Цифрові пристроїї 1

Метою вивчення дисципліни є формування комплексу знань і здобуття навичок з розробки апаратних та програмних засобів радіоелектронних і телекомунікаційних цифрових при- строїв на базі інтегральних схем малого, середнього і великого рівня інтеграції, зокрема, мікроконтролерів; аналіз проблем та особливостей їх використання.

Практичне значення та використання отриманих знань:
Отримані знання можуть використовуватися при виконанні кваліфікаційних робіт бакала- врів за вказаною спеціальністю, тематика яких пов'язана з проектуванням радіоелектрон- них і телекомунікаційних пристроїв на базі цифрових інтегральних схем малого, серед- нього і великого рівня інтеграції, зокрема, мікроконтролерів; при проектуванні радіотех- нічної та електронно-комунікаційної апаратури різного призначення, до складу якої вхо- дять цифрові пристрої.
Тематика та види навчальних занять
Лекційні заняття
Лекція 1. « Мета та задачі дисципліни і її зв’язок з іншими дисциплінами. Різновиди сиг- налів та їхні параметри. Класифікація цифрових пристроїв».
Лекція 2. «Теореми та тотожності алгебри логіки. Основні поняття та закони бульової алге- бри. Перемикальна функція та її властивості».
Лекція 3. «Форми зображення перемикальних функцій . Удосконалена диз`юнктивна нор- мальна форма перемикальної функції (УДНФ). Удосконалена кон,юнктивна форма (УКНФ). Реалізація ПФ на логічних елементах».
Лекція 4. « Мінімізація ПФ. Задача мінімізації та методи її вирішування Мінімізація за до- помогою діаграм Вейча. Мінімізація частково визначених ПФ».
Лекція 5. « Загальні питання синтезу скінченних автоматів. Скінчений автомат (СА) та форми опису його роботи. Поняття про абстрактний та структурний синтез СА».
Лекція 6. «Тригери. Загальна структура та класифікація тригерів. Синтез асинхронних RS та JK-тригерів. Синтез синхронних одно та двоступеневих тригерів. Синтез D та DV- тригерів. Т-тригери та реалізація цих тригерів на тригерах інших типів»
Лекція 7. «Структурний синтез СА. Методика структурного синтезу СА. Приклади струк- турного синтезу СА. Дешифратори, демультиплексори, шифратори».
Лекція 8. «Мультиплексори. Синтез мультиплексорів. Синтез комбінаційних пристроїв на дешифраторах та мультиплексорах».
Лекція 9. «Компаратори та схеми порівняння чисел. Синтез цифрових компараторів. Син- тез схем порівняння чисел. Комбінаційні суматори».
Лекція 10. «Арифметично-логічні пристрої. Принцип побудови та функціонування станда- ртної схеми АЛП. Нарощування розрядності АЛП за допомогою схем прискореного пере- носу».
Лекція 11 Постійні запам’ятовувальні пристрої та програмовані матриці. Класифікація ПЗП. Принципи побудови і структура ВІС ПЗП. Принципи побудови і структура ВІС ПЛМ. Синтез комбінаційних пристроїв на основі ПЗП. Регістри. Класифікація регістрів. Регіст- ри пам’яті. Методика синтезу регістрів зсуву».
Лекція 12. «Лічильники. Класифікація лічильників. Двійкові лічильники. Двійкові асинх- ронні лічильники з послідовним переносом. Двійкові асинхронні лічильники з паралельним переносом».
Лекція 13. « Двійково-десяткові лічильники. Методика синтезу двійково-десяткових лічи- льників. Кільцеві лічильники та лічильники Джонсона».

Лекція 14. Принципи аналого-цифрового та цифро-аналогового перетворення. Послідовний АЦП. АЦП порозрядного зважування. Паралельні АЦП».
Лекція 15. « Генератори імпульсів. Автоколивальні мультивібратори. Симетричні муль- тивібратори на логічних елементах. Генератори імпульсів на логічних елементах і триге- рах. Формувачі імпульсів на логічних елементах і тригерах».

Лабораторні заняття
Лабораторні заняття виконуються середовищах «Quartus II» фірми Altera, «Matlab» . Лабораторне заняття №1 “Тотожні перетворення на базі законів алгебри логіки” (2 год.). Мета практичного заняття.
Придбання студентами практичних навичок по застосуванню законів бульової алгебри для спрощення логічних виразів, за допомогою яких описується функціонування цифрових вуз- лів комбінаційного типу.
Лабораторне заняття №2 “Форми зображення перемикальних функцій”(2год). Мета практичного заняття.
Придбання студентами практичних навичок запису перемикальної функції (ПФ) в одній з стандартних аналітичних форм – УДНФ та УКНФ та вмінь реалізації на логічних елемен- тах ПФ, що записана в аналітичній формі.
Лабораторне заняття №3 “Мінімізація перемикальних функцій” (2 год.). Мета практичного заняття.
Придбання студентами практичних навичок та вмінь по мінімізації ПФ, що представлені в одній з аналітичних форм, та складанню структурно-логічної схеми цифрового пристрою в заданому базисі логічних елементів.
Лабораторне заняття №4 “Структурний синтез скінченних автоматів” (2год). Мета практичного заняття.
Освоєння студентами методики структурно-логічного синтезу скінченних автоматів (СА) та аналізу функціонування одержаного СА.
Лабораторне заняття №5 “Функціональні вузли комбінаційного типу” (2год). Мета практичного заняття.
Придбання студентами практичних навичок по побудові цифрових пристроїв на основі фу- нкціональних вузлів комбінаційного типу ( дешифраторів, шифраторів, мультиплексорів, перетворювачів кодів) та реалізації ПФ на основі цих вузлів.
Лабораторне заняття №6 “Регістри та лічильники” (2 год.). Мета практичного заняття.
Придбання студентами практичних навичок по синтезу регістрів та лічильників з довільним модулем лічби, а також застосуванню цих пристроїв для побудови розподільників імпуль- сів, лічильників Джонсона та лінійних генераторів.
Лабораторне заняття №7. «Дослідження транзисторних ключів».
Мета заняття: Метою роботи є експериментальне дослідження статичних та динаміч- них характеристик транзисторних ключів,
Залежність тривалості перехідних процесів перемикання від параметрів вхідного сигналу та режимів транзистора.
Лабораторне заняття №8. «Синтез логічних схем.».
Мета заняття: здобуття студентами навичок з синтезу логічних схем мінімальної складнос- ті та експериментальної перевірки добутих рішень.
Лабораторне заняття №9 «Дослідження характеристик логічних елементів».
Мета заняття: здобуття студентами навичок з синтезу логічних схем мінімальної складнос- ті та експериментальної перевірки добутих рішень.
Лабораторне заняття №10. «Синтез тригерів на базі логічних елементів».

Мета заняття: вивчення принципів побудови тригерів на логічних елементах та експериме- нтальне дослідження їх функціонування..
Лабораторне заняття №11. «Синтез скінченних автоматів».
Мета заняття: вивчення принципів побудови та експериментального дослідження функціо- нування СА
Лабораторне заняття №12. «Синтез та дослідження регістрів зсуву та інших цифрових при- строїв на їх основі».
Мета заняття: надбання студентами навичок побудови типових функціональних вузлів Лабораторне заняття №13. «Синтез та дослідження двійкових і двійково-десяткових лічи- льників».
Мета заняття: надбання студентами навичок побудови типових функціональних вузлів. Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання
Поточний контроль полягає у виконанні:
- 15-х індивідуальних поточних завдань, які виконуються письмово і полягають в розв'язу- ванні типових задач відповідно до мети та завдань лабораторних занять. Бездоганне вико- нання завдань практичних занять у 4 бали;
- двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теорети- чної і практичної частин та проводяться у письмової формі Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 20 балів.
Підсумковий контроль – екзамен. Екзамен усний. Максимальна оцінка, яку може отри- мати студент – 100 балів.