Перейти к основному содержимому

Цифровая схемотехника


Кафедра электронных приборов и устройств
Запись на курс закрыта

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

  • 11.03.04 - Электроника и наноэлектроника
  • 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 (60% 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

    Ухов Андрей Александрович

    Ухов Андрей Александрович

    Доктор технических наук, профессор кафедры Электронных приборов и устройств

    1. Номер курса

      DSD
    2. Начало курса

    3. Занятия заканчиваются

    4. Оценка сложности

      4 часа в неделю
    5. Зачетные единицы

      5
    6. Число недель

      18 недель