчиков;
- построение счетчиков суммирующих и вычитающих, реверсивных;
- УГО счетчиков;
- построение временных диаграмм и определение кода числа в счетчиках
различных типов; стандартные ИМС.
Требования к умениям:
- по стандартной ИМС определять: тип, разрядность, коэффициент пересчета,
максимальное фиксируемое число;
- строить счетчики с заданным N;
- строить временные диаграммы для заданного числа импульсов.
Практические занятия:
- Исследование работы суммирующих и вычитающих двоичных счетчиков
- Изучение структуры и расчет кода суммирующих и вычитающих счетчиков.
- Изучение способов изменения коэффициента пересчета счетчиков.
Самостоятельная работа
Подготовить реферат на тему: «Счетчики»
Тема 2.8. Делители частоты импульсной последовательности
Содержание учебного материала:
Принцип построения. Отличие от счетчиков. Построение схем делителей с
различными коэффициентами деления. Построение временных диаграмм.
Требования к знаниям:
- назначение делителя. Схемы делителей;
- построение временных диаграмм при разных коэффициентах счета.
Требования к умениям:
Составлять схему делителя частоты с заданным коэффициентом деления.
Самостоятельная работа
Подготовить реферат на тему: «Делители частоты импульсной
последовательности»
Тема 2.9. Распределители
Содержание учебного материала:
Распределители. Назначение. Принцип функционирования. Распределители
на регистрах и счетчиках.
Требования к знаниям:
Принцип построения и функционирования схем. Временные диаграммы.
Требования к умениям:
- схема распределителя с кольцевым счетчиком;
- схема распределителя на двоичном счетчике и дешифраторе.
Самостоятельная работа
Подготовить доклад на тему: «Распределители»
Тема 2.10. Программируемые логические матрицы (ПЛМ)
Содержание учебного материала:
Структура ПЛМ. Принцип программирования. Типовые узлы цифровых
устройств на ПЛМ.
Требования к знаниям:
- принцип построения;
- принцип программирования.
Требования к умениям:
- читать схемы типовых узлов цифровых устройств: регистра, шифратора,
дешифратора.
- определять по схеме ПЛМ выполняемые функции.
Практические занятия:
- Синтез универсального регистра на ПЛМ.
Самостоятельная работа
Подготовить доклад на тему: «Программируемые логические матрицы
(ПЛМ)»
Тема 2.11. Полупроводниковые запоминающие устройства
(ЗУ)
Содержание учебного материала:
Назначение и классификация запоминающих устройств. Основные
характеристики. Построение ЗУ заданной емкости и разрядности. Средства и
методы перепрограммирования ППЗУ.
Требования к знаниям:
- назначение и виды ЗУ; их основные характеристики;
- режимы работы ЗУ;
- типовая структура микросхем оперативных (ОЗУ), постоянных (ПЗУ),
перепрограммируемых запоминающих устройств (ППЗУ);
- УГО стандартных ИМС, назначение выводов.
Требования к умениям:
- по условному графическому обозначению (УГО) стандартной интегральной
микросхемы (ИМС) определять: тип ЗУ, режим работы, разрядность, емкость,
организацию памяти; адрес ячейки памяти;
- строить ЗУ заданной емкости и разрядности.
Практические занятия:
- Исследование работы ЗУ.
Самостоятельная работа
1.
Подготовить доклад на тему: «Полупроводниковые запоминающие
устройства (ЗУ)»
2.
Подготовить отчет по лабораторной работе на тему: «Исследование
работы ЗУ»
Тема 2.12. Аналого-цифровые (АЦП) и цифроаналоговые (ЦАП)
преобразователи информации
Содержание учебного материала:
Назначение ЦАП и АЦП. Принцип аналогово-цифрового преобразования
информации. Схемотехника аналого-цифровых преобразователей. Методы
цифро-аналогового преобразования (ЦАП). Схемотехнические принципы ЦАП.
