КОМП’ЮТЕРНА ЕЛЕКТРОНІКА ТА МІКРОПРОЦЕСОРНІ СИСТЕМИ - СИЛАБУС НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ

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 Професійна підготовка
Форма навчання очна(денна)/заочна/дистанційна
Рік підготовки, семестр 2 курс, весняний семестр
Обсяг дисципліни 120 годин (36 годин – Лекції, 18 годин – Лабораторні, 66 годин – СРС)
Семестровий контроль/ контрольні заходи Залік/залікова робота
Розклад занять http://rozklad.kpi.ua/Schedules/ScheduleGroupSelection.aspx
Мова викладання Українська
Інформація про
керівника курсу / викладачів

Лектор: доцент, 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.

Метою навчальної дисципліни є формування та закріплення у студентів наступних компетентностей: (КС3) здатність до проектування, розробки, налагодження та вдосконалення системного, комунікаційного та програмно-апаратного забезпечення інформаційних систем та технологій, Інтернету речей (IoT), комп’ютерно-інтегрованих систем та системної мережної структури, управління ними; (КС4) здатність проектувати, розробляти та використовувати засоби реалізації інформаційних систем, технологій та інфокомунікацій (методичні, інформаційні, алгоритмічні, технічні, програмні та інші); (КС16) здатність розробляти структури робототехнічних систем та проектувати функціональні пристрої роботів та робототехнологічних комплексів при розробці функціональних профілів, побудові та інтеграції систем, продуктів, сервісів і елементів інфраструктури організації; (КС20) здатність використовувати знання основ електроніки і мікросхемотехніки, сучасної елементної бази при проектуванні мікропроцесорних пристроїв робототехнічних систем.

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

Програмні результати навчання, на формування та покращення яких спрямована дисципліна: (ПРН7) обґрунтовувати вибір технічної структури та розробляти відповідне програмне забезпечення, що входить до складу інформаційних систем та технологій; (ПРН16) знати основи електроніки та мікросхемотехніки, сучасні архітектури мікропроцесорних систем, комп’ютерних систем та мереж.

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; операційні системи; теорія алгоритмів; комп’ютерні мережі; фізика.

Пререквізити: вміти користуватися комп’ютером, знати архітектуру обчислювальної машини.

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

Тема 1.1. Напівпровідникові діоди

Тема 1.2. Транзистори

Тема 1.3. Тиристори

Тема 1.4. Оптоелектронні пристрої

Тема 1.5. Електронні підсилювачі

Тема 1.6. Електричні фільтри

Тема 1.7. Генератори синусоїдальних коливань

Тема 1.8. Джерела живлення електронних схем

Розділ 2. Імпульсна електроніка

Тема 2.1. Формувачі імпульсів

Тема 2.2. Електронні ключі

Тема 2.3. Обмежувачі напруги

Тема 2.4. Тригери

Тема 2.5. Аналогові компаратори

Тема 2.6. Схеми формування рівнів

Тема 2.7. Генератори імпульсів

Розділ 3. Цифрова електроніка

Тема 3.1. Основні поняття комп’ютерної електроніки

Тема 3.2. Математичний апарат цифрової електроніки

Тема 3.3. Комбінаційні цифрові пристрої

Тема 3.4. Послідовні цифрові електронні пристрої

Тема 3.5. Аналого-цифрові перетворювачі. Цифро-аналогові перетворювачi

Розділ 4. Характеристика мікропроцесорних систем

Тема 4.1. Основні поняття мікропроцесорної техніки

Тема 4.2. Системи числення та коди

Тема 4.3. Двійкова арифметика

Тема 4.4. Структурна та функціональна схеми типової мікропроцесорної системи керування

Тема 4.5. Модульна структура мікропроцесорної системи

Тема 4.6. Структурні схеми типового мікропроцесора та мікроконтролера

Тема 4.7. Особливості архітектури восьмирозрядних мікроконтролерів

Тема 4.8. Організація пам’яті мікропроцесорних систем

Розділ 5. Програмування мікропроцесорних систем

Тема 5.1. Програмна модель мікропроцесора/мікроконтролера

Тема 5.2. Характеристика команд мікропроцесора/мікроконтролера

Тема 5.3. Cпособи адресації операндів

Тема 5.4. Команди мікропроцесора/мікроконтролера

Розділ 6. Периферійні модулі мікроконтролерів

Тема 6.1. Організація підсистеми переривань

Тема 6.2. Формування інтервалів часу та підрахунок зовнішніх подій

Тема 6.3. Паралельні порти введення/виведення

Тема 6.4. Універсальний синхронно/асинхронний програмований інтерфейс

Розділ 7. Зв’язок МП та МК з аналоговим об’єктом керування, модемом та іншими мікроконтролерами в мережі

