close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Rp %D6%D3 %E7%E0%EE%F7%ED%E5

код для вставкиСкачать

Міністерство освіти і науки України
Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій
РОБОЧА НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА
з дисципліни: "Цифрові пристрої"
(заочне навчання)
Київ - 2010
Міністерство освіти і науки України
Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій
Затверджую
Декан факультету Інформаційні технології
Твердохліб М.Г.
" " 2010 року
РОБОЧА НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА
з дисципліни:Цифрові пристрої
(заочне навчання)
напряму підготовки:0907 - Радіотехніка
освітньо-кваліфікаційного рівня: бакалавр
Програму рекомендованоУзгоджено з кафедрами:
кафедрою Радіомоніторингу та
радіочастотного менеджменту
Протокол № _____Завідуючий кафедрою від " " ________ 200 рокуРадіоелектронних систем
Завідуючий кафедроюСмирнов В.С.
Толюпа С.В.
Завідуючий кафедрою
Радіотехнологій
Булгач В.Л.
Узгоджено:
Начальник навчально-методичного Заступник директора ІЗДН
відділу з навчальної роботи Гніденко М.П. Катунін В.В.
" " 2010 року
I. ПРЕДМЕТ, МЕТА ТА ЗАВДАННЯ ДИСЦИПЛІНИ
Предметом навчальної дисципліни є: математичні основи побудови елементів та вузлів електронної техніки зв'язку, радіотехнічних засобів контролю, цифрового телебачення, що включає: арифметичні та логічні основи побудови сучасних цифрових пристроїв. Арифметичні основи включають представлення чисел в різних системах числення, методи переводу з однієї системи числення в іншу, запис чисел в пам'ять мікропроцесорів. Логічні основи включають питання, яки пов'язані з використанням базових логічних функцій для аналізу та синтезу типових цифрових елементів та вузлів електронної техніки;
принципи роботи та структура основних компонентів універсальних та спеціалізованих мікропроцесорів, система команд та програмування мікропроцесорів, створення та налагодження програм різного призначення, способи організації обміну інформацією в мікропроцесорних системах;
принцип роботи, структура та програмування арифметичних співпроцесорів, яки використовуються для обробки дійсних чисел.
Метою вивчення навчальної дисципліни є:
навчити майбутніх фахівців з вищою освітою використовувати знання основ електронної техніки та мікропроцесорів при експлуатації радіотехнічних систем та цифрових пристроїв зв'язку; сформувати у випускників впевненість в необхідності використання цифрової техніки в системах зв'язку для підвищення ефективності, надійності та зручності їх роботи. Завданнями навчальної дисципліни є формування наступних умінь:
уміти зображати числа в різних системах числення;
уміти виконувати арифметичні операції над числами в двійковій системі числення;
уміти аналізувати та синтезувати комбінаційні цифрові схеми та цифрові схеми з пам'яттю;
уміти аналізувати архітектуру та роботу сучасних радіотехнічних систем на базі мікропроцесорів; уміти розробляти, складати та налагоджувати програми для роботи мікропроцесорів та інтерфейсних схем;
уміти використовувати у своїй практичній діяльності набуті знання основ обчислювальної техніки та мікропроцесорів;
уміти оцінити можливості використання в радіотехнічних системах перспективних цифрових методів обробці сигналів.
II. РОЗПОДІЛ НАВЧАЛЬНОГО ЧАСУ
II.1. Розподіл навчального часу за семестрами і видами занять
СеместрВсього годинРозподіл навчального часу за видами занятьСеместр. атест.ЛекцЛабор.Практ.Семін.МКСРС4180442170ІспитУсього180442170
II.2. Розподіл навчального часу за темами і видами занять
Номери та найменування темВсього годинРозподіл навчального часу за видами занятьЛекц.Лабор.Практ.Семі н.
МКСРСТема 1. Арифметичні та логічні основи побудови цифрових пристроїв.
30
2
28Тема 2. Цифрові інтегральні пристрої комбінаційного типу.
30
2
28Тема 3. Елементи теорії цифрових автоматів.
