- •М.И. Герасимов
- •Оглавление
- •Раздел 1. Преобразование параметров сигналов в функциональных узлах 7
- •Раздел II. Основы теории анализа и синтеза конечных автоматов 50
- •Раздел III. Схемотехника интерфейсов систем управления 69
- •Раздел IV. Реализация узлов ввода-вывода данных в системах управления 126
- •Раздел V. Реализация модулей памяти 193
- •Введение
- •Раздел 1. Преобразование параметров сигналов в функциональных узлах Лекция 1. Постановка задачи курса
- •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. Преобразование параметров сигналов в функциональных узлах – 8 час.
- •Раздел II. Основы теории анализа и синтеза конечных автоматов – 4 часа.
- •Раздел III. Схемотехника интерфейсов систем управления – 8 часов.
- •Раздел IV. Реализация узлов ввода-вывода данных в системах управления – 10 часов.
- •Раздел V. Реализация модулей памяти – 6 часов.
- •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
- •Лекция 2. Преобразователи статических параметров сигнала
- •Лекция 3. Преобразователи динамических параметров сигнала
- •Лекция 4. Релаксационные микросхемы и узлы на их основе
- •4.1. Одновибраторы
- •4.2. Мультивибраторы
- •Раздел II. Основы теории анализа и синтеза конечных автоматов Методические рекомендации для студентов
- •Лекция 5. Анализ функциональных узлов цифровых устройств комбинационного типа
- •Лекция 6. Способы синтеза функциональных узлов цифровых устройств комбинационного типа
- •Раздел III. Схемотехника интерфейсов систем управления Методические рекомендации для студентов
- •Лекция 7. Методы подключения устройств сопряжения
- •7.1. Хабовая архитектура
- •7.2. Шинная архитектура
- •Правила обмена по шине
- •Особенности архитектуры шин
- •Лекция 8. Описание шины isa
- •8.1. Начальные сведения
- •8.2. Сигналы, протокол, циклы шины isa
- •8.3. Общие сведения о разновидностях структуры
- •Лекции 9-10. Структурные решения управляющих систем с протоколом isa
- •9.1. Узел сопряжения с магистралями шины
- •9.2. Селектор адреса
- •9.3. Выработка адресованных команд
- •9.4. Формирователи сигналов оповещения и управления темпом обмена Реализация 16-разрядного обмена данными
- •Асинхронный обмен по isa
- •9.5. Регистр состояния
- •9.6. Регистры данных
- •9.7. Сторожевой таймер
- •9.8. Схема управления прерываниями
- •Раздел IV. Реализация узлов ввода-вывода данных в системах управления Методические рекомендации для студентов
- •Лекция 11. Основные и факультативные функции узлов ввода-вывода
- •Лекция 12. Блоки ввода-вывода дискретных сигналов
- •12.1. Блоки ввода двухпозиционных сигналов. Технические требования и возможности
- •12.2. Блоки вывода двухпозиционных сигналов. Технические требования и возможности
- •12.3. Блоки вывода кодированных и числоимпульсных сигналов
- •12.4. Блоки ввода кодированных сигналов
- •12.5. Блоки ввода числоимпульсных сигналов
- •Лекция 13. Блоки ввода-вывода аналоговых сигналов
- •13.1. Технические требования и возможности
- •13.2. Вывод импульсных сигналов скважности и фазы
- •13.3. Вывод аналоговой информации в виде напряжений
- •13.4. Цифро-аналоговые преобразователи напряжения
- •Цапн с параллельной резисторной матрицей
- •Цап на структурах r-2r
- •Двуполярная схема цапн
- •Параметры цап
- •С татические параметры
- •Динамические параметры
- •Шумы, помехи и дрейфы
- •Характеристики массовых цап
- •13.5. Ввод в су фазовых сигналов
- •13.6. Ввод амплитудных сигналов
- •13.7. Аналого-цифровые преобразователи
- •Основные характеристики ацп
- •Типовые значения характеристик ацп
- •Лекция 14. Схемотехника различных ацп
- •14.1. Параллельные ацп
- •14.2. Последовательные ацп
- •Ацп с линейно изменяющимся эталонным напряжением
- •Ацп с поразрядным взвешиванием
- •Ацп с двойным интегрированием
- •Лекция 15. Сигма-дельта ацп и цап
- •Передискретизация
- •Цифровая фильтрация и децимация
- •Способы реализации цифровых фильтров
- •Дельта-сигма цап
- •Особенности применения
- •Раздел V. Реализация модулей памяти
- •Лекция 16. Схемотехника логических устройств с программируемыми функциями
- •Лекция 17. Узлы постоянной памяти
- •17.1. Постоянные запоминающие устройства
- •17.2. Флэш-память
- •Лекция 18. Узлы оперативной памяти
- •Вопросы для зачета
- •Заключение
- •Библиографический список
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Раздел 1. Преобразование параметров сигналов в функциональных узлах Лекция 1. Постановка задачи курса
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 разнообразных узлов цифровой электроники (ЦЭ).
Цель преподавания дисциплины «Схемотехника элементов и устройств СУ» 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.
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.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 ЦЭ, 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.