Тема 7.1. Модуль АЦП мікроконтролерів

Тема 7.2. Модуль ЦАП мікроконтролерів

Тема 7.3. Зв’язок мікропроцесорів/мікроконтролерів з модемом

Тема 7.4. Мікроконтролерні мережі

Розділ 8. Спеціальні режими роботи мікроконтролера

Тема 8.1. Тактування AVR-мікроконтролерів

Тема 8.2. Режими зниженого енергоспоживання

Тема 8.3. Скидання

Тема 8.4. Самопрограмування AVR-мікроконтролерів

Тема 8.5. Аналоговий компаратор

Лабораторні заняття

1. Біполярні та польові транзистори.

2. Операційні підсилювачі.

3. Діодні та транзисторні ключі.

4. Імпульсні тригери, аналогові компаратори та схеми формування рівнів.

5. Комбінаційні цифрові електронні пристрої.

6 . Послідовні цифрові електронні пристрої.

7. Універсальний асинхронний приймач-передавач.

8. Аналого-цифровий перетворювач та цифровий вольтметр.

9. Пристрій керування двигуном постійного струму.

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. – Електронні текстові дані (1 файл: 80.9 Мбайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2018. – 468 с.

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

    Ч. 1. Мікропроцесорні системи [Електронний ресурс] /А. О. Новацький. – Електронні текстові дані (1 файл: 43,8 Мбайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, Вид-во «Політехніка», 2019. – 367 с.

  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, 2020. – 460 с.

  1. 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.

  2. Проектування вбудованих систем: Лабораторний практикум [Електронний

    ресурс] : навч. посіб. для студ. освітньої програми «Інтегровані інформаційні системи» спеціальності 126 «Інформаційні системи та технології» / А.О. Новацький, В.М. Шимкович; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові дані (1 файл: 40,85 Кбайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022. – 463 с.

  3. 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. – 416 с.

  1. 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.

  2. Гніліцький В. В. Аналогова електроніка : навч. посіб. /

    В. В. Гніліцький, Є. С. Купкін, А. О. Новацький. – Житомир : ЖДТУ, 2012.

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

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

Навчальний контент

  1. **Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього

    компонента)**

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. Напівпровідникові діоди

Тема 1.2. Транзистори

Лекція 1. Напівпровідникові діоди. Транзистори.

Електронно-дірковий перехід. Зворотне включення p-n-переходу. Пряме та зворотне включення p-n-переходу. Вольт-амперна характеристика p-n-переходу. Випрямні діоди. Стабілітрони. Біполярні транзистори. Принципи роботи. Схеми включення біполярних транзисторів. Статичні вольт-амперні характеристики (ВАХ) транзистора. Робота транзистора з навантаженням. Режими роботи транзистора. Польові транзистори із затвором у вигляді p-n-переходу та МДН/МОН польові транзистори. Принцип роботи. Основні властивості та застосування польових транзисторів.

Література: [1; 6]

Завдання для СРС. Фізичні основи електронних напівпровідникових пристроїв. Пробій p-n-переходу. Температурні та частотні властивості p-n-переходу. Електричні параметри біполярного транзистора. Література: [1; 6]
2

Тема 1.3. Тиристори

Тема 1.4. Оптоелектронні пристрої

Лекція 2. Тиристори. Оптоелектронні пристрої.

Тиристори, які не керуються та які керуються. Тиристори, які не запираються та запираються. Симістори. Будова та принцип роботи. Елементи оптоелектроніки. Джерела та приймачі оптичного випромінювання. Фоторезистори. Фотодіоди. Фототранзистори. Фототиристори. Оптрони.

Література: [1; 6]

Завдання для СРС. Мікроелектроніка. Основні поняття.

Література: [1; 6]
3

Тема 1.5. Електронні підсилювачі

Тема 1.6. Електричні фільтри

Тема 1.7. Генератори синусоїдальних коливань

Тема 1.8. Джерела живлення електронних схем

Лекція 3. Підсилювачі змінного та постійного струму. Електричні фільтри. Генератори. Джерела живлення.

