ЦТ

Цифровая техника