Требования к знаниям:
- последовательность процессов аналого-цифрового преобразования
информации:

дискретизация непрерывных сигналов,

квантование,

кодирование;
- схемное решение АЦП с преобразованием напряжения во временной интервал;
- АЦП последовательного счета и следящего типа;
- схемное построение ЦАП на основе суммирования напряжений или токов,
пропорциональных весовым коэффициентом двоичного кода.
Требования к умениям:
- выделять процессы преобразования;
- влиять на параметры преобразователей;
- анализировать различные схемные решения АЦП и ЦАП.
Практические занятия:
- Исследование работы АЦП и ЦАП
Самостоятельная работа
1.
Подготовить доклад на тему: «Аналого-цифровые (АЦП)
и цифроаналоговые (ЦАП) преобразователи информации»
2.
Подготовить отчет по лабораторной работе на тему: «Исследование
работы АЦП и ЦАП»
Тема 2.13. Контроль цифровых устройств
Содержание учебного материала:
Причины возникновения ошибок при работе цифровых устройств. Методы
обнаружения одиночных ошибок и их исправление. Контроль арифметических
операций. Средства и методы выявления неисправностей узлов и элементов
цифровых схем.
Требования к знаниям:
- классификацию ошибок и причины их возникновения;
- методы контроля устройств хранения и передачи информации: проверка
на четность (нечетность) и использование циклических («n», к) — кодов с
порождающим полиномом;
- методы контроля арифметических операций
Требования к умениям
- обнаружить ошибку в принятой информации посредствам применения
линейного или циклического корректирующих кодов;
- исправить ошибку в принятой информации;
- по заданной информации сформировать код Хэмминга.
Практические занятия:
- формирование линейных и циклических кодов методом четности и
методом порождающего полинома; обнаружение ошибок в принятой
информации;
- контроль арифметических операций методов свертки по модулю q,
равному 3 или 7 для последовательной или параллельной формы передачи чисел.
Самостоятельная работа
Подготовить доклад на тему: «Контроль цифровых устройств»
Раздел 3 ПРОЦЕССОРЫ
Тема 3.1. Структура процессорного устройства.
Содержание учебного материала:
Определение процессора, назначение. Структура процессора. Два подхода к
построению процессоров: принцип схемной логики и программируемой логики.
Требования к знаниям:
- структура процессорного устройства;
- функционирование операционного устройства; роль устройства управления;
- принцип схемной логики;
- принцип программируемой логики.
Требования к умениям:
Сопоставлять подходы к построению процессорного устройства и
анализировать их.
Самостоятельная работа
Подготовить доклад на тему: «Структура процессорного устройства.»
Тема 3.2. Цифровые микропрограммные автоматы (МПА).
Содержание учебного материала:
Процессор — как микропрограммный автомат (МПА) алгоритм
функционирования МПА, таблицы переходов и выходов или граф состояния;
Формы задания МПА; автоматы Мили и Мура.
Требования к знаниям:
- способы задания МПА;
- характеристику функций выхода МПА, типы МПА.
Требования к умениям:
- по графу состояния и типу МПА для заданной информации определить
информацию на выходе МПА (выходное слово);
- перейти от графа состояния к таблице переходов и выходов (задающей
функционирование МПА).
Самостоятельная работа
Подготовить доклад на тему: «Цифровые микропрограммные автоматы
(МПА).»
Тема 3.3. Синтез процессора с использованием схемной
логики
Содержание учебного материала:
Методика построения процессора на примере устройства умножения
двоичных чисел. Синтез операционного устройства; синтез управляющего
устройства, построение графа функционирования, построение таблицы
функционирования комбинационного узла, построение логической схемы.
Синтез управляющего устройства.
Требования к знаниям:
- функционирование устройства;
- последовательность синтеза операционного устройства;
- синтез управляющего устройства.