Підсилювачі змінного та постійного струму. Операційні підсилювачі (ОП). Принцип роботи. ОП зі входом, який інвертує, який не інвертує та з диференціальним входом. ОП, який підсумовує, диференціює, інтегрує, масштабує. Підсилювачі потужності. Активні фільтри нижніх, верхніх частот та смугові фільтри. Генератори синусоїдальних коливань. Частотно-селективні чотириполюсники. RC-автогенератори із поворотом та без повороту фази. Джерела живлення електричних схем. Батарейки та акумулятори. Джерела живлення від мережі змінного струму. Імпульсні джерела живлення.

Література: [1; 6].

Завдання для СРС. Операційний підсилювач, який логарифмує та антилогарифмує. Частотно-селективні RC-чотириполюсники. Компенсаційні стабілізатори постійної напруги. Стабілізатори в інтегральному виконанні.

Література: [1;6]
4

Розділ 2. Імпульсна електроніка

Тема 2.1. Формувачі імпульсів

Тема 2.2. Електронні ключі

Тема 2.3. Обмежувачі напруги

Лекція 4. Формувачі імпульсів. діодні, тиристорні та транзисторні ключі. Обмежувачі напруги.

Формувачі імпульсів. Диференціюючі та інтегруючі кола. Послідовні та паралельні діодні ключи. Транзисторні ключі (ТК). ТК відкритий або закритий у вихідному стані. ТК з прискорюючим конденсатором та від’ємним зворотним зв’язком. Тиристорні ключі. Обмежувачі напруги. Схеми, аналіз, основні параметри.

Література: [1; 6]

Завдання для СРС. Розрахунок діодних ключів. Розрахунок транзисторного ключа із ключа з прискорюючим конденсатором. Моделювання обмежувачів напруги.

Література: [1; 6]
5

Тема 2.4. Тригери

Тема 2.5. Аналогові компаратори

Тема 2.6. Схеми формування рівнів

Лекція 5. Тригери. Аналогові компаратори. Схеми формування рівнів.

Тригери на дискретних компонентах. Симетричні тригери. Принцип роботи та способи запуску. Несиметричні тригери (тригери Шмiтта). Тригери Шмітта на інтегральних мікросхемах операційних підсилювачів (ІМС ОП). Аналогові компаратори. Аналогові компаратори для порівняння однополярних та різнополярних напруг. Регенеративний компаратор. Схеми формування рівнів. Симетричні та несиметричні тригери. Визначення, схеми, аналіз, часові діаграми роботи, основні параметри, способи запуска (переключення), розрахунок, застосування. Аналогові компаратори. Визначення, схеми, аналіз, часові діаграми роботи, розрахунок, основні параметри, застосування. Схеми формування рівнів

Література: [1; 6]

Завдання для СРС. Розрахунок тригерів Шмiтта та регенеративного компаратора.

Література: [1; 6]
6

Тема 2.7. Генератори імпульсів

Лекція 6. Генератори імпульсів.

Автоколивальний мультивібратор. Мультивібратор, що чекає. Генератор напруги, що змінюється лінійно, на біполярному транзисторі. Генератор напруги, що змінюється лінійно, на ІМС ОП, що чекає. Автоколивальний генератор напруги, що змінюється лінійно, на ІМС ОП. Визначення, схеми, аналіз, часові діаграми роботи.

Література: [1; 7]

Завдання для СРС. Розрахунок мультивібраторів та генераторів напруги, що змінюється лінійно, на ІМС ОП. Приклад застосування генераторів напруги, що змінюється лінійно.

Література: [1; 7]
7

Розділ 3. Цифрова електроніка

Тема 3.1. Основні поняття комп’ютерної електроніки

Тема 3.2. Математичний апарат цифрової електроніки

Лекція 7. Основні поняття комп’ютерної електроніки. Застосування БУЛЕВОЇ АЛГЕБРИ під час аналізу і синтезу цеп. основні типи логічних елементів. Реалізація логічних функцій в різних базисах. Параметри і характеристики цифрових інтегральних мікросхем.