Типові цифрові вузли з пам'яттю.
30
2
28Тема 4. Цифро - аналогові перетворювачі. Архітектура мікропроцесорів
30
2
28Тема 5. Програмування мікропроцесорів. Мова асемблеру МП.
30
2
20Тема 6. Організація обміну інформацією в мікропроцесорних системах.
30
30
Усього за 4-й семестр 180
4
4
2
170
III. ЗМІСТ
МОДУЛЬ 1
Тема 1. Арифметичні та логічні основи побудови цифрових пристроїв. Загальні відомості про системи числення, які використовуються в ОТ. Основа, вага розрядів, значення цифр та кількість розрядів в числах сучасних комп'ютерів. Двійкова та шістнадцяткова системи числення. Арифметичні операції в різних системах числення. Перевод чисел із однієї системи числення в іншу. Метод послідовного ділення та множення на основу системи числення. Метод прямого заміщення цифр однієї системи числення на іншу. Представлення цілих та дійсних чисел в пам'яті комп'ютерів. Прямий, обернений та доповняльний коди. Особливості нормалізації дійсних чисел. Формати чисел сучасних комп'ютерів. Математична логіка та її зв'язок з двійковою системою числення. Логічні функції (ЛФ) одного та двох аргументів. Базиси ЛФ. Булівський базис ЛФ. Основні закони та тотожності булівського базису. Аналітичний спосіб запису ЛФ. Конституенти одиниці та нуля. Досконалі дизюнктивні та конюнктивні нормальні форми ЛФ. Мінімізація ЛФ. Використання діаграм Вейча (карт Карно) для мінімізації.Універсальні базиси ЛФ. Перетворення виразів булівського базиса у вирази універсальних базисів. Основні логічні елементи ОТ та їх зображення на схемах.
Тема 2. Цифрові інтегральні пристрої комбінаційного типу.
Принципи схемотехніки цифрових інтегральних схем: ключ з загальним емітером, ключі на МОП - транзисторах, перемикач струму. Базові логічні елементі цифрових інтегральних схем. Класифікація, елементі транзисторно - транзисторної, емітерно - пов'язаної логіки, елементі на МОП- транзисторах, елементі інтегральної інжекційної логіки. Етапи синтезу комбінаційних схем. Типові вузли ОТ комбінаційного типу та їх призначення. Суматори комбінаційного типу. Таблиці функціонування повних суматорів та напівсуматорів. Схемна реалізація двійкових суматорів. Десяткові суматори. Схеми порівняння (компаратори) двійкових кодів. Одно- та чотирьох-розрядні компаратори та їх схеми. Шифратори (кодери) та дешифратори (декодери).Таблиці їх функціонування та схемні реалізації. Мультиплексори (комутатори) та демультиплексори. Логічні вирази та схемні реалізації. Комутаторі на основі КМОПТЛ. Арифметико - логічні пристрої. Програмовані логічні матриці (ПЛМ). Особливості побудови схем ЛФ на базі ПЛМ.
МОДУЛЬ 2
Тема 3. Елементи теорії цифрових автоматів. Цифрові інтегральні пристрої з пам'яттю.
Поняття цифрового автомату (ЦА). Способи запису функціонування ЦА. Таблиці переходів та виходів ЦА. Використання графів для відображення роботи ЦА. Елементарні ЦА. Тригери. Властивості тригерів. Синтез схем асинхронних RS-тригерів. Матричний спосіб опису функціонування асинхронних RS-тригерів. Різновидності RS-тригерів. Синхронні тригери. Синхронний RS-тригер. D- та Т-тригери. Синтез схем тригерів. Матричне зображення роботи тригерів. Явище генерації в Т-тригера. Способи усунення явища генерації. Двоступеневі тригери та тригери з динамічним керуванням. Універсальний тригер JK-типу. Перетворення тригера в інші типи тригерів. Абстрактний синтез ЦА. Алгоритм абстрактного синтезу ЦА спеціального типу. Структурний синтез ЦА. Етапи структурного синтезу ЦА.
Тема 4. Цифро - аналогові перетворювачі. Архітектура мікропроцесорів.