Требования к умениям:
- составлять структурную схему операционного устройства;
- формировать признаки и микрооперации операционного устройства;
- строить схему алгоритма в микрооперациях;
- строить граф функционирования;
- строить логическую схему.
Практические занятия:
- Синтез процессора с использованием схемной логики.
Самостоятельная работа
Подготовить реферат на тему: «Синтез процессора с использованием
схемной логики»
Тема 3.4. Синтез процессора с использованием принципа
программируемой логики.
Содержание учебного материала:
Принцип микропрограммного управления. Структурная схема процессора с
управляющим устройством, построенным по принципу программируемой логики;
составление микропрограммы для операции умножения, определение времени
выполнения операции, способы повышения быстродействия.
Требования к знаниям:
- формат микрокоманды;
- алгоритм функционирования устройства;
- построение схемы алгоритма в микрокомандах.
Требования к умениям:
- синтез процессора по принципу программируемой логики;
- уметь составлять алгоритм функционирования и программировать работу
процессора;
- производить синтез процессора в форме МПА Мили;
- производить синтез процессора в форме МПА Мура;
- сравнить способы синтеза.
Самостоятельная работа
Подготовить реферат на тему: «Синтез процессора с использованием
принципа программируемой логики.»
Раздел 4. МИКРОПРОЦЕССОРЫ И
МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ
Тема 4.1. Микропроцессоры (МП) и микропроцессорные
комплекты (МПК)
Содержание учебной дисциплины:
Общие сведения о микропроцессорных. Классификация МП. Место
микропроцессоров в вычислительной технике, многофункциональность МП.
Структура микропроцессорной системы. Построение МП с использованием
различных МПК.
Требования к знаниям:
- структуру микропроцессорной системы (МПС);
- функционирование МПС (микропроцессорной системы).
Требования к умениям:
- классифицировать МП;
- анализировать назначение отдельных узлов МП и МПК.
Самостоятельная работа
Подготовить
доклад
на
тему:
«Микропроцессоры
и микропроцессорные комплекты (МПК)»
(МП)
Тема 4.2. Архитектура микропроцессора МП на МПК
конкретной серии
Содержание учебной дисциплины:
Структура. Функционирование МП. Основные устройства, их взаимодействие.
Требования к знаниям:
- состав МПК серии КР580, особенности, основные характеристики;
- структурная схема микропроцессора КР580ВМ80А;
- назначение основных блоков и их взаимодействие;
- принцип работы и информацию о состоянии МП.
Требования к умениям:
- выделять узлы структурной схемы, используемые в устройстве управления,
в операционной части и основной памяти;
- задавать состояния МП;
- осуществлять контроль работы МП.
Самостоятельная работа
Подготовить реферат на тему: «Архитектура микропроцессора МП
на МПК конкретной серии»
Тема 4.3. Синтез микрокоманд и реализация типовых
функций микропроцессора.
Содержание учебной дисциплины:
Классификация команд МП. Формат команд и данных. Типы команд.
Методы адресации.
Требования к знаниям:
- классификация команд МП;
- формат данных и команд;
- арифметические и логические команды, команды пересылки;
- методы адресации (прямая, косвенная, относительная, с помощью счетчика
команд)
Требования к умениям:
Пользоваться таблицей «Система команд микропроцессора КР580ВМ80А;»
при составлении программ.
Самостоятельная работа
Подготовить доклад на тему: «Синтез микрокоманд и реализация
типовых функций микропроцессора.»
Тема 4.4. Программирование микропроцессорных систем
Содержание учебного материала:
Приемы программирования микропроцессора на языке кодовых
комбинаций: программирование последовательных вычислительных процессов;
разветвлений; циклических вычислительных процессов. Составление программ.
Программирование
МП
на
языке
ассемблера.
Особенности
программирования. Примеры программирования. Сравнение программирования на
языке ассемблера и кодовых комбинаций.