Дискретизація (квантування) аналогових сигналів. Розрахунок АЦП. Застосування алгебри логіки (булевої алгебри) при аналізі і синтезі цифрових електронних пристроїв (ЦЕП). Мінімізація логічних функцій. Основні типи логічних елементів. Інвертор (логічний елемент НЕ). Конюнктор (логічний елемент І). Дизюнктор (логічний елемент АБО). Повторювач. Логічний елемент I-НЕ. Логічний елемент АБО-НЕ. Виключне АБО. Додавання за модулем два (непарність). Додавання за модулем два із запереченням (парність). Еквівалентність. Нееквівалентність. Логічний елемент I-АБО-НЕ. Логічний елемент «Заборона». Логічні елементи з відкритим колектором. Логічні елементи з третім станом. Базисні набори ЛЕ і їх взаємозв'язок. Реалізація логічних функцій у різних базисах. Реалізація елементів: «Рівнозначність», «Нерівнозначність» та «Заборона». Реалізація багатолітерних логічних функцій на елементах з невеликою кількістю входів.

Література: [1; 7]

Завдання для СРС. Приклади мінімізації ПФ із використанням алгебраїчного та графічного способів. Основні технології виготовлення ЛЕ. Основні параметри та характеристики ЦЕП.

Література: [1; 7]
8

Тема 3.3. Комбінаційні цифрові пристрої

Лекція 8. Комбінаційні цифрові пристрої.

Аналіз і синтез КЦП. Типові КЦП: шифратори двійкового коду; шифратори двійково-десяткового коду; дешифратори двійкового коду; дешифратори BCD-коду у семисегментний код; семисегментні індикатори на світлодіодах; мультиплексори; демультиплексори; мультиплексори-селектори (мультиплексори-демультиплексори); суматори і напівсуматори; пристрої контролю парності (ПКП); цифрові компаратори; проектування КЦП на програмованих логічних інтегральних схемах (ПЛІС). Призначення, схемна реалізація, особливості застосування, практична реалізація. Генератори тактових імпульсів на логічних елементах.

Література: [1; 7]

Завдання для СРС. Проектування КЦЕП на мультиплексорах, дешифраторах та ПЗП.

Література: [1; 7]
9

Тема 3.4. Послідовні цифрові електронні пристрої

Лекція 9. Послідовні цифрові електронні пристрої.

Тригери на логічних елементах: асинхронні RS-тригери; синхронні RS-тригери; Т-тригери (тригери з рахунковим входом); D-тригери (тригери затримки); JK-тригери; регістри; паралельні регістри; послідовні регістри; регістри зсуву; послідовно-паралельні і паралельно-послідовні регістри. Лічильники. Подільники частоти. Розподілювачі. Загальна характеристика, схемна реалізація, часові діаграми роботи, застосування, практична реалізація.

Література: [1; 2]

Завдання для СРС. Реалізація тригерів, регістрів, лічильників та подільників частоти на інтегральних мікросхемах.

Література: [1; 2]
10

Тема 3.5. Аналого-цифрові та цифро-аналогові перетворювачі

Лекція 10. Аналого-цифровi перетворювачi. Цифро-аналогові перетворювачі.

Призначення та види АЦП. Розрахунок АЦП. Пристрiй вибiрки i зберiгання (ПВЗ). Обгрунтування необхiдностi застосування ПВЗ. Призначення та схема включення ПВЗ. АЦП послiдовного наближення. Мікросхема АЦП AD571. Опис мікросхеми AD571. Розрахунок АЦП на базі мікросхеми AD571. Паралельно–послідовний АЦП. Опис мікросхеми АЦП МАХ154. Розрахунок АЦП на базі мікросхеми МАХ154

Загальні відомості про цифро-аналогові перетворювачі. Опис роботи і розрахунок цифро-аналогових перетворювачів на основі резисторної матриці R-2R з підсумовуванням струмів та з підсумовуванням напруг. Цифро-аналоговий перетворювач на мікросхемі AD7520. Опис роботи і розрахунок цифро-аналогового перетворювача на мікросхемі MAX506.

Література: [1; 2]

Завдання для СРС. Опис роботи та розрахунок паралельного 4-х розрядного АЦП.

Паралельний цифро-аналоговий перетворювач на конденсаторах, що переключаються. Послідовний цифро-аналоговий перетворювач на конденсаторах, що переключаються. Розрахунок та застосування.

