Ухов Андрей Александрович
Доктор технических наук, профессор кафедры Электронных приборов и устройств
Цифровая схемотехника
Кафедра электронных приборов и устройств
Для зачисления на курс требуется приглашение
О курсе
Основной целью изучения дисциплины «Цифровая схемотехника» является приобретение навыков проектирования цифровых электронных устройств, устройств цифроаналогового и аналого-цифрового преобразования, а также генераторов сигналов. В результате изучения дисциплины, студенты должны быть готовы к разработке цифровых электронных устройств, а также получат базовые знания, необходимые для дальнейшего изучения дисциплин схемотехнического направления и микропроцессорной техники.
В результате освоения программы онлайн-курса слушатель должен:
- Знать и понимать элементную базу цифровой электроники; методы анализа и синтеза цифровых устройств.
- Уметь применять аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи; синтезировать цифровые устройства на основе данных об их функциональном назначении, электрических параметрах и условиях эксплуатации.
- Владеть современными методами расчета, моделирования и проектирования электронных устройств на основе цифровой элементной базы; навыками оформления принципиальных электрических схем в соответствии с действующими стандартами.
Направления подготовки
Структура курса
- РАЗДЕЛ 1. ЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ И ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
- Модуль 1.1 Системы счисления
- Модуль 1.2 Основные положения алгебры логики, логические операции: инверсия, дизъюнкция, конъюнкция, исключающее ИЛИ
- Модуль 1.3 Правила и теоремы алгебры логики
- Модуль 1.4 Обозначения логических элементов
- Модуль 1.5 Универсальные логические элементы: ИЛИ-НЕ и И-НЕ
- Модуль 1.6 Логические элементы на биполярных транзисторах (РТЛ, ДТЛ, ТТЛ)
- Модуль 1.7 Логические элементы на полевых транзисторах (КМОП микросхемы)
- Модуль 1.8 Параметры логических элементов. Статические и динамические параметры
- Модуль 1.9 Мультивибратор на логических элементах
- Модуль 1.10 Представление логических функций, СДНФ, СКНФ
- Модуль 1.11 Минимизация логических функций
- РАЗДЕЛ 2. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УЗЛЫ КОМБИНАЦИОННОГО ТИПА
- Модуль 2.1 Шифратор
- Модуль 2.2 Дешифратор
- Модуль 2.3 Мультиплексор
- Модуль 2.4 Демультиплексор
- Модуль 2.5 Полусумматор и полный сумматор
- Модуль 2.6 Цифровой компаратор
- РАЗДЕЛ 3. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УЗЛЫ
- Модуль 3.1 RS-триггеры с прямыми входами
- Модуль 3.2 RS-триггеры с инверсными входами
- Модуль 3.3 JK-триггер
- Модуль 3.4 Синхронные RS-триггер и JK-триггер
- Модуль 3.5 Т-триггер и D-триггер
- Модуль 3.6 Параллельный регистр
- Модуль 3.7 Последовательный (сдвиговый) регистр
- Модуль 3.8 Асинхронный двоичный суммирующий счетчик
- Модуль 3.9 Асинхронный двоичный вычитающий счетчик
- Модуль 3.10 Асинхронный двоичный универсальный (суммирующий и вычитающий) счетчик
- Модуль 3.11 Счетчики с обратными связями и модулем счета не кратным 2
- Модуль 3.12 Кольцевой счетчик
- Модуль 3.13 Счетчик Джонсона
- Модуль 3.14 Синхронный счетчик
- Модуль 3.15 Логический элемент с Z состоянием
- Модуль 3.16 Двунаправленный шинный формирователь
- Модуль 3.17 Логические элементы с выходом типа «открытый коллектор»
- Модуль 3.18 Логические элементы – преобразователи уровней
- Модуль 3.19 Логический элемент – триггер Шмитта
- Модуль 3.20 Одновибратор на логических элементах
- Модуль 3.21 Питание цифровых микросхем
- РАЗДЕЛ 4. ЦИФРО-АНАЛОГОВЫЕ И АНАЛОГО-ЦИФРОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
- Модуль 4.1 Параметры ЦАП
- Модуль 4.2 Параметры АЦП
- Модуль 4.3 ЦАП с резисторами веса
- Модуль 4.4 ЦАП с матрицей R-2R
- Модуль 4.5 Следящий АЦП
- Модуль 4.6 Параллельный АЦП
- Модуль 4.7 АЦП последовательных приближений
- Модуль 4.8 АЦП с двойным интегрированием
- Модуль 4.9 Сигма-дельта АЦП
- РАЗДЕЛ 5. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УЗЛЫ
- Модуль 5.1 Преобразователи «напряжение-частота»
- Модуль 5.2 Транзисторные ключи
- Модуль 5.3 Простейшие схемы управления двигателями
- Модуль 5.4 Аналоговые коммутаторы и мультиплексоры
- Модуль 5.5 Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ)
- Модуль 5.6 Генератор звуковой частоты
- Модуль 5.7 Управление направлением счета
Информация об аттестации
В рамках аттестации по курсу слушатель должен:
- просмотреть лекции и дополнительные материалы, включая конспекты лекций;
- пройти контрольные тестирования по модулям курса (30% итоговой оценки);
- выполнить 6 лабораторных работ (30% итоговой оценки);
- пройти экзаменационное тестирование (40% итоговой оценки).
Рейтинговая система
Результаты тестирований и выполненных заданий оцениваются по рейтинговой системе, совокупное количество набранных процентов по всем видам мероприятий переводится в оценку по четырехбалльной шкале:
- «отлично» не менее 85% успешно выполненных;
- «хорошо» не менее 70%, менее 85%;
- «удовлетворительно» не менее 55%, менее 70%;
- «неудовлетворительно» менее 55%.
Входные требования и целевая аудитория
Курс рассчитан на бакалавров 4-го года обучения, освоивших базовые курсы физики, математики, информационных технологий, компонентов электронной техники, аналоговой схемотехники. Может быть использован для подготовки магистров и специалистов в области микропроцессорной техники.
Технические требования
Ознакомьтесь с техническими требованиями для доступа к курсу и его успешного прохождения.
Автор курса
Герасимов Владимир Александрович
Старший преподаватель кафедры Электронных приборов и устройств