Лічильники. Класифікація лічильників. Синтез структур лічильників на тригерах різних типів. Лічильники та дільники. Лічильники з послідовним переносом. Лічильники з наскрізним переносом. Лічильники с паралельнім переносом. Лічильники и дільники з коефіцієнтом перерахунку, яки відрізняються від 2n степені. Регістри та їх призначення. Класифікація регістрів. Синтез структур регістрів паралельного типу та регістрів зсуву. Виконання логічних операцій в регістрах. Суматори з накопиченням. Таблиця функціонування та структурна схема суматора з накопиченням. Перетворювачі код-напруга (ПКН) на матриці резисторів з ваговими опорами. ПКН на матриці резисторів R-2R. Перетворювачі кода в часовий інтервал. Перетворювачі напруги в код послідовного відліку. Паралельні перетворювачі напруги в код. Перетворювачі часових інтервалів в код. Основні поняття, терміни та означення. Структура типової мікропроцесорної системи (МПС) з трьома шинами. Програмні моделі 16, 32-розрядних мікропроцесорів (МП).Інтерфейс з пам'яттю. Обсяг пам'яті. Структура пам'яті. Сегментація пам'яті. Обчислення дійсної адреси комірки пам'яті. Стекова пам'ять. Статична та динамічна пам'ять. Регенерація динамічної пам'яті. МОДУЛЬ 3
Тема 5. Програмування мікропроцесорів. Мова асемблеру МП
Структура програми типового МП. Мова асемблеру МП. Способи адресації. Система команд МП. Основні директиви мови асемблеру. Принципи програмування МП. Перетворення програм, створених мовою високого рівня, в асемблерноі програми. Перетворення операторів присвоювання, умовних операторів та операторів циклу. Робота з масивами. Макрозасоби мови асемблеру. Підпрограми та організація роботи з ними. Арифметичний співпроцесор (АСП). Структура АСП та система команд. Особливості створення програм з використанням АСП. Тема 6 . Організація обміну інформацією в мікропроцесорних системах.
Інтерфейс МП з пристроями введення-виведення (ПВВ). Способи обміну. Обмін в режимі опитування ПВВ. Інтерфейс схеми для організації обміну в паралельному форматі (ППІ). Структура схеми та її програмування на заданий режим. Інтерфейс схеми для обміну інформацією в послідовному форматі ПЗА (програмований зв'язковий адаптер). Обмін в режимі переривань. Система переривань сучасних МП. Класифікація переривань. Програмований контролер переривань (ПКП). Структура контролера та його програмування.
Обмін в режимі прямого доступу до пам'яті (ПДП). Контролер ПДП, його структура та програмування.
IV ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН
№
з/пВид
заняттяВсього
годинІз нихСеместри, модулі, найменування розділів та тем, найменування навчальних занять та навчальні питання, завдання на самостійну роботуДидактичне
забезпечення
занятьІнформаційно-методичне
забезпеченняАуд.
зан.СРСТема 1. Арифметичні та логічні основи
побудови цифрових пристроїв.1. Лекція 1 30228Заняття 1. Арифметичні основи цифрових пристроїв.
1.Основні логічні функції алгебри логіки.
2. Булівський базис ЛФ.
3. Аналітичний спосіб запису ЛФ. 4. Отримання схеми заданого пристрою.
5. Мінiмiзація в булiвському базисi.
7. Універсальні базиси ЛФ.
8.Побудова схеми в базисі Пірса та отримання діаграми її роботи.
9. Побудова схеми в базисі Шеффера та отримання діаграми її роботи.
Завдання на СРС.
1. Системи числення сучасної ОТ.
2. Формати цілих та дійсних чисел.
3. Представлення чисел в пам'яті.
4. Кодування чисел.
5. Арифметика операцій с кодами
6. Особливості зображення дійсних чисел.
7. Перевод цілих чисел.
8. Перевод дійсних чисел.
9. Зображення чисел в памяті.
10.Арифметика операцій з кодами.