Література: [1; 2]
11

Розділ 4. Характеристика мікропроцесорних систем

Тема 4.1. Основні поняття мікропроцесорної техніки

Тема 4.2. Системи числення та коди

Тема 4.3. Двійкова арифметика

Тема 4.4. Структурна та функціональна схеми типової мікропроцесорної системи керування

Тема 4.5. Модульна структура мікропроцесорної системи

Тема 4.6. Структурні схеми типового мікропроцесора та мікроконтролера

Тема 4.7. Особливості архітектури восьмирозрядних мікроконтролерів

Лекція 11. Основні поняття мікропроцесорної техніки. Електричні схеми: мікропроцесорної системи, мікропроцесора та мікроконтролера.

Системи числення, коди та двійкова арифметика. Основні характеристики МП і МК Структурна схема типової локальної мікроконтролерної системи керування. Функціональна схема гіпотетичної мікропроцесорної системи керування та її опис. Схема алгоритму роботи системи. Модульна структура МПС. Структурні схеми типового мікропроцесора та мікроконтролера. Їх порівняльна характеристика.

Література: [2…5]

Завдання для СРС. Приклади схемної реалізації окремих модулів типової локальної мікроконтролерної системи керування. Функціональна схема модуля шістнадцятирозрядного мікропроцесора. Підключення МП до системної шини МПС. Розвиток мікроконтролерів сімейства AVR. Література: [2…5]
12

Тема 4.8. Організація пам’яті мікропроцесорних систем

Лекція 12. Організація пам’яті мікропроцесорних систем.

Організація пам’яті мікропроцесорних систем. Призначення та місце модуля пам’яті в МПС. Класифікація пам’яті. Основні характеристики пам’яті. Фізична та логічна організація пам’яті. Особливості проектування пам’яті великого об’єму. Призначення та організація стека. Режим прямого доступу до пам’яті. Організація пам’яті МПС на основі 8-розрядного МК.

Література: [2…5]

Завдання на СРС. Організація пам’яті МПС на основі 16-розрядного МК типу і8086.

Особливості мови асемблера при написанні керувальних програм для мікроконтролерів сімейства AVR. Приклади команд 16-розрядного МП, в яких використовуються відповідні способи адресації.

Література: [2…5]
13

Розділ 5. Програмування мікропроцесорних систем

Тема 5.1. Програмна модель мікропроцесора та мікроконтролера

Тема 5.2. Характеристика команд мікропроцесорів та мікроконтролерів

Тема 5.3. Способи адресації операндів

Тема 5.4. Команди мікропроцесорів/мікроконтролерів

Лекція 13. Програмування мікропроцесорних систем.

Команди мікропроцесорів та мікроконтролерів. Базовий набір команд восьмирозрядного мікроконтролера сім’ї AVR. Нові команди.

Місце керувальної програми у роботі МПС. Послідовність розробки робочої керувальної програми. Програмна модель мікропроцесора та мікроконтролера. Характеристика команд мікропроцесорів та мікроконтролерів. Способи адресації операндів шістнадцятирозрядного мікропроцесора та восьмирозрядного мікроконтролера.

Команди МП/МК. Команди мікроконтролера: передачі даних; арифметичні; логічні; порівняння; зсувів; роботи з окремими бітами; переходів; виклику та повернення із підпрограм; керування процесором. Нові команди.

Література: [2…5]

Завдання на СРС. Команди 16-розрядного мікропроцесора. Детальний опис окремих команд AVR-мікроконтролера.

Література: [2…5]
14

Розділ 6. Периферійні модулі мікроконтролерів

Тема 6.1. Організація підсистеми переривань

Тема 6.2. Формування інтервалів часу та підрахунок зовнішніх подій

Лекція 14. Організація підсистеми переривань. Формування інтервалів часу та підрахунок зовнішніх подій.

Організація підсистеми переривань мікропроцесора. Види переривань. Особливості обробки зовнішніх переривань. Маскування переривань. Призначення пріоритетів переривань. Визначення адреси підпрограми обробки переривання. Організація підсистеми переривань мікроконтролера. Таблиця векторів переривань. Обробка переривань. Зовнішні та внутрішні переривання AVR-мікроконтролерів.

