КОМП'ЮТЕРНА ЕЛЕКТРОНІКА ТА МІКРОПРОЦЕСОРНІ СИСТЕМИ - Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)

Реквізити навчальної дисципліни
Рівень вищої освіти Перший (бакалаврський)
Галузь знань 12 Інформаційні технології
Спеціальність 126 Інформаційні системи та технології
Освітня програма Інформаційне забезпечення робототехнічних систем
Статус дисципліни Нормативна
Форма навчання очна(денна)/заочна/дистанційна/змішана
Рік підготовки, семестр 2 курс, весняний семестр
Обсяг дисципліни 120 годин (36 годин – Лекції, 18 годин – Комп.практ, 66 годин – СРС)
Семестровий контроль/ контрольні заходи залік
Розклад занять http://rozklad.kpi.ua
Мова викладання Українська
Інформація про керівника курсу / викладачів

Лектор: к.т.н., Новацький Анатолій Олександрович

novatski.a@gmail.com

моб. +38(067)748-57-16

Лабораторні: ст. викладач, Бердник Юрій Михайлович

berdniky@gmail.com

моб. +38(097) 602-51-73
Розміщення курсу https://campus.kpi.ua

Програма навчальної дисципліни

Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

Опис дисципліни. При проходженні даної дисципліни, студенти познайомляться з методами розрахунку, моделювання, аналізу та синтезу електронних пристроїв та мікропроцесорних систем На лабораторних заняттях опанують моделювання окремих електронних елементів та мікропроцесорних пристроїв. В курсі передбачений контроль якості отриманих знань у вигляді модульної контрольної роботи.

Предмет навчальної дисципліни: основні аналогові, імпульсні та цифрові електронні елементи та мікропроцесорні пристрої.

Міждисциплінарні зв’язки. Дисципліна в структурно-логічній схемі програми підготовки фахівців освітного ступеня «бакалавр» має зв’язок з наступними дисциплінами навчального плану, а саме: вища математика; фізика; спецрозділи математики; програмування та моделювання.

Мета навчальної дисципліни. Метою дисципліни є формування у студентів здатностей:

застосовувати методи розрахунку, моделювання, аналізу та синтезу електронних та мікропроцесорних пристроїв.

Основні завдання навчальної дисципліни

Знання:

  • ролі та місця комп`ютерної електроніки та мікропроцесорних систем в задачах проектування комп`ютеризованих інформаційних систем;

  • основних типів сучасних електронних та мікропроцесорних пристроїв, їх роботи, параметрів та характеристик, застосування;

  • методів аналізу та синтезу цифрових електронних пристроїв; методів моделювання електронних та мікропроцесорних пристроїв на ПК;

  • методів розрахунку та дослідження електронних та мікропроцесорних пристроїв на базі обчислювальної техніки та засобах автоматизації досліджень.

Уміння:

  • виконувати розрахунки електронних та мікропроцесорних пристроїв;

  • виконувати налагодження, контроль та обслуговування електронних та мікропроцесорних пристроїв;

  • виконувати моделювання електронних та мікропроцесорних пристроїв;

  • виконувати аналіз та синтез цифрових електронних та мікропроцесорних пристроїв;

  • використовувати сучасні електронні елементи та мікропроцесорні пристрої при проектуванні комп`ютеризованих інформаційних систем.

Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою).

Навчальна дисципліна «Комп`ютерна електроніка та мікропроцесорні системи» базується на навчальних дисциплінах: вища математика; спецрозділи математики; програмування; фізика.

Постреквізити: Начальна дисципліна «Комп`ютерна електроніка та мікропроцесорні системи» необхідна для вивчення навчальних дисциплін: моделювання технічних систем; робототехнічні системи та комплекси; курсовий проект з робототехнічних систем та комплексів; архітектура комп`ютерних систем; технології інтернету речей; проектування інформаційних систем; інтелектуальні технології в робототехніці.

Зміст навчальної дисципліни

Очна форма

Лекційні заняття

Розділ 1. Аналогова електроніка

Розділ 2. Імпульсна електроніка

Розділ 3. Цифрова електроніка

Розділ 4. Мікропроцесорні системи

Комп’ютерний практикум

1. Дослідження біполярних, польових транзисторів та транзисторних ключів.

2. Дослідження операційних підсилювачів.

3. Дослідження імпульсних тригерів, аналогових компараторів та схем формування рівнів

4. Дослідження комбінаційних цифрових електронних пристроїв.

5 . Дослідження послідовних цифрових електронних пристроїв.

6. Дослідження цифро-аналогових перетворювачів.

7. Дослідження моделі послідовного порту (інтерфейсу УАПП).

8. Дослідження моделі пристрою керування двигуном постійного струму.

9. Дослідження моделей АЦП та цифрового вольтметра.

Заочна форма

Комп’ютерний практикум

Тема 1.2 Електронні підсилювачі та ключи.

Тема 3.3. Комбінаційні та послідовні цифрові пристрої.

Тема 3.4. Мікропроцесорні пристрої.

Лабораторні заняття

Дослідження операційних підсилювачів.

Дослідження комбінаційних та послідовних цифрових електронних пристроїв.

Дослідження модуля УАПП мікроконтролера.

Навчальні матеріали та ресурси

Базова література

  1. Комп’ютерна електроніка [Електронний ресурс] : підручник для студ.

    спеціальності 126 «Інформаційні системи та технології», спеціалізації «Інтегровані інформаційні системи» / А.О. Новацький: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2018. – 468 с.

  2. Комп’ютерна електроніка: Лабораторний практикум [Електронний ресурс] : навч. посіб. для студ. освітньої програми «Інтегровані інформаційні системи» спеціальності 126 «Інформаційні системи та технології», / КПІ ім. Ігоря Сікорського; уклад.:

А.О. Новацький. – Електронні текстові дані (1 файл: 13.8 Мбайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2018. – 415 с.

  1. Мікропроцесорні та мікроконтролерні системи, кредитний модуль

    «Мікропроцесорні системи» : Лабораторний практикум [Електронний ресурс] : навч. посіб. для студ. освітньої програми «Інтегровані інформаційні системи» спеціальності 126 «Інформаційні системи та технології», / КПІ ім. Ігоря Сікорського; автор: А.О. Новацький. – Електронні текстові дані (1 файл: 18.96 Мбайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020. – 365 с

  2. Мікропроцесорні та мікроконтролерні системи : підручник. У 2 ч.

    Ч. 1. Мікропроцесорні системи [Електронний ресурс] / А. О. Новацький. – Електронні текстові дані (1 файл: 16,7 Мбайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, Вид-во «Політехніка», 2020. – 361с.

  3. Мікропроцесорні та мікроконтролерні системи: Ч.2 «Проектування

    мікропроцесорних систем» [Електронний ресурс] : підручник для студ. освітньої програми «Інтегровані інформаційні системи» за спеціальністю 126 «Інформаційні системи та технології» / А.О. Новацький ; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові дані (1 файл: 20,3 Мбайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021. – 462 с.

  4. Мікропроцесорні та мікроконтролерні системи: Частина 2. Проектування

    мікропроцесорних систем: Лабораторний практикум [Електронний ресурс] : навч. посіб. для студ. освітньої програми «Інтегровані інформаційні системи» спеціальності 126 «Інформаційні системи та технології» / А.О. Новацький ; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові дані (1 файл: 22,38 Мбайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021. – 268 с.