Бланківки 1, 2, 3, 4, 5, 6
Основна література
1, с. 9 -34 Тема 2. Цифрові інтегральні пристрої комбінаційного типу.
2.Лекцiя 430228Заняття 2. Цифрові інтегральні пристрої комбінаційного типу.
1.Ключі на біполярних транзисторах
2.Загальні відомості щодо комбінаційних пристроїв.
3.Принцип побудови одноразрядного суматора.
4.Принцип побудови богаторазрядного суматора.
5.Принцип побудови мультиплексора.
6.Принцип побудови демультиплексора.
Завдання на СРС.
1.Поглибити знання по темі лекції.
2.Ключі на польових транзисторах
3.Базові елементи ТТЛ
4. Базові елементи ЕСЛ
5. Базові елементи на МОН-структурах
6. Базові елементи І2Л
7.Комутатори на основі КМОПТЛ.
8. Арифметико - логічний пристрої. Бланкiвки
23Основна література
1, с. 68 - 79Тема 3. Типові цифрові вузли з пам'яттю.3.Лабор.
занят. 1
30228Заняття 3. Цифрові схеми з пам'яттю. 1. Способи запису процеса роботи ЦА.
2. Тригери. Синтез RS-тригерiв.
3. Синтез D-тригерiв.
4. Синтез Т-тригерiв.Способи усунення явища генерацii.
5. Унiверсальний тригер JK-типу. 6. Моделювання ЦП у MicroCAP8. Завдання на СРС.
1. Призначення регістрів, їх класифікація.
2. Синтез регістрів паралельного типу.
3. Синтез регістрів послідовного типу.
4. Логічні операції в регістрах.
5.Призначення та класифікація лічильників.
6.Синтез схем лічильників.
7.Суматори з накопиченням.
Бланкiвки
26-321, с. 91 - 97
1, с. 97 - 100
1, с.100 - 104
1, с. 107 - 108
1, с. 106 - 107
1, с. 104 - 106 1, с. 91 - 109
Тема 4. Цифро - аналогові перетворювачі. Архітектура мікропроцесорів.
4. Лабор.
занят. 2
30228Заняття 4. Цифро - аналогові перетворювачі.
1.Перетворювачі код-напруга (ПКН) на матриці резисторів з ваговими опорами.
2. Програмні моделі МП.
3. Структура та типи пам'яті.
4. Сегментування пам'яті. Стекова пам'ять.
5. Статична та динамічна пам'ять.
6.Асемблювання та компонування програм.
Завдання на СРС.
1.ПКН на матриці резисторів R-2R. 2.Перетворювачі кода в часовий інтервал. 3.Перетворювачі напруги в код послідовного відліку. 4.Паралельні перетворювачі напруги в код. 5.Перетворювачі часових інтервалів в код.
6.Структура типової МПС.
7. Нарощування розрядності та обсягу пам'яті.
8.Основні арифметичні команди.
9.Створення простих програм.
10.Структура та система команд.Бланківки
1 - 7
Основна література
1, с. 109 - 122
Тема 5. Програмування мікропроцесорів. Мова асемблеру МП.5.Практ.
занят. 730228 Заняття 5. Реалізація мовою асемблера
конструкцій мов високого рівня.
1. Реалізація операторів присвоювання.
2. Реалізація умовних операторів.
3.Структура макровизначення.
4.Організація роботи з макрозасобами.
5.Розробка програми мовою високого рівня.
6.Переведення програми на мову асемблера.
7.Аналіз варіантів асемблерних програм.
Завдання на СРС
1.Реалізація операторів циклу.
2.Організація роботи з підпрограмами.
4.Використання команд порівняння.
5. Використання арифметичних команд.
6.Реалізація мовою асемблера індексних виразів.
7. Рішення задач з обробкою масивів.
Бланківки
45 - 48
Основна література
3, с. 57 - 109Тема 6. Організація обміну інформацією в мікропроцесорних системах.6.3030Завдання на СРС. Обмін інформацією в
режимі опитування.
1. Способи обміну.
2. Обмін в режимі опитування ПВВ.
3. Апаратні засоби підтримки режиму.