Способи формування інтервалів часу та підрахунок зовнішніх подій у МПС та їх порівняльна характеристика. Таймери/лічильники мікроконтролерів. Модуль таймерів AVR-мікроконтролерів. Структурна схема 16-розрядних таймерів/лічильників Т1, Т3…T5. Керування тактовим сигналом. Режими роботи таймерів/лічильників. Програмування таймерів/лічильників. Особливості режиму підрахунку зовнішніх подій.

Література: [2…5]

Завдання на СРС. Особливості використання модуля переривань у мікроконтролерах Xmega. Восьмирозрядні таймери/лічильники AVR-мікроконтролерів. Структурна схема блоку захоплення AVR-мікроконтролерів. Застосування для формування інтервалів часу мікросхеми програмованого таймера i8253. Моделювання модуля таймера AVR-мікроконтролера для керування двигуном постійного струму.

Література: [2…5]
15

Тема 6.3. Паралельні порти введення/виведення

Тема 6.4. Універсальний послідовний синхронно/асинхронний програмований інтерфейс

Лекція 15. Організація обміну даними в МПС.

Призначення та місце пристроїв введення/виведення даних у мікропроцесорних системах. Способи обміну даними між зовнішніми пристроями
і мікропроцесорною системою. Паралельне та послідовне введення/виведення. Порти введення/виведення мікроконтролерів сімейства AVR. Універсальний послідовний синхронно/асинхронний програмований інтерфейс. Загальна характеристика інтерфейсу. Структура. Особливості застосування. Мультипроцесорний режим роботи.

Література: [2…5]

Завдання на СРС. Адресація пристроїв введення/виведення. Підключення ПВВ до системної шини та зовнішніх пристроїв. Апаратний модулятор. Робота модуля УСАПП (USART) в режимі MSPI. Розрахунок швидкості передачі інформації, тривалості одного біта та часу передачі одного байту інтерфейсом USART. Моделювання модуля УСАПП в пакеті PROTEUS.

Література: [2…5]
16

Розділ 7. Зв’язок МП та МК з аналоговим об’єктом керування, модемом та іншими мікроконтролерами

Тема 7.1. Модуль АЦП мікроконтролерів

Тема 7.2. Модуль ЦАП мікроконтролерів

Тема 7.3. Зв’язок мікропроцесорів/мікроконтролерів з модемом

Лекція 16. Зв’язок мікропроцесорів/мікроконтролерів з аналоговим об’єктом керування та модемом.

Особливості введення/виведення аналогової інформації в МПС. Застосування АЦП і ПВЗ під час введення аналогової інформації у МПС. Особливості архітектури модулів АЦП в складі AVR-мікроконтролерів. Функціональна схема модуля. Програмування модуля. Формування тактового сигналу. Часові діаграми роботи. Режими роботи. Збереження результату перетворення. Модуль ЦАП мікропроцесорних систем. Розрахунок основних параметрів ЦАП.

Література: [2…5]

Завдання на СРС. Керування вхідним мультиплексором АЦП. Розрахунок АЦП-ЦАП. Особливості архітектури модуля ЦАП в складі AVR-мікроконтролерів XMega.

Моделювання модуля АЦП та цифрового вольтметру у складі мікроконтролера AТmega32.

Література: [2…5]
17

Тема 7.4. Мікроконтролерні мережі

Лекція 17. Мікроконтролерні мережі.

Обмін інформацією між МП/МК і модемом. Структурна схема інтерфейсу RS-485. Формат даних інтерфейсу RS-485. Пристрій перетворення рівнів. Роз’єм RS-485. Мікроконтролерні мережі.

Література: [2…5]

Завдання на СРС. Програмування інтерфейсу RS-485. Мікроконтролерні мережі на базі інтерфейсів SPI та TWI.

Література: [2…5]
18

Розділ 8. Спеціальні режими роботи мікроконтролера

Тема 7.4. Мікроконтролерні мережі

Тема 8.1. Тактування AVR-мікроконтролерів

Тема 8.2. Режими зниженого енергоспоживання

Тема 8.3. Скидання

Тема 8.4. Самопрограмування AVR-мікроконтролерів

Тема 8.5. Аналоговий компаратор

Лекція 18. Мікроконтролерні мережі. Спеціальні режими роботи мікроконтролера.

Мережа на основі інтерфейсу I2C (TWI). Особливості архітектури інтерфейсу I2C. Тактування AVR-мікроконтролерів. Режими зниженого енергоспоживання. Скидання мікроконтролерів. Самопрограмування AVR-мікроконтролерів. Аналоговий компаратор

Література: [2…5]

Завдання на СРС. Керування режимом самопрограмування.

Література: [2…5]

Лабораторні заняття

№ з/п Назва лабораторної роботи (комп’ютерного практикуму) Кількість ауд. годин
1

Дослідження біполярних та польових транзисторів.

Мета роботи – виконати моделювання схем біполярних та польових транзисторів згідно посібника, порівняти практичні результати з теоретичними.

 2
2

Дослідження операційних підсилювачів.

Мета роботи – виконати моделювання схем операційних підсилювачів згідно посібника, порівняти практичні результати з теоретичними.

 2
3

Дослідження діодних та транзисторних ключів.

Мета роботи – виконати моделювання схем діодних та транзисторних ключів згідно посібника, порівняти практичні результати з теоретичними.

 2
4

Дослідження імпульсних тригерів, аналогових компараторів та схем формування рівнів.

Мета роботи – виконати моделювання схем імпульсних тригерів, аналогових компараторів та схем формування рівнів згідно посібника, порівняти практичні результати з теоретичними.

 2
5

Дослідження КЦЕП.

Мета роботи – виконати моделювання схем комбінаційних цифрових електроних пристроїв згідно посібника, порівняти практичні результати з теоретичними.

 2
6

Дослідження ПЦЕП.

Мета роботи – виконати моделювання схем послідовних цифрових електроних пристроїв згідно посібника, порівняти практичні результати з теоретичними.

 2
7

Моделювання УСАПП.

Мета роботи – виконати моделювання схем УСАПП згідно посібника, порівняти практичні результати з теоретичними.

 2
8

Моделювання аналого-цифрового перетворювача та цифрового вольтметра.

Мета роботи – виконати моделювання схем аналого-цифрового перетворювача та цифрового вольтметра згідно посібника, порівняти практичні результати з теоретичними.

 2
9

Моделювання пристрою керування двигуном постійного струму.

Мета роботи – виконати моделювання пристрою керування двигуном постійного струму згідно посібника, порівняти практичні результати з теоретичними.

 2

Самостійна робота студента/аспіранта

Очна форма

№ з/п Назва теми, що виноситься на самостійне опрацювання Кількість годин СРС
1 1
2 Тема 1.1. Напівпровідникові діоди 1
3 Тема 1.2. Транзистори 1
4 Тема 1.3. Тиристори 1
5 Тема 1.4. Оптоелектронні пристрої 1
6 Тема 1.5. Електронні підсилювачі 2
7 Тема 1.6. Електричні фільтри 1
8 Тема 1.7. Генератори синусоїдальних коливань 1
9 Тема.1.8. Джерела живлення електронних схем 1
10 Тема 2.1. Формувачі імпульсів 1
11 Тема 2.2. Електронні ключі 2
12 Тема 2.4. Імпульсні тригери 1
13 Тема 2.5. Аналогові компаратори 1
14 Тема 2.6 Генератори імпульсів 1
15 Тема 3.2 Математичний апарат цифрової електроніки 2
16 Тема 3.3. Комбінаційні цифрові пристрої 2
17 Тема 3.4. Послідовні цифрові електронні пристрої 2
18 Тема 3.5. Аналого–цифровi перетворювачi. Цифро–аналогові перетворювачі 3
19 Тема 4.1. Основні поняття мікропроцесорної техніки 2
20 Тема 4.2. Системи числення та коди 1
21 Тема 4.3. Двійкова арифметика 1
22 Тема 4.4. Структурна та функціональна схеми типової мікропроцесорної системи керування 2
23 Тема 4.5. Модульна структура мікропроцесорної системи 1
24 Тема 4.6. Структурні схеми типового мікропроцесора та мікроконтролера 2
25 Тема 4.7. Особливості архітектури восьмирозрядних мікроконтролерів 2
26 Тема 4.8. Організація пам`яті мікропроцесорних систем 2
27 Тема 5.1. Програмна модель мікропроцесора/мікроконтролера 2
28 Тема 5.2. Характеристика команд мікропроцесора/мікроконтролера 2
29 Тема 5.3. Cпособи адресації операндів 2
30 Тема 5.4. Команди мікропроцесора/мікроконтролера 2
31 Тема 6.1. Організація підсистеми переривань 1
32 Тема 6.2. Формування інтервалів часу та підрахунок зовнішніх подій 1
33 Тема 6.3. Паралельні порти введення/виведення 1
34 Тема 6.4. Універсальний синхронно/асинхронний програмований інтерфейс 2
35 Тема 7.1. Модуль АЦП мікроконтролерів 1
36 Тема 7.2. Модуль ЦАП мікроконтролерів 1
37 Тема 7.3. Зв’язок мікропроцесорів/мікроконтролерів з модемом 1
38 Тема 7.4. Мікроконтролерні мережі 1
39 Тема 8.1. Тактування AVR-мікроконтролерів 1
40 Тема 8.2. Режими зниженого енергоспоживання 1
41 Тема 8.3. Скидання 1
42 Тема 8.4. Самопрограмування AVR-мікроконтролерів 1
43 Тема 8.5. Аналоговий компаратор 1
44 Модульна контрольна робота 3
45 Підготовка до заліку 3
46 Всього 66