  5. Бойко В. І. Аналогова схемотехніка та імпульсні пристрої /

    В. І. Бойко та ін. – Київ : Вища шк., 2004.

  6. Бойко В. І. Схемотехніка електронних систем. В 2 Кн. Кн. 2. Цифрова

    схемотехніка / В. І. Бойко, А. М. Гуржій, В. Я. Жуйков та ін. – «Вища школа», 2004.

  7. Гніліцький В. В. Є. С. Купкін, А. О. Новацький. Аналогова

    електроніка : навч. посіб. /
    Житомир : ЖДТУ, 2012.

  8. Новацький А. О. Імпульсна та цифрова електроніка : навч. посіб. / А.

    О. Новацький. – Київ : НТУУ «КПІ», 2014.

Допоміжна література

  1. Джонс М. Х. Электроника – практический курс / М. Х. Джонс. – М. :

    Постмаркет, 1999.

  2. Новацький А. О. Комп’ютерна електроніка-3. Мікропроцесорні системи.

    Апаратні засоби мікропроцесорних систем : навч. посіб. / А. О. Новацький. – Київ : НТУУ «КПІ», 2015.

  3. Браммер Ю. А. Импульсная техника / Ю. А. Браммер, И. Н. Пащук. – М.

    : Высш. шк., 1985.

  4. Сенько В. І. Електроніка і мікросхемотехніка / В. І. Сенько, М. В.

    Панасенко, Є. В. Сенько. – Київ :Обереги, 2000. – Т.1.

  5. Лечин В. И. Электроника / В. И. Лечин, Н. С. Савелов. – Ростов н/Д :

    Фомикс, 2000.

  6. Прянишников В. Я. Электроника : курс лекций / В. Я. Прянишников. –

    СПб. : Корона принт, 1998.

  7. Руденко В. С. Промислова електроніка / В. С. Руденко, В. Я. Ромашко,

    В. В. Трифонюк. – Київ : Либідь, 1993.

  8. Скаржепа В. А. Электроника и микросхемотехника / В. А. Скаржепа, А.

    Н. Луценко. – Київ : Вища шк., 1989.

  9. Федорков Б. Г. Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры,

    применение / Б. Г. Федорков, В. А. Телец.– М. : Энергоатомиздат, 1990.

  10. Корис Р. Схемотехніка : справочник инженера / Р. Корис,

    Х. Шмидт–Вальтер. – М. : Техносфера, 2008.

  11. Гутников В. С. Интегральная электроника в измерительных устройствах

    / В. С. Гутников. – 2-е изд., перераб. и доп. – Л. : Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1988.

  12. Опадчий Ю. Р. Аналоговая и цифровая электроника /

    Ю. Р. Опадчий, О. П. Глудкин. – М. : «Гарячая линия–Телеком», 1999.

  13. Пухольский Г. И. Цифровые устройства : учеб. пособие для ВТУЗов / Г.

    И. Пухольский, Т. Я. Новосельцева. – СПб. : Политехника, 1996.

  14. Токхейм Р. Основы цифровой электроники : [пер. с англ.] /

    Р. Токхейм. – М. : Мир, 1988.

  15. Угрюмов Е. П. Цифровая схемотехніка / Е. П. Угрюмов. – СПб. : БХВ –

    Санкт-Петербург, 2000.

  16. Виноградов Ю. В. Основы электронной и полупроводниковой техники / Ю.

    В. Виноградов.– М. : Энергия, 1972.

  17. Горбачев Г. Н. Промышленная электроника Учебник для вузов / Г. Н.

    Горбачев, Е. Е. Чаплыгин ; под ред. В. А. Лабунцова. – М. : Энергоатомиздат, 1988.

  18. Гусев В. Г. Электроника / В. Г. Гусев, Ю. М. Гусев. – М. : Высш.

    шк., 1982.

  19. Фолкенбери Л. Применение операционных усилителей и линейных ИС :

    [пер. с англ.] / Л. Фолкенбери. – М. : Мир, 1985.

  20. Хоровиц П. Искусство схемотехники : [пер. с англ.] : в 3 т. /

    П. Хоровиц, У. Хилл. – М. : Мир, 1993.

  21. Жеребцов Н. П. Основы электроники / Н. П. Жеребцов. – Л. :

    Энергоатомиздат, 1985.

  22. Микросхемы АЦП и ЦАП: справочник. – М. : Издательский дом «Додэка»,

  23. Димитрова М. И. 33 схемы с логическими элементами И–НЕ : [пер. с

    болг.] / М. И. Димитрова, В. П. Пунджев. – Л. : Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988.

  24. Никамин В. А. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи /

    В. А. Никамин. – Альтекс–А, 2003.

  25. Тарасов И. Е. Разработка цифровых устройств на основе ПЛИС Xilinx с

    пременением языка VHDL / И. Е. Тарасов. – Горячая линия–Телеком, 2005.

  26. Джонсон Д. Справочник по активным фильтрам : [пер. с англ.] / Д.

    Джонсон и др. – М. : Энергоатомиздат, 1983.

  27. Сташин В. В. Проектирование цифровых устройств на однокристальных

    микроконтроллерах / В. В. Сташин и др. – М. : Энергоатомиздат, 1990.

  28. Аналоговая и цифровая электроника ; под ред. О. П. Глудкина. – М. :

    Горячая Линия–Телеком, 1999.

Навчальний контент

  1. **Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього

    компонента)**

Лекційні заняття

Розділ 1. Аналогова електроніка

Тема 1.1. Електронні елементи та фізичні основи їх роботи

Тема 1.2 Електронні ключі

Тема 1.3. Електронні підсилювачі

Розділ 2. Імпульсна електроніка

Тема 2.1. Імпульсні тригери

Тема 2. 2. Аналогові компаратори

Розділ 3. Цифрова електроніка

Тема 3.1 Математичний апарат цифрової електроніки

Тема 3.2. Комбінаційні цифрові пристрої

Тема 3.3. Послідовні цифрові електронні пристрої

Тема 3.4. Цифро–аналогові перетворювачі

Тема 3.5. Аналого–цифровi перетворювачi

Розділ 4. Програмування AVR- мікроконтролерів

Тема 4.1 Склад, основні характеристики та структура AVR-мікроконтролерів

Тема 4.2 Організація пам’яті

Тема 4.3 Програмна модель мікроконтролера

Тема 4.4. Cпособи адресації операндів

Тема 4.5 Характеристика базового набору команд

Тема 4.6 Нові команди

Тема 4.7 Порти введення/виведення

Тема 4.8 Послідовний синхронно/асинхронний інтерфейс

Тема 4.9 Послідовний синхронний інтерфейс TWI (I2C)

Тема 4.10 Послідовний периферійний інтерфейс SPI

Тема 4.11. Універсальний послідовний інтерфейс USI

Тема 4.12 Система переривань

Тема 4.13 Аналоговий компаратор

Тема 4.14 Аналого-цифровой перетворювач

Тема 4.15 Спеціальні режими роботи

Тема 4.16. Способи формування інтервалів часу та підрахунок зовнішніх подій у МПС та їх порівняльна характеристика

