- •А. В. Шарапов
- •Содержание
- •1. Введение
- •2. Основные понятия микроэлектроники
- •2.1. Виды сигналов
- •2.2. Классификация микросхем и их условные обозначения
- •3. Математические основы цифровой электроники
- •3.1. Позиционные системы счисления
- •3.3. Совершенная дизъюнктивная нормальная форма
- •3.4. Основные законы булевой алгебры
- •Базовые логические элементы
- •4.1. Классификация логических элементов
- •4.2. Базовый элемент ттл
- •4.3. Логический расширитель
- •4.4. Элемент с открытым коллектором
- •4.5. Элемент с z-состоянием на выходе
- •4.7. Базовый элемент ттлш
- •4.8. Базовая схема эсл
- •4.9. Базовые элементы кмоп
- •4.10. Основные характеристики логических элементов
- •4.11. Примеры микросхем логических элементов
- •4.12. Микросхемы на основе арсенида галлия
- •5. Цифровые устройства комбинационного типа
- •5.1. Шифратор
- •5.2. Дешифратор
- •5.3. Преобразователи двоичного кода в двоично-десятичный и наоборот
- •5.4. Дешифратор для управления семисегментным
- •5.5. Преобразователи кода Грея
- •5.6. Мультиплексор
- •5.7. Реализация функций с помощью мультиплексора
- •5.8. Двоичный сумматор
- •5.9. Двоично-десятичный сумматор
- •5.10. Схемы вычитания
- •5.11. Преобразователь прямого кода в дополнительный
- •5.12. Цифровой компаратор
- •5.13. Контроль четности
- •5.14. Примеры построения комбинационных цифровых устройств
- •6. Цифровые устройства последовательностного типа
- •6.7.Классификация счетчиков
- •6.9. Асинхронный двоично-десятичный счетчик
- •Полупроводниковые запоминающие устройства
- •7.7. Примеры микросхем памяти
- •7.8. Организация блока памяти
- •8. Примеры решения задач
- •9. Компьютерный практикум по цифровой схемотехнике
- •Лабораторная работа №1
- •Исследование цифровых устройств
- •Комбинационного типа
- •Программа работы
- •Контрольные вопросы
- •Содержание отчета
- •Исследование цифровых устройств последовательностного типа
- •Пример синтеза счетчика
- •Пример оформления результатов моделирования
- •Программа работы Программа работы
- •Контрольные вопросы
- •Содержание отчета
- •10. Варианты творческих заданий
- •11. Пример выполнения творческого задания
- •Литература
Контрольные вопросы
Дайте классификацию триггерных устройств.
В чем отличие триггеров со статическим и динамическим тактовым входом?
Перечислите известные Вам области применения регистров памяти и сдвига.
Приведите классификацию счетчиков.
В чем отличие кольцевого счетчика и счетчика Джонсона?
Приведите классификацию запоминающих устройств.
Содержание отчета
Отчет в формате Word должен содержать результаты проектирования (таблицу переходов, логические функции до и после минимизации), схемы исследуемых узлов, основные экспериментальные данные (вставки из ASIMEC), выводы по пунктам программы работы, а также ответы на контрольные вопросы.
10. Варианты творческих заданий
1. Должен загореться светодиод, если число оборотов двигателя в минуту превышает 3000.
2. Должен зазвенеть звонок, если скорость автомобиля, проезжающего контрольный участок, больше 100 км/час.
3. Спроектировать электронный таймер, включающий нагревательную печь на время до 60 минут. Управление от трех кнопок.
4. Спроектировать измеритель частоты сети с точностью до десятых долей герца.
5. Спроектировать цифровой частотомер (от 1 до 1000 кГц).
6. Спроектировать регулятор температуры. Переменное напряжение на спираль нагревателя подается через тиристор. Число полупериодов сетевого напряжения в секунду, в течение которых на тиристор подается отпирающий сигнал, задается программным переключателем.
7. Спроектировать многоканальное контролирующее устройство. С помощью светодиодов фиксирует превышение любым из 16 датчиков уровня напряжения, задаваемого программным переключателем.
8. Спроектировать устройство циклического опроса показаний 16 датчиков (сигнал от 0 до 1 В) с выдачей информации о напряжении произвольного датчика (число от 00 до 99) на цифровое устройство индикации. Номер датчика устанавливается программным переключателем.
9. Спроектировать шахматные электронные часы. Время игры устанавливается от 3 до 9 минут.
10. Спроектировать цифровой измеритель частоты пульса человека.
11. Спроектировать устройство, при нажатии кнопки передающее два байта данных удаленному приемнику с помощью трехпроводной линии связи.
12. Должен зазвенеть звонок, если скорость автомобиля, проезжающего контрольный участок, больше 150 км/час.
13. Спроектировать генератор пачек импульсов (в пачке 10 импульсов частотой 1 кГц). Частота пачек в герцах должна соответствовать числу (от 1 до 10), набираемому на программном переключателе.
14. На линейке из восьми светодиодов получить световой эффект для управления елочной гирляндой. Елочка поcледовательно заполняется огнями, горит, затем поморгает и гаснет. Скорость эффекта регулируется программным переключателем.
15. Частота импульсов на выходе генератора в герцах от 1 до 99 должна быть равна числу на программном переключателе.
16. Спроектировать устройство для передачи 8-разрядного сообщения по трехпроводной линии связи с контролем по четности.
17. Число импульсов в пачке на выходе генератора и частота пачек в герцах от 1 до 9 должны задаваться программным переключателем. Частота импульсов в пачке – 1 кГц.
18. Должен загореться светодиод, если число оборотов двигателя в минуту превышает 2000.
19. Число импульсов в пачке от 1 до 9 на выходе генератора и частота пачек в герцах от 1 до 99 должны задаваться программным переключателем. Частота импульсов в пачке – 10 кГц.
20. Спроектировать многоканальное контролирующее устройство. С помощью светодиодов фиксирует превышение любым из 8 датчиков уровня напряжения, задаваемого программным переключателем.
21. Спроектировать шахматные электронные часы. Время игры устанавливается 5 минут.
22. Спроектировать электронный таймер, включающий нагревательную печь на время до 99 минут. Управление от трех кнопок.
23. Спроектировать генератор пачек импульсов, следующих с частотой 1 Гц. Частота импульсов в пачке 1 кГц, число импульсов в пачке (от 1 до 99) задается программным переключателем.