Політика та контроль

Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Система вимог, які ставляться перед студентом:

  • відвідування лекційних та лабораторних занять є обов’язковою складовою вивчення матеріалу;

  • на лекції викладач користується власним презентаційним матеріалом; використовує відповідні додатки для викладання матеріалу поточної лекції, додаткових ресурсів, лабораторних робіт 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;

  • лабораторні роботи 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 лабораторної роботи. Кількість штрафних балів не більше 10;

  • політика щодо академічної доброчесності: Кодекс честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут» https://kpi.ua/files/honorcode.pdf встановлює загальні моральні принципи, правила етичної поведінки осіб та передбачає політику академічної доброчесності для осіб, що працюють і навчаються в університеті, якими вони мають керуватись у своїй діяльності, в тому числі при вивченні та складанні контрольних заходів з дисципліни;

  • при використанні цифрових засобів зв’язку з викладачем (мобільний зв’язок, електронна пошта, переписка на форумах та у соцмережах тощо) необхідно дотримуватись загальноприйнятих етичних норм, зокрема бути ввічливим та обмежувати спілкування робочим часом викладача.

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:

  1. виконання та захист 9 лабораторних робіт;

  2. виконання модульної контрольної роботи (МКР).

Система рейтингових (вагових) балів та критерії оцінювання

1. Лабораторні роботи (Rл)

Ваговий бал – 8. Максимальна кількість балів за всі лабораторні роботи дорівнює:

8 балів х 9 робіт = 72 бали.

Рівень підготовки до лабораторної роботи оцінюється до 3 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 лабораторних робіт.

  • «відмінно» – своєчасно та на високому рівні захищена теоретична та дослідницька частини лабораторної роботи – 8 балів;

  • «добре» – не достатній рівень захисту однієї з частин лабораторної роботи – 6 балів;

  • «задовільно» – низький рівень захисту теоретичної або дослідницької частини лабораторної роботи – 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 лабораторної роботи у зв’язку з незадовільним вхідним

    контролем – 1 бал;

  • несвоєчасний захист лабораторної роботи – 1 бал;

  • несвоєчасний захист МКР …………………………………………………… – 4 бали.

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

  • модернізація лабораторних робіт;

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

Розрахунок шкали (R) рейтингу:

Максимальна сума вагових балів контрольних заходів протягом семестру складає:

R = (9 · Rл) + Rм =9 · 8+28 = 100.

Необхідною умовою отримання залікової оцінки (залік) так званим «автоматом» є:

  • зарахування всіх лабораторних робіт;

  • виконання МКР не нижче ніж на оцінку «задовільно» (24 бали).

Сума вагових балів контрольних заходів протягом семестру складає:

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

Студенти, які наприкінці семестру мають рейтинг менше 60 балів, але більше ніж 40 балів, а також ті, хто хоче підвищити оцінку, виконують комплексну залікову контрольну роботу.

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.

Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)

Перелік теоретичних питань, які виносяться на семестровий контроль наведено в Додатку 1.

Робочу програму навчальної дисципліни (Силабус):

Складено доцентом кафедри інформаційних систем та технологій ФІОТ, к.т.н., Новацьким Анатолієм Олександровичем

Ухвалено кафедрою інформаційних систем та технологій ФІОТ (протокол № 16 від 12.06.2024 р.)

Погоджено Методичною комісією факультету (протокол № 10 від 21.06.2024 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 керувальної 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 регістра 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