Тема 4.17. Архітектура модуля таймерів/лічильників типового мікроконтролера

Тема 4.18 Цифро-аналоговий перетворювач

Очна форма

Лекційні заняття

№ з/п Назва теми лекції та перелік основних питань
(перелік дидактичних засобів, посилання на літературу та завдання на СРС)
1

Розділ 1. Аналогова електроніка

Тема 1.1. Електронні елементи та фізичні основи їх роботи

Лекція 1. Транзистори, тиристори та оптоелектронні прилади

Біполярні транзистори. Будова та принципи роботи транзистора. Схеми включення біполярних транзисторів: із загальною базою (ЗБ) та із загальним емітером (ЗЕ). Електричні параметри біполярного транзистора. Польові транзистори. Тиристори. Будова та принцип роботи. Елементи оптоелектроніки. Джерела оптичного випромінювання. Світлодіоди (СД). Приймачі оптичного випромінювання. Фоторезистори. Фотодіоди. Фототранзистори. Фототиристори. Оптрони: призначення та класифікація. Мікроелектроніка. Основні поняття.

Література: [1,2]

Завдання для СРС. Фізичні основи електронних напівпровідникових пристроїв. Напівпровідникові діоди (НД). Стабілітрони. Оптоелектронні прилади. Симетричні тиристори (симістори).
2

Тема 1.2 Електронні ключі

Лекція 2. Транзисторні та діодні ключі

Транзисторні ключі (ТК). ТК відкритий або закритий у вихідному стані. ТК з прискорюючим конденсатором. Схеми, аналіз, основні параметри.

Література: [1,2]

Завдання для СРС. Обмежувачі напруги. Розрахунок транзисторного ключа із прискорюючим конденсатором. ТК із від’ємним зворотним зв’язком. Транзистор Шотткі.

Діодні ключи.
3

Тема 1.3 Електронні підсилювачі

Лекція 3. Операційні підсилювачі (ОП)

Операційні підсилювачі. Загальна характеристика ОП. ОП з входом, який інвертує, який не інвертує та з диференціальним входом. ОП який підсумовує, диференціює, інтегрує, масштабує.

Література: [1,2]

Завдання для СРС. Операційний підсилювач, який логарифмує та антилогарифмує. Підсилювачі потужності. Електричні фільтри. Генератори гармонійних синусоїдальних коливань. Джерела живлення електричних схем.
4

Тема 2.1. Імпульсні тригери

Тема 2.2. Аналогові компаратори

Лекція 4. Імпульсні тригери. Аналогові компаратори

Симетричні та несиметричні тригери. Аналогові компаратори та схеми формування рівнів. Визначення, схеми, аналіз, часові діаграми роботи, основні параметри, способи запуска (переключення), розрахунок, застосування симетричних та несиметричних тригерів (тригерів Шмітта).

Визначення, схеми, аналіз, часові діаграми роботи, розрахунок, основні параметри, застосування аналогових компараторів.

Література: [1,2]

Завдання для СРС. Призначення, схемна реалізація та часові діаграми роботи схеми регенеративного компаратора. Диференцюючі кола. Інтегруючі кола. Мультивібратори: автоколивальний та такий, що чекає.
5

Розділ 3. Цифрова електроніка

Тема 3.1 Математичний апарат цифрової електроніки

Лекція 5. Математичний апарат цифрової електроніки

Основні поняття та задачі цифрової електроніки. Дискретизація аналогових сигналів. Застосування алгебри логіки (Булевої алгебри)(БА) при аналізі і синтезі цифрових електронних пристроїв (ЦЕП). Мінімізація логічних функцій. Основні поняття КЕ. Дискретизація (квантування) аналогових сигналів. Основні види цифрових електронних пристроїв. Застосування БА для аналізу та синтезу ЦЕП. Мінімізація перемикальних функцій.

Література: [1,2]

Завдання для СРС. Визначення та способи представлення перемикальних функцій (ПФ). Основні тотожності, закони та теореми БА. Диз’юнктивна та кон’юнктивна форми представлення ПФ. Приклади мінімізації із використанням алгебраїчного та графічного способів. Основні технології виготовлення ЛЕ. Основні параметри та характеристики ЦЕП. Програмовані логічні інтегральні схеми.
6

Тема 3.2. Комбінаційні цифрові пристрої

Лекція 6. Комбінаційні цифрові пристрої

Аналіз та синтез КЦП. Шифратори та дешифратори, мультиплексори та демультиплексори, суматори та напівсуматори, пристрої контроля парності, цифрові компаратори. Призначення, схемна реалізація, особливості застосування, практична реалізація. Проектування КЦЕП на мультиплексорах, дешифраторах та постійних запом’ятовуючих пристроях (ПЗП).

Література: [1,2]

Завдання для СРС. Приклади проектування КЦЕП на мультиплексорах, дешифраторах, ПЗП та ПЛІС.
7

Тема 3.3. Послідовні цифрові електронні пристрої

Лекція 7. Послідовні цифрові електронні пристрої

Визначення послідовних цифрових електронних пристроїв. Тригери. Регістри.. Лічильники. Подільники частоти Розподілювачі. Загальна характеристика, схемна реалізація, часові діаграми роботи, застосування, практична реалізація.

Література: [1,2]

Завдання для СРС. Практична реалізація тригерів, регістрів, лічильників та подільників частоти на сучасних мікросхемах.
8

Тема 3.4. Цифро–аналогові перетворювачі

Лекція 8. Цифро–аналогові перетворювачі з підсумовуванням струмів

Загальна характеристика цифро–аналогових перетворювачів. ЦАП на матриці R–2R з підсумовуванням струмів. ЦАП на базі мікросхеми К572 ПА1.

Література: [1,2]

Завдання для СРС. Розрахунок ЦАП на матриці R–2R з підсумовуванням струмів.
9

Лекція 9. Цифро–аналогові перетворювачі з підсумовуванням напруг та ЦАП на конденсаторах

ЦАП на матриці R–2R з підсумовуванням напруг. ЦАП на базі мікросхеми MAX506.

Література: [1,2]

Завдання для СРС. Розрахунок ЦАП на матриці R–2R з підсумовуванням напруг. Лічильники. Подільники частоти
10

Тема 3.5. Аналого–цифровi перетворювачi

Лекція 10. Аналого–цифровi перетворювачi

Види АЦП. АЦП послідовного наближення та паралельно – послідовні АЦП. Принцип роботи. Схемна реалізація. Розрахунок. Основні параметри та характеристики. Особливості застосування.

Література: [1,2]

Завдання для СРС. Паралельно – послідовний АЦП. Структура. Основні параметри та характеристики. Особливості застосування.
11

Розділ 4. Програмування AVR-мікроконтролерів

Тема 4.1. Склад, основні характеристики та структура AVR-мікроконтролерів

Тема 4.2. Організація пам’яті

Тема 4.3. Програмна модель мікроконтролера

Тема 4.4. Способи адресації операндів

Лекція 11. Склад, основні характеристики та структура AVR-мікроконтролерів.

Порівняльна характеристика. Основні властивості. Застосування. Організація пам’яті. Організація пам’яті даних та пам’яті програм. Програмна модель мікроконтролера. Способи адресації операндів. Програмна модель мікроконтролера та її опис. Лічильник команд і виконання програми. Способи адресації операндів. Регістри загального призначення.

Література: [5,6]

Завдання на СРС. Розвиток мікроконтролерів сімейства AVR. Регістри введення/виведення моделей MEGA640X/1280X/1281X/2560X/2561X. Особливості мови асемблера при написанні керуючих програм для мікроконтролерів сімейства AVR. Література: [5,6]
12

Тема 4.5. Характеристика базового набору команд

Тема 4.6. Нові команди

Лекція 12. Характеристика базового набору команд.

Система команд мікроконтролера: передачі даних; арифметичні; логічні; порівняння; зсувів; роботи з окремими бітами; переходів; виклику та повернення; із підпрограм; управління процесором. Довжина команд в байтах та їх розміщення в пам’яті програм. Типи команд. Час виконання команд. Нові команди. Команди в різних сімействах AVR-мікроконтролерів. Нові команди AVR-мікроконтролерів.

Література: [5,6]

Завдання на СРС. Детальний опис окремих команд AVR-мікроконтролера. Література: [5,6]
13

Тема 4.7. Порти введення/виведення

Тема 4.8. Послідовний синхронно/асинхронний інтерфейс

Лекція 13. Порти введення/виведення.

Призначення та місце пристроїв введення/виведення даних у мікропроцесорних системах. Паралельне та послідовне введення/виведення. Порти введення/виведення мікроконтролерів сімейства AVR. Послідовний синхронно/асинхронний інтерфейс. Загальна характеристика інтерфейсу. Використання модулів USART/UART. Структура. Особливості застосування. Мультипроцесорний режим роботи.

Література: [1, розділ 1, стор 25...98]

Завдання на СРС. Апаратний модулятор. Робота модуля USART в режимі MSPI. Література: [5,6]
14

Тема 4.9. Послідовний синхронний інтерфейс TWI (I2C)

Лекція 14. Характеристика інтерфейсу TWI (I2C).

Загальна характеристика інтерфейсу. Архітектура інтерфейсу. Структура. Програмування інтерфейсу TWI. Керуючі регістри. Режими роботи модуля

Література: [5,6]

Завдання на СРС. Мікросхеми AVR, які мають інтерфейс TWI. Пристрої, які підтримують інтерфейс TWI. Програмування модуля у режимах: ведучий передавач; ведучий приймач; ведений приймач; ведений передавач.

Література: [5,6]
15

Тема 4.10. Послідовний периферійний інтерфейс SPI

Тема 4.11. Універсальний послідовний інтерфейс USI

Тема 4.12. Система переривань

Тема 4.13. Аналоговий компаратор

Лекція 15. Послідовний периферійний інтерфейс SPI.

Універсальний послідовний інтерфейс USI. Характеристика архітектури. Режими передачі даних. Система переривань. Аналоговий компаратор. Система переривань AVR-мікроконтролерів. Обробка переривань. Зовнішні переривання. Функціонування компаратора.

Література: [5,6]

Завдання на СРС. Режими програмування пам’яті послідовним каналом. Периферійні пристрої з SPI-інтерфейсом. Універсальний послідовний інтерфейс USI. Особливості використання модуля переривань у мікроконтролерах XMega

Література: [1, розділ 4, стор 193…212; 322…335]
16

Тема 4.14. Аналого-цифровий перетворювач

Тема 4.15. Спеціальні режими роботи

Лекція 16. Модуль аналого-цифрового перетворювача.

Аналого-цифровий перетворювач (АЦП). Загальна характеристика. Структура модуля АЦП. Часові діаграми роботи. Особливості схеми аналогового входу. Тактування, режими зниженого енергоспоживання і скидання. Тактовий генератор. Режими зниженого енергоспоживання: загальна характеристика. Керуючі регістри. Вибір режиму зниженого енергоспоживання. Скидання. Події, які визивають скидання.

Література: [5,6]

Завдання на СРС. Підвищення точності перетворення АЦП. Особливості застосування режимів зниженого енергоспоживання. Опис окремих видів скидання.

Література: [5,6]
17

Тема 4.16. Способи формування інтервалів часу та підрахунок зовнішніх подій у МПС та їх порівняльна характеристика

Тема 4.17. Архітектура модуля таймерів/лічильників типового мікроконтролера

Лекція 17. Способи формування інтервалів часу та підрахунок зовнішніх подій у МПС та їх порівняльна характеристика. Використання таймерів/лічильників типового мікроконтролера.

Література: [1; 4; 5]

Завдання на СРС. Застосування для формування інтервалів часу мікросхем програмованих таймерів.
18

Тема 4.18. Цифро-аналоговий перетворювач

Лекція 18. Модуль цифро-аналогового перетворювача.

Характеристика модуля ЦАП. Джерела опорної напруги. Режими роботи. Обмеження часових характеристик. Опис регістрів. Калібрування.

Література: [5,6]

Завдання на СРС. Розрахунок цифро-аналогових перетворювачів на основі резисторної матриці R-2R з підсумуванням напруг.

Література: [5,6]

Комп’ютерний практикум

№ з/п Назва лабораторної роботи (комп’ютерного практикуму) Кількість ауд. годин
1 Дослідження біполярних та польових транзисторів. 2
2 Дослідження операційних підсилювачів. 2
3 Дослідження діодних та транзисторних ключів. 2
4 Дослідження імпульсних тригерів, аналогових компараторів та схем формування рівнів. 2
5 Дослідження КЦЕП. 2
6 Дослідження ПЦЕП. 2
7 Моделювання УАПП. 2
8 Моделювання аналого-цифрових перетворювачів та цифрових вольтметрів. 2
9 Моделювання пристрою керування двигуном постійного струму 2

Заочна форма

Лекційні заняття

№ з/п Назва теми лекції та перелік основних питань
(перелік дидактичних засобів, посилання на літературу та завдання на СРС)
1

Тема 1.3. Електронні підсилювачі

Лекція 1. Підсилювачі змінного та постійного струму

Класифікація та основні характеристики електронних підсилювачів. Коефіцієнт підсилення; точність відтворення форми сигналу, який підсилюється; динамічний діапазон, лінійні спотворення; коефіцієнт корисної дії (ККД) підсилювача.

Підсилювачі змінного струму. Основні режими роботи підсилювачів: A, B, AB, C, D. Схеми забезпечення режимів роботи елемента, що підсилює. Термостабілізація робочої точки. Схема з емітерною стабілізацією (від’ємний зворотний зв’язок(ВЗЗ)) за постійним струмом. Види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах та способи їх організації: ЗЗ за напругою, струмом та комбінований. Послідовний, паралельний та змішаний ЗЗ. Однокаскадний підсилювач на біполярному транзисторі (схема із спільним емітером). Емітерний повторювач. Підсилювач на польовому транзисторі. Підсилювачі постійного струму (ППС). Диференціальний ППС. Операційні підсилювачі

Література: [1,2]

Завдання для СРС. Схеми з фіксованим струмом бази, з фіксованою напругою бази, з

емітерно-колекторною стабілізацією (від’ємний зворотний зв’язок(ВЗЗ) за постійним

струмом та напругою). Термокомпенсація. Схеми забезпечення режиму роботи підсилювача на польовому транзисторі. Фазоінверсний підсилювач. Підсилювач з автоматичним регулюванням

підсилення (АРП). Паралельно балансний ППС. ППС з перетворенням постійного струму у

змінний.
2

Тема 3.2. Комбінаційні цифрові пристрої

Лекція 2. Комбінаційні та послідовні цифрові електронні пристрої

Аналіз та синтез КЦП. Шифратори та дешифратори, мультиплексори та демультиплексори, суматори та напівсуматори, пристрої контроля парності, цифрові компаратори. Призначення, схемна реалізація, особливості застосування, практична реалізація. Проектування КЦЕП на мультиплексорах, дешифраторах та постійних запом”ятовуючих пристроях (ПЗП).

