ЭПУ

Электронные промышленные устройства

Лектор: к.т.н., доц. Амелина М.А.

Программа курса

7 семестр

• • Информационные основы построения электронных промышленных устройств (ЭПУ). Виды информации, сигналы. Преобразование Фурье, спектры сигналов. Носители сигналов и их модуляция.Дискретизация непрерывных сигналов по времени. Теорема Котельникова-Найквиста. Дискретизация по уровню (квантование). Связь наилучшего достижимого отношения сигнал-шум в ЦОС-системе с частотой дискретизации и разрядностью квантователя. Количественное измерение информации в сигнале.Основные характеристики кодов, выбор оптимальной значности кода. Теорема Хартли-Шеннона.Помехозащищенное кодирование.

  • Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), их классификация.Параллельные ЦАП.ЦАП с cуммированием весовых токов (с двоично-взвешенными сопротивлениями). ЦАП на основе матрицы R–2R, формирование выходного сигнала в виде напряжения. ЦАП на источниках тока. Параллельный ЦАП на переключаемых конденсаторах. ЦАП с суммированием напряжени. Последовательные ЦАП. ЦАП с широтно-импульсной модуляцией. Последовательный ЦАП на переключаемых конденсаторах. Интерфейсы цифро-аналоговых преобразователей.Применение ЦАП: аттенюаторы и интеграторы на ЦАП, перемножители сигналов, системы прямого цифрового синтеза сигналов. Основные параметры ЦАП.

  • Аналого-цифровые преобразователи (АЦП). Основные принципы построения АЦП, классификация АЦП. Параметры АЦП. Апертурная погрешность АЦП. Устройства выборки-хранения (УВХ). Последовательные АЦП. Последовательные АЦП с единичным приближением. Последовательные АЦП с двоично-взвешенным приближением. АЦП с промежуточным преобразованием в интервал времени. АЦП с промежуточным преобразованием напряжения в частоту. Преобразователи напряжение частота.Сигма-дельта преобразователи. Сигма-дельта АЦП и формирование шума квантования.Цифровая фильтрация и децимация. АЦП двухтактного интегрирования. Параллельные АЦП. АЦП считывания, flash. Последовательно-параллельные АЦП: многоступенчатые, конвейерные, многотактные.

  • Цифровые фильтры (ЦФ). Цифровая функция передачи фильтра. Описание ЦФ в частотной области. Цифровая обработка сигналов. Реализация цифровых фильтров. Основные операции ЦОС. Применение цифровых фильтров. Представление сигналов и основные элементы. Структуры цифровых фильтров: ЦФ нерекурсивные и рекурсивные. Синтез рекурсивного ЦФ по аналоговому фильтру-прототипу. Билинейное преобразование.

8 семестр

• • Основы микропроцессорной техники.  Введение в архитектуру компьютеров. Принстонская и Гарвардская архитектуры. Программное и аппаратное обеспечение компьютеров. Центральный процессор (ЦП). Основные типы команд, выполняемых ЦП. Управление последовательностью выполнения программы. Память, ее основные разновидности. Устройства ввода-вывода. Шины. Микропроцессоры и микроконтроллеры.

  • Компьютерные форматы данных. Коды и системы счисления. Двоичная, восьмеричная и шестнадцатиричная и десятичная системы счисления. Переход из одной системы счисления в другую. Представление положительных целых и дробных чисел. Представление отрицательных чисел - обратный, смещенный и дополнительный коды. Компьютерные форматы: целое без знака и со знаком одинарной и двойной точности, ASCII-коды, BCD-данные в упакованном и неупакованном видах, числа с плавающей точкой одинарной и двойной точности.

  • Микроконтроллеры PIC компании MICROCHIP. Регистр состояния (STATUS). Конвейерная выборка и выполнение команд. Память программ, стек и счетчик команд. Память данных и регистры специального назначения (адресация с применением банков). Методы адресации ячеек памяти данных. Организация ввода-вывода. Система прерываний. Таймеры-счетчики. Система команд PIC-МК. Формат программы на ассемблере. Директивы ассемблера. Примеры алгоритмов и их реализации на языке PIC-МК.

Литература

• 1. Электронные промышленные устройства: Учеб. для студ. вузов спец. «Пром. электрон.» /В.И. Васильев, Ю.М. Гусев, В.Н. Миронов и др. – М.: Высш. шк., 1988. – 303 с: ил.

  2. С.И. Баскаков Радиотехнические цепи и сигналы. Изд-е 3, перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 2000.

  3. Волович Г. И. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств. — М.: Издательский дом «Додэка-ХХI», 2010. — 528 с.

  4. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. – М.: ДМК-Пресс, 2008.

  5. А.Б. Сергиенко Цифровая обработка сигналов: Учебник для вузов – СПб.: Питер, 2002 – 608 с.: ил.

  6. Троицкий Ю.В. Проектирование схем управления на базе микросхем повышенной степени интеграции.  /Под ред. В.А. Циганкова. – М.: Моск. Энерг. ин-т, 1989. – 80 с.

  7. Уилмсхерст Т. Разработка встроенных систем с помощью микроконтроллеров PIC. Принципы и практические примеры: Пер. с англ. — К.: "МК-Пресс", СПб: "КОРОНА-ВЕК", 2008. — 544 с, ил.

  8. Брей Б. Применение микроконтроллеров PIC18. Архитектура, программирование и построение интерфейсов с применением C и ассемблера. Пер. с англ. — К.: «МК-пресс», СПб: «КОРОНА-ВЕК», 2008. — 576 с., ил.

Допуск к экзамену