Требования к знаниям:
- программирование линейных процессов;
- методы составления циклических программ;
- методы составления программ с подпрограммами
- организацию микропрограммного управления в модульных МП.
Требования к умениям:
- составлять типовые программы на языке ассемблер и языке кодовых
комбинаций;
- составлять микрокоманды для разрядномодульных микропроцессоров.
Лабораторно-практические работы:
- ознакомление с работой операционного устройства МП (конкретная серия);
- составление и выполнение линейной программы;
- составление и выполнение циклической программы;
- составление и выполнение программы для разрядномодульного МП
(конкретная серия).
Практические занятия:
- программирование на языке кодовых комбинаций линейных и циклических
процессов;
- программирование на языке ассемблера линейных и циклических процессов;
- составление микропрограмм (по заданию) или расшифровка программы
заданной в микрокомандах разрядномодульного МП.
Самостоятельная работа
Подготовить реферат на тему: «Программирование микропроцессорных
систем»
Тема 4.5. Интерфейсные БИС.
Содержание учебного материала:
Интерфейс и его функции. Логические основы организации интерфейса.
Способы обмена данными между микропроцессорными и периферийными
устройствами.
Аппаратные средства интерфейса: буферные регистры, блоки прерывания,
шинные формирователи, универсальный синхронный приемопередатчик, таймер,
устройство сопряжения вычислительных машин.
Требования к знаниям:
- назначение интерфейсных БИС;
- способы передачи информации между устройствами МП системы;
- способы организации адресации в интерфейсе МП системы;
- схемы шинных формирователей;
- организацию связи МП устройства с внешними устройствами и с памятью;
- способы параллельного и последовательного ввода-вывода данных.
Требования к умениям:
- определять виды интерфейсов;
- заменять устройства ввода-вывода, используя аппаратные средства для
организации интерфейса.
Самостоятельная работа
Подготовить реферат на тему: «Интерфейсные БИС.»
Тема 4.6. Применение МП для цифровой обработки
информации и моделирования узлов аппаратуры.
Содержание учебного материала
Структура микро ЭВМ КМ1813ВЕ1. Назначение и состав узлов:
аналогового; устройства цифровой обработки, памяти команд; управление
режимом работы;
Система команд и программирование.
Применение микросхемы КМ1813ВЕ1 для цифрового моделирования узлов
аппаратуры.
Требования к знаниям:
- состав структурной схемы;
- принцип функционирования;
- приемы программирования.
Требования к умениям:
- задавать режимы работы ЭВМ;
-проводить диагностику работы;
- проводить схемотехническое моделирование.
Самостоятельная работа
Подготовить доклад на тему: «Применение МП для цифровой обработки
информации и моделирования узлов аппаратуры.»
Практические занятия:
13. Моделирование КЦУ и МПА (микропрограммных автоматов).
14. Системы схемотехнического моделирования (на основе практикума
Electronics Workbench).
4 Список используемой литературы
Основная
1. Опадчий Ю.Ф. Аналоговая и цифровая электроника (Полный курс). М:
Горячая линия – Телеком, 2007.
2. Электронные учебные пособия «Цифровая схемотехника». Москва CDДИСК, 2009.
Дополнительная
1. В.В. Мукосеев, И.Н. Сидоров «Маркировка и обозначение
радиоэлементов. Системы цветовой и буквенно-цифровой маркировки
отечественных и зарубежных радиоэлектронных элементов. Справочник. М:
Горячая линия — Телеком, 2001
2. Бирюков С.А. Применение цифровых микросхем серий ТТЛ и КМОП. — М.:
ДМК, 1999
3. Тарабрин Б.В. и др. Интегральные микросхемы. Справочник М.: Радио и
связь, 1997
4. Панфилов Д.И. и др. Электротехника и электроника в экспериментах и
упражнениях. Практикум на Electronics Workbench — Т.2: Электроника. — М.:
ДОДЭКА, 2000