Література: [1,2]

Завдання для СРС. Приклади проектування КЦЕП на мультиплексорах, дешифраторах, ПЗП та ПЛІС.
3

Тема 4.8. Моделювання окремих модулів МПС у пакеті PROTEUS 8.6

Лекція 3. Моделювання окремих модулів мікропроцесорних систем

Загальна характеристика окремих модулів мікроконтролера: паралельних портів; УАПП; АЦП; таймерів. Схемна реалізація, часові діаграми роботи, застосування, практична реалізація.

Література: [5,6]

Завдання для СРС. Моделювання УАПП; АЦП та таймерів у пакеті PROTEUS 8.6

Література: [5,6]

Комп’ютерний практикум

№ з/п Назва лабораторної роботи (комп’ютерного практикуму) Кількість ауд. годин
1 Дослідження операційних підсилювачів. 2
2 Дослідження КЦЕП та ПЦЕП. 2
3 Моделювання УАПП у пакеті PROTEUS 8.6. 2

Самостійна робота студента/аспіранта

Очна форма

№ з/п Назва теми, що виноситься на самостійне опрацювання Кількість годин СРС
1 Тема 1.1. Електронні елементи та фізичні основи їх роботи 3
2 Тема 1.2 Електронні підсилювачі 3
3 Тема 1.3. Генератори гармонійних синусоїдальних коливань 3
4 Тема.1.4. Джерела живлення електронних схем 3
5 Тема 2.1. Формувачі імпульсів 3
6 Тема 2.2. Електронні ключі 3
7 Тема 2.3. Імпульсні тригери 4
8 Тема 2.4. Аналогові компаратори 4
9 Тема 2.5 Генератори імпульсів 3
10 Тема 3.1 Математичний апарат цифрової електроніки 4
11 Тема 3.2. Реалізація логічних функцій 3
12 Тема 3.3. Комбінаційні цифрові пристрої 3
13 Тема 3.4. Послідовні цифрові електронні пристрої 4
14 Тема 3.5. Цифро–аналогові перетворювачі 4
15 Тема 3.6. Аналого–цифровi перетворювачi 3
16 Тема 4.4. Cпособи адресації операндів 3
17 Тема 4.5 Характеристика базового набору команд 4
18 Тема 4.9 Послідовний синхронно/асинхронний інтерфейс 3
19 Модульна контрольна робота 3
20 Підготовка до заліку 3
21 Всього 66

Заочна форма

№ з/п Назва теми, що виноситься на самостійне опрацювання Кількість годин СРС
1 Тема 1.1. Електронні елементи та фізичні основи їх роботи 3
2 Тема 1.2 Електронні ключі 3
3 Тема 2.1. Імпульсні тригери 3
4 Тема 2. 2. Аналогові компаратори 3
5 Тема 3.1 Математичний апарат цифрової електроніки 3
6 Тема 3.3. Послідовні цифрові електронні пристрої 3
7 Тема 3.4. Цифро–аналогові перетворювачі 4
8 Тема 3.5. Аналого–цифровi перетворювачi 4
9 Тема 4.1 Склад, основні характеристики та структура AVR-мікроконтролерів 4
10 Тема 4.2 Організація пам’яті 4
11 Тема 4.3 Програмна модель мікроконтролера 4
12 Тема 4.4. Cпособи адресації операндів 4
13 Тема 4.5 Характеристика базового набору команд. Нові команди 4
14 Тема 4.7 Порти введення/виведення 4
15 Тема 4.8 Послідовний синхронно/асинхронний інтерфейс 4
16 Тема 4.9 Послідовний синхронний інтерфейс TWI (I2C) 4
17 Тема 4.10 Послідовний периферійний інтерфейс SPI 4
18 Тема 4.11. Універсальний послідовний інтерфейс USI 4
19 Тема 4.12 Система переривань 4
20 Тема 4.13 Аналоговий компаратор 4
21 Тема 4.14 Аналого-цифровой перетворювач 4
22 Тема 4.15 Спеціальні режими роботи 4
23 Тема 4.16. Способи формування інтервалів часу та підрахунок зовнішніх подій у МПС та їх порівняльна характеристика 4
24 Тема 4.17. Архітектура модуля таймерів/лічильників типового мікроконтролера 4
25 Тема 4.18 Цифро-аналоговий перетворювач 4
26 Модульна контрольна робота 4
27 Підготовка до заліку 10
28 Всього 108

Політика та контроль

Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Система вимог, які ставляться перед студентом:

  • відвідування лекційних та комп’ютерних практикумів є обов’язковою складовою вивчення матеріалу;

  • на лекції викладач користується власним презентаційним матеріалом; використовує відповідні додатки для викладання матеріалу поточної лекції, додаткових ресурсів, комп’ютерних практикумів та інше; викладач відкриває доступ до певної директорії гугл-диска для скидання електронних лабораторних звітів та відповідей на МКР;

  • на лекції заборонено відволікати викладача від викладання матеріалу, усі питання, уточнення та ін. студенти задають в кінці лекції у відведений для цього час;

  • комп’ютерні практикуми захищаються у два етапи – перший етап: студенти виконують завдання на допуск до захисту лабораторної роботи; другий етап – захист лабораторної роботи. Бали за лабораторну роботу враховуються лише за наявності електронного звіту;

  • модульні контрольні роботи пишуться на лекційних заняттях без застосування допоміжних засобів (мобільні телефони, планшети та ін.); результат пересилається у файлі до відповідної директорії гугл-диску;

  • заохочувальні бали виставляються за: активну участь на лекціях; участь у факультетських та інститутських олімпіадах з навчальних дисциплін, участь у конкурсах робіт, підготовка оглядів наукових праць; презентацій по одній із тем СРС дисципліни тощо. Кількість заохочуваних балів не більше 10;

  • штрафні бали виставляються за: невчасну здачу комп’ютерних практикумів. Кількість штрафних балів не більше 10.

Контрольні роботи

В кінці навчального семестру пропонується проведення однієї модульної контрольної роботи (МКР). Ціль МКР полягає у засвоєнні матеріалу 3 розділу, пов`язаного з розрахунком АЦП, ЦАП та окремих питань Булевої алгебри.

Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО) (очна форма)

Рейтинг студента з дисципліни складається з балів, що він отримує за:

виконання та захист

  1. 9 комп’ютерних практикумів ;

  2. виконання модульної контрольної роботи (МКР).