4. Підготовка до лабораторної роботи.
5.Система переривань сучасних МП.
6.Структура контролера переривань.
7.Програмування контролера.
Комп'ютер
ОС MS-DOS
Програма
TASM
Основна література
6, с. 47 - 50
6, с. 61 - 70
V. ІНДИВІДУАЛЬНІ ЗАВДАННЯ ТА КОНТРОЛЬНІ ЗАХОДИ
V.1. Індивідуальні завдання
Вид індивідуальних завданьТематика індивідуальних завданьВсього годинІз нихАуд. занятьСРС1. Підсумкова курсова робота1. Пошук інформації з наданої тематики.
2. Перетворення інформації в електронну форму належного формату. 3. Розробка та моделювання ЦП12210Усього12210
V.2. Контрольні заходи
Назва контрольного заходуВсього годинІз нихАуд. занятьСРСЗахіст курсовогопроекту12210Іспит22Усього14410
VI. ОРГАНІЗАЦІЙНО-МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
Дисципліна "Цифрові пристрої" являється одною з важливих дисциплін на даному етапі розвитку суспільства.
Дисципліна базується на дисциплінах Інформатика, Сигнали та процеси. Вивчається у 4-й семестрі. При викладанні дисципліни використовується роздатній матеріал (бланківки) та довідкові матеріали, які розроблені викладачами кафедри Обчислювальної техніки.
Основними формами вивчення дисципліни е лекції, практичні та лабораторні заняття, виконання індивідуальних завдань та самостійна робота студентiв.
На лекціях закладаються основи розуміння студентами сутності знань з основ ОТ та МП, визначаються шляхи та способи їх отримання. Студенти повинні усвідомити, що лекція не копія підручника, а висвітлює найбільш важливі проблеми теми. Студенту рекомендується уважно слухати та записувати коротко коментар бланкiвок, на яких поміщено в основному графічний та формульний матеріал.
На практичних заняттях відпрацьовується лекційний матеріал більш детально за рахунок виконання типових завдань. На практичних заняттях студенти повині уяснить також суть індивідуальних завдань. Iндивiдуальні завдання дають змогу викладачу оцінити знання студента у випадку, коли в групі число студентів більше 20.
Лабораторні роботи дозволяють ще глибше відпрацювати всі теми, так як дають змогу наглядно побачити на екрану результати досліджень та обчислень.
Розданий матеріал допомагає також за 4 год. лекцій дати студентам практично всі необхідні теми за рахунок того, що весь графічний матеріал відображений на бланківках.
Ще одна особливість - використання комп'ютерів на практичних та лабораторних заняттях. Підібране програмне забезпечення дає змогу використовувати звичайні універсальні комп'ютери по всім темам дисципліни. Із-за відсутності лабораторної бази для вивчення спеціалізованих мікропроцесорів (наприклад МП для цифрової обробки сигналів ) цей матеріал дається в скороченому вигляді.
VII. ІНФОРМАЦІЙНО-МЕТОДИЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ
Список літератури
Основна
1. Цифровая и вычислительная техника. Учебник для ВУЗов. Под ред. проф. Евреинова Э.В. Москва . Радио и связь. 1991 - 464 с.
2. Потемкин И.С.Функциональные узлы цифровой автоматики. Москва. Энергоатомиздат. 1988-320с.
3. Злобин В.К.,Григорьев В.Л. Программирование арифметических операцій в микропроцессорах.Учебное пособие.Москва.Высшая школа 1988 - 303с.
4. Майко Г.В. Assembler для IBM PC. Москва. Сирин. 1997 - 212с.
5. Бродин В.Б. Микропроцессор i486. Москва. Диалог-МИФИ. 1993 -240с.
6. Самофалов К.Г.,Викторов О.В.Микропроцессоры. Киев.Техника. 1989-312с.
7. Микропроцесорный комплект К1810. Под ред. Ю.М.Казаринова. Москва. Высшая школа.1990-269с.
8. Гук М. Процессоры Intel от 8086 до Pentium II. С-Петербург.Питер.1998-224c.