Система рейтингових (вагових) балів та критерії оцінювання

1. Комп’ютерні практикуми (Rл)

Ваговий бал – 8. Максимальна кількість балів за всі комп’ютерні практикуми дорівнює:

8 балів х 9 робіт = 72 бали.

Рівень підготовки до комп’ютерного практикуму оцінюється до 2 балів (вхідний контроль підготовки до роботи).

Захист роботи до 4 бали.

Оформлення роботи – 1 бал.

2. Модульний контроль (Rм)

Ваговий бал – 28.

Критерії оцінювання:

  1. Виконання комп’ютерного практикуму.

  • ‘відмінно’ - своєчасно та на високому рівні захищена теоретична та дослідницька частини комп’ютерного практикуму - 8 балів;

  • ‘добре’ - не достатній рівень захисту однієї з частин комп’ютерного практикуму -6 балів;

  • ‘ задовільно’ - низький рівень захисту теоретичної або дослідницької частини комп’ютерного практикуму – 4 бали.

  1. Модульна контрольна робота:

  • ‘відмінно’, повна відповідь (не менше 90% потрібної інформації) – 28 балів;

  • ‘добре’, достатньо повна відповідь (не менше 75% потрібної інформації), або повна відповідь з незначними неточностями –26 балів;

  • ‘задовільно’, неповна відповідь (не менше 60% потрібної інформації) та незначні помилки – 24 бали;

  • ‘незадовільно’, незадовільна відповідь (не відповідає вимогам на ‘задовільно’) – 0 балів.

Штрафні ( rs) бали нараховуються за:

  • недопуск до комп’ютерного практикуму у зв’язку з незадовільним

    вхідним контролем –1 бал;

  • несвоєчасний захист комп’ютерного практикуму - 1 бал;

- несвоєчасний захист МКР ……………………………………………. – 5 балів.

Заохочувальні (rs) бали від 4 до 8 нараховуються за:

- модернізація комп’ютерного практикуму;

- виконання завдань із удосконалення дидактичних матеріалів з дисципліни та інше.

Розрахунок шкали (R) рейтингу:

Сума вагових балів контрольних заходів протягом семестру складає:

R = = Rл +RМ += 72+28 = 100 балів.

Необхідною умовою допуску до заліку є:

  • зарахування всіх комп’ютерних практикумів;

  • виконання МКР.

Сума балів переводиться до залікової оцінки згідно з таблицею 1.

Таблиця 1 – Переведення суми балів до залікової оцінки

Бали

R=+

 Оцінка ECTS Традиційна оцінка
95 – 100 А Зараховано
85 - 94 В
75 - 84 С
65 - 74 D
60 - 64 Е
R < 60 Fx Не зараховано
Не захищені всі ЛР та модульна КР F не допущено

На рисунку 1 наведено схему функціонування рейтингової системи оцінювання (РСО), для отримання заліку.

Рисунок 1 – Схема функціонування рейтингової системи оцінювання (РСО), для

отримання заліка

Проведення атестацій.

За результатами навчальної роботи за перші 7 тижнів «ідеальний студент» має набрати 40 балів. На першій атестації (8-й тиждень) студент отримує «зараховано», якщо його поточний рейтинг не менше 20 балів.

За результатами 13 тижнів навчальної роботи «ідеальний студент» має набрати 60 балів. На другій атестації (14-й тиждень) студент отримує «зараховано», якщо його поточний рейтинг не менше 30 балів.

Студенти, які протягом семестру не захисти всі лабораторні та МКР до заліку не допускаються.

Студенти, які протягом семестру набрали необхідну кількість балів (RD ≥ 0,6R = = 0,6 х 100 = 60 балів) мають можливість:

  • отримати залікову оцінку «автоматом» відповідно до набраного рейтингу (таблиця 1);

  • виконувати залікову контрольну роботу з метою підвищення оцінки;

  • у разі отримання оцінки, більшої ніж «автоматом» з рейтингу, студент отримує оцінку за результатами залікової контрольної роботи;

  • якщо за результатами залікової контрольної роботи студент отримує оцінку нижче, ніж отриману «автоматом», то попередній рейтинг студента з дисципліни скасовується і він отримує оцінку тільки за результатами залікової контрольної роботи.

Проведення залікової контрольної роботи для підвищення рейтингу студента

Залікова контрольна робота оцінюється максимум 100 балів:

  • «відмінно», повна відповідь;

  • «добре», достатньо повна відповідь, або повна відповідь з незначними неточностями ;

  • «задовільно», неповна відповідь та незначні помилки ;

  • «незадовільно», незадовільна відповідь (не відповідає вимогам на «задовільно»).

Завдання на залікову контрольну роботу

Виконати синтез комбінаційного цифрового пристрою. При виконанні цього завдання для перемикальної логічної функції чотирьох змінних, яка задана (описана) таблицею істинності, необхідно виконати наступне:

  • записати булевий вираз, який відповідає заданій функції, у довершеній диз’юнктивній нормальній формі (ДДНФ) та у довершеній кон’юнктивній нормальній формі (ДКНФ).

  • провести мінімізацію функції із використанням діаграми Вєйча. Мінімізацію провести за одиницями та нулями з отриманням мінімальної ДНФ та мінімальної КНФ.

  • використовуючи теореми, закони та тотожності Булевої алгебри отримані мінімальні ДНФ та КНФ перетворити у булеві вирази, які можуть бути реалізовані у заданому у завданні базисі: І – НЕ чи АБО – НЕ.

  • реалізувати отримані вирази на логічних елементах заданого базису, використовуючи існуючі типові набори логічних елементів.

  • порівняти два варіанти схемної реалізації у заданому базисі після мінімізації за одиницями та нулями за кількістю використаних мікросхем і обрати одну реалізацію, яка потребує менше мікросхем.

  • зробити відповідні висновки.

Інформаційні ресурси

Методичні матеріали дисципліни «Електроніка та мікропроцесорна техніка – 1 Комп`ютерна електроніка» доступні для вільного скачування з мережного ресурсу ‘Електронний Кампус’ НТУУ ‘КПІ’.

Робочу програму навчальної дисципліни (Силабус):

Складено доцент, к.т.н., Новацький Анатолій Олександрович

Ухвалено кафедрою ІСТ (протокол № 1 від 27.08.2021 р.)

Погоджено Методичною комісією факультету (протокол № 1 від 02.09.2021 р.)

Додаток 1

Питання до заліку

  1. Поясніти принцип дії стабілітрону.

  2. Описати ідею керування ДПТ за допомогою ШІМ на тиристорах.

  3. Пояснити, як працює ГТІ на двох інверторах, привести часові діаграми роботи.

  4. Наведіть та поясніть вольт-амперну характеристику (ВАХ) р – n переходу.

  5. Пояснити застосування ТШ в якості порогового пристрою.

  6. Аналіз і синтез КЦП. Основні етапи синтезу КЦП. Приклад синтезу елемента “Мажоритарність” і його застосування.

  7. Назвіть та поясніть основні режими роботи БТ.

  8. Пояснити застосування ТШ в якості формувача імпульсів.

  9. Шифратори і дешифратори, основні схеми і принцип дії.

  10. Поясніть принцип дії польових транзисторів (ПТ) із затвором у вигляді p-n переходу та ізольованим затвором.

  11. Описати початковий стан чекаючого МВ на ІМС ОП при включенні живлення.

  12. Мультиплексори і демультиплексори, основні схеми, принцип дії і застосування.

  13. Наведіть та порівняйте ВАХ диністора та триністора.

  14. Вказати положення робочої точки ТК, закритого у вихідному стані.

  15. Суматори і напівсуматори, основні схеми, принцип дії і застосування.

  16. Чим відрізняються вентильний та фотодіодний режими роботи фотодіода.

  17. Вказати положення робочої точки ТК, відкритого в початковому стані.

  18. Цифрові компаратори, основні схеми, принцип дії і застосування.

  19. Поясніть умови оптимального узгодження джерела вхідного сигналу та навантаження з параметрами підсилювача.

  20. Довести, що в лінійній області передавальної характеристики ІМС ОП ΔU1 ≈ ΔU2 ≈ 0.

  21. Мінімізація логічних функцій. Пояснити алгебраїчний спосіб мінімізації ПФ.

  22. Дайте визначення та поясніть призначення зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах.

  23. Записати рівняння динаміки біполярного транзистора, включеного за схемою зі СЕ.

  24. Пояснити роботу і принцип дії пристрою контролю парності.

  25. Як змінюється фаза вхідної напруги у підсилювачі зі СК?

  26. Привести співвідношення потенціалів φк і φа діода для відкритого та закритого станів, якщо: а) φк > 0; φа > 0; б) φк < 0; φа < 0;

  27. Мінімізація логічних функцій. Пояснити використання для цього діаграм Вейча.

  28. Як побудувати лінію навантаження для БТ, який включений за схемою із СЕ?

  29. Назвати необхідну і достатню умову регенерації (виникнення стрибків) в імпульсних схемах.

  30. ПЦП. Тригери, класифікація тригерів.

  31. Що відбувається з фазою вхідної напруги підсилювача на БТ, який включений за схемою із СЕ? Відповідь поясніть.

  32. Описати роботу мікросхеми ЦАП К572ПА1.

  33. АЦП. Визначення АЦП, його призначення, особливості застосування.

  34. Дайте визначення операційному підсилювачу та опишіть його основні параметри.

  35. Описати роботу автоколивальних МВ на ІМС ОП. Пояснити схему і часові діаграми роботи. Вивести основні розрахункові співвідношення.

  36. Асинхронні RS-тригери, позначення і застосування. Привести і пояснити принципові схеми і таблиці істинності.

  37. Наведіть та поясніть передатну (амплітудну) характеристику ОП.

  38. Пояснити роботу чекаючого МВ на ІМС ОП. Описати схему та часові діаграми роботи. Вивести основні розрахункові співвідношення.

  39. АЦП К1113 ПВ1. Часові діаграми роботи.

  40. Які властивості має ОП, який охоплений від’ємним ЗЗ?

  41. АК з ДЗЗ (регенеративний компаратор). Описати схему та часові діаграми роботи. Вказати переваги і недоліки.

  42. Т-тригери, позначення і застосування. Привести і пояснити принципові схеми, таблиці істинності і часові діаграми роботи.

  43. Поясніть схему, основні параметри інвертуючого підсилювача на основі ІМС ОП.

  44. Навести приклади схем ФР, виконаних на дискретних елементах, описати їх роботу, використовуючи часові діаграми роботи.

  45. D-тригери, позначення і застосування. Привести і пояснити принципові схеми, таблиці істинності і часові діаграми роботи.

  46. Поясніть схему, основні параметри неінвертуючого підсилювача на основі ІМС ОП.

  47. Пояснити роздільний і рахунковий запуск в схемах тригерів.

  48. JK-тригери, позначення і застосування. Привести і пояснити принципові схеми, таблиці істинності і часові діаграми роботи.

  49. Наведіть та поясніть схеми повторювачів на основі ІМС ОП.

  50. Схема асинхронного RS - тригера на БТ. Вихідний стан схеми при включенні живлення. Баланс фаз і баланс амплітуд і їх вплив на роботу тригера.

  51. Регістри, їхнє призначення і застосування. Паралельні регістри. Привести схеми і пояснити їхню роботу.

  52. Поясніть схему, основні параметри диференціатора та інтегратора на основі ІМС ОП.

  53. Пояснити принцип дії електронних ключів на тиристорах. Описати схему, характеристики та застосування.

  54. Регістри, їхнє призначення і застосування. Послідовні зсуваючи регістри. Привести і пояснити схеми і часові діаграми роботи.

  55. Дайте визначення та поясніть призначення підсилювача потужності (ПП).

  56. Описати роботу ТК на польовому МОН-транзисторі. Спрощена структура, характеристики, особливості застосування та властивості МОН - польового транзистора.

  57. Регістри, їхнє призначення і застосування. Послідовно-паралельні і паралельно-послідовні регістри.

  58. Поясніть особливості побудови безтрансформаторних ПП.

  59. Описати схему ТК з прискорюючим конденсатором і пояснити часові діаграми роботи.

  60. Лічильники. Призначення, застосування і класифікація.

  61. Дайте визначення електричному фільтру. Загальна характеристика. Види і типи.

  62. Проаналізувати роботу ТК, відкритого в початковому стані.

  63. Асинхронний двійковий лічильник, що підсумовує, з послідовним перенесенням. Пояснити схему, часові діаграми і таблицю, що показує його роботу.

  64. Опишіть принцип побудови і роботи генератора синусоїдальних коливань (ГСК).

  65. Проаналізувати роботу ТК, закритого у вихідному стані.

  66. Асинхронний двійковий лічильник, що віднімає, із послідовним переносом. Пояснити схему і таблицю, що показує його роботу.

  67. Назвіть та поясніть умови збудження RC-автогенератора.

  68. Пояснити принцип дії транзисторного ключа на n-p-n біполярному транзисторі, який керується різнополярними імпульсами.

  69. Асинхронні реверсивні двійкові лічильники з послідовним перенесенням. Пояснити роботу схем.

  70. Наведіть схему та поясніть роботу ГСК на основі операційного підсилювача та моста Віна.

  71. Пояснити роботу біполярного транзистора в ключовому режимі.

  72. Синхронний лічильник з наскрізним перенесенням. Пояснити роботу схем.

  73. Дайте визначення джерелам живлення електричних схем. Їх види.

  74. Біполярний транзистор. Спрощена структура. Схема зі СЕ. Статичні і динамічні характеристики. Робоча точка. Області. Режими роботи.

  75. Логічні елементи з відкритим колектором. Пояснити їхні переваги і застосування.

  76. Дайте визначення напівпровідниковому діоду (НД). Принцип роботи. Види і типи НД.

  77. Описати часові діаграми роботи двосторонніх обмежувачів амплітуди на паралельних ДК при подачі на вхід синусоїдальної напруги.

  78. Десяткові лічильники. Пояснити роботу схем.

  79. Які процеси називають: рекомбінацією, інжекцією та екстракцією?

  80. Описати послідовні діодні ключі при Uпор ≠ 0. Схеми. Передавальні характеристики. Співвідношення елементів схеми.

  81. Опишіть логічні елементи із третім станом, їхнє призначення, принцип дії.

  82. Чим відрізняються біполярні та уніполярні транзистори?

  83. Пояснити роботу паралельних ДК при Uпор ≠ 0. Передавальні характеристики. Співвідношення елементів схеми.

  84. Дільники частоти. Привести схеми і пояснити принцип дії.

  85. Поясніть роботу БТ в активному режимі.

  86. Пояснити роботу пасивного ІК при подачі на вхід послідовності ідеальних прямокутних імпульсів.

  87. АЦП послідовного наближення. Структурна схема, принцип дії.

  88. Способи керування тиристорами.

  89. Для ДК, на вхід якого надходять трапецеїдальні імпульси, вказати таке співвідношення tзр, tф, tі і τдиф, при якому коло стає перехідним (прохідним). Поясніть цей факт.

  90. Розподілювачі. Привести схему і пояснити часові діаграми роботи.

  91. Дайте визначення підсилювача електричних сигналів.

  92. Пояснити роботу пасивного ДК при подачі на вхід трапецеїдальних імпульсів в залежності від співвідношення tзр, tф, tі і τдиф.

  93. Особливості включення АЦП до мікропроцесорної системи.

  94. Назвіть та поясніть основні технічні параметри підсилювачів.

  95. Пояснити роботу пасивного ДК при подачі на вхід ідеальних прямокутних імпульсів в залежності від співвідношення tі і τдиф.

  96. Синхронні RS-тригери, позначення і застосування. Привести і пояснити принципові схеми і таблиці істинності.

  97. Наведіть та поясніть види спотворень у підсилювачах.

  98. Провести аналіз процесів, що відбуваються в пасивному ДК. Описати часові діаграми роботи.

  99. Назвіть та опишіть логічні елементи, що реалізують основні логічні функції.

  100. Як впливають ЗЗ на основні параметри підсилювачів?

  101. Описати приклад використання ТШ в якості формувача імпульсів при подачі на вхід напруги довільної форми, наприклад, синусоїдальної.

  102. Привести позначення і БВ логічної функції І (кон`юнктор). Пояснити принципову схему, таблицю істинності і застосування.

  103. Назвіть основні типи кіл ЗЗ у підсилювачах.

  104. Дати загальну характеристику несиметричним тригерам (тригери Шмітта). Вказати призначення та застосування.

  105. Пояснити мінімізацію ПФ з використанням карт Карно.

  106. Поясніть відмінність структури МП-ра від структури МК-ра.

  107. Наведіть приклади структур гіпотетичних МПС та опишіть їх.

  108. Поясніть терміни: довжина слова даних; кількість адресованих комірок пам’яті; швидкодія МП-ра / МК-ра.

  109. Наведіть модульну структуру МПС та поясніть її.

  110. Наведіть структуру модуля МП-ра та дайте відповідні пояснення.

  111. Дайте характеристику СШ МПС.

  112. Наведіть структуру МП-ра i8086 та поясніть її.

  113. Поясніть призначення та наведіть приклади використання модулів АЦП-ЦАП у МПС.

  114. Призначення ПВЗ у МПС.

  115. Розрахунок АЦП: абсолютна, відносна похибки квантування за рівнем; крок квантування за часом.

  116. Розрахунок АЦП на базі мікросхеми К1113ПВ1: похибки; коефіцієнт передачі; максимальна вихідна напруга в залежності від входів АЦП, які використовуються; максимальна частота перетворення.

  117. Наведіть та поясніть часові діаграми роботи АЦП К1113ПВ1.

  118. Наведіть та поясніть структури: АЦП MAX154; ЦАП MAX506, ЦАП К572ПА1.

  119. Поясніть передатну характеристику АЦП MAX154.

  120. Розрахунок параметрів ЦАП на базі мікросхем К572ПА1 та MAX506: коефіцієнт передачі; Uвих.max та Uвих.

  121. Загальна характеристика мікроконтролерів сімейства AVR

  122. Загальна характеристика AVR‑мікроконтролерів сімейства Mega

  123. Архітектура ядра

  124. Структура типового Mega AVR-мікроконтролера

  125. Організація пам’яті AVR-мікроконтролерів сімейства Classic

  126. Пам’ять програм

  127. Пам’ять даних

  128. Статичний ОЗП

  129. Стек

  130. Організація пам’яті AVR-мікроконтролерів сімейства Mega

  131. Пам’ять програм

  132. Пам'ять даних

  133. Статичний ОЗП (СОЗП)

  134. Регістри загального призначення

  135. Регістри введення/виведення

  136. Використання зовнішнього ОЗП

  137. Енергонезалежна пам'ять даних (EEPROM)

  138. Послідовність розробки керуючої програми

  139. Мова асемблера

  140. Програмна модель та її опис

  141. Регістри загального призначення

  142. Регістри введення/виведення

  143. Лічильник команд і виконання програми

  144. Функціонування конвеєра

  145. Затримки в конвеєрі

  146. Лічильник команд

  147. Команди типу «перевірка/пропуск»

  148. Команди умовного переходу

  149. Команди безумовного переходу

  150. Команди виклику підпрограм

  151. Команди повернення з підпрограм

  152. Способи адресації операндів

  153. Неявна адресація

  154. Безпосередня адресація

  155. Пряма адресація

  156. Пряма адресація одного регістра загального призначення

  157. Пряма адресація двох регістрів загального призначення

  158. Пряма адресація регіста введення/виведення

  159. Пряма адресація статичної пам’яті даних (СПД)

  160. Непряма адресація

  161. Проста непряма адресація

  162. Відносна непряма адресація

  163. Непряма адресація з попереднім декрементом (переддекрементом)

  164. Непряма адресація з наступним інкрементом (постінкрементом)

  165. Непряма адресація пам’яті програм

  166. Непряма адресація констант в пам’яті програм

  167. Відносна адресація пам’яті програм

  168. Загальна характеристика команд

  169. Мнемоніка команди та мнемокод

  170. Код операції команди

  171. Машинний код команди

  172. Операнди

  173. Типи (формати) команд

  174. Типи (формати) даних

  175. Довжина команд у байтах та їх розміщення у пам'яті програм

  176. Вплив команд на прапорці

  177. Час виконання команд

  178. Базовий набір команд мікроконтролера

  179. Команди логічних операцій

  180. Команди арифметичних операцій і команди зсуву

  181. Команди операцій з бітами

  182. Команди пересилання даних

  183. Команди передачі керування

  184. Команди керування мікроконтролером

  185. Самопрограмування AVR-мікроконтролерів

  186. Призначення та місце пристроїв введення/виведення даних у мікропроцесорних системах

  187. Паралельне та послідовне введення/виведення

  188. Порти введення/виведення мікроконтролерів сімейства AVR

  189. 16-розрядні таймери/лічильники

  190. Звернення до 16-розрядних регістрів

  191. Керування тактовим сигналом

  192. Режими роботи

  193. Режим Normal

  194. Режим «Скидання за збігом» (Chop on Timer Coincidence)

  195. Режим «Швидкодіючий ШІМ» (Fast PWM)

  196. Режим «ШІМ з корекцією фази» (Phase Correct PWM)

  197. Режим «ШІМ з корекцією фази та частоти» (Phase and Frequency Correct PWM)

  198. Вартовий таймер