Наочні посібники(бланківки)
Розділ 1. Обчислювальна техніка.
1. Системи числення
2. Способи переводу чисел
3. Перевод цiлих чисел
4. Перевод дробiв
5. Двiйковi коди
6. Основнi формати чисел
7. Основнi термiни та означення 1
8. Основнi термiни та означення 2
9. Логiчнi функцii одного аргументу
10. Логiчнi функцii двох аргументiв
11. Логiчнi функцii трьох аргументiв
12. Булiвська алгебра
13. Таблиця конституент
14. Дiаграми Вейча 1
15. Дiаграми Вейча 2
16. Варiанти дiаграм Вейча
17. Варiанти об'еднання клiтин дiаграм Вейча
18. Основнi формули унiверсальних базисiв
19. Шифратори
20. Дешифратори
21. Компаратори
22. Програмованi логiчнi матрицi(ПЛМ)
23. Мультиплексори
24. Суматори комбiнацiйнi
25. Поняття цифрового автомата(ЦА)
26. Тригери
27. Синтез тригерiв
28. Рiзновидностi RS-тригерiв
29. Матричний спосiб запису роботи тригерiв
30. Синхроннi RS-тригери
31. D-тригери
32. Т-тригери
33. Способи усунення генерацii
34. Абстрактний синтез ЦА
35. Алгоритм абстрактного синтезу ЦА
36. Структурний синтез ЦА (етапи)
37. Структурний синтез спецiалiзованного ЦА 1 38. Структурний синтез спецiалiзованного ЦА 2
39. Структурний синтез спецiалiзованного ЦА 3
40. Структурний синтез спецiалiзованного ЦА 4
41. Регiстри
42. Регiстри на два входи
43. Регiстри зсуву
44. Порозряднi логiчнi операцii в регiстрах
45. Лiчильники
46. Використання лiчильникiв
47. Лiчильники з неповним набором станiв
48. Суматори з накопиченням
Розділ 2. Мікропроцесори.
1. Основні терміни та означення
2. Інтерфейс із пам'яттю та ПВВ
3. Програмна модель 16-розрядного МП
4. Регістри 32-розрядного МП
5. Структура співпроцесора
6. Формування фізичної адреси 16-розрядного МП
7. Формування фізичної адреси 32-розрядного МП
8. Основні директиви асемблера
9. Способи адресації
10. Відповідність числових даних мов Паскаль-Асемблер
11. Директиви моделей пам'яті сучасних МП
12. Константи мов Паскаль-Асемблер
13. Стек
14. Принцип створення асемблерних програм
15. Структура статичного ОЗУ
16. Структура динамічного ОЗУ
17. Принципова схема фрагмента динамічної пам'яті
18. Перетворення операторів мови Паскаль
19. Реалізація умовних операторів мовою Паскаль
20. Зв'язок процедур мови Паскаль та макрозасобів асемблера
21. Реалізація процедур Паскаль мовою асемблера
22. Команди типового МП
23. Особливості виконання команд множення та ділення
24. Команди співпроцесора
25. Формування ознак СП при виконанні команд порівняння
26. Організація обміну в режимі опитування
27. Слово управління ППІ
28. Команди контролера переривань КИ, КУ
29. Принцип роботи контролера переривань
30. Схема обміну в режимі ПДП
31. Організація режиму ПДП
32. Схема обміну в послідовному форматі
33. Структура адаптера ПСА (УСАПП)
34. Сигнали адаптера ПСА (УСАПП)
35. Команди адаптера ПСА (УСАПП)
36. Слово управління ПСА (УСАПП)
37. Дії користувача в середовищі ТS
38. Дії користувача в середовищі TD
39. Таблиця символів ПК
40. Структура спеціалізованого мікропроцесора ЦОС
VIII. СТРУКТУРНО-ЛОГІЧНА СХЕМА ВИВЧЕННЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ Розробник навчальної програми:
Доцент кафедри Обчислювальної техніки - Ярцев В.П.
2
Автор
shatoo1
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
356
Размер файла
236 Кб
Теги
rp_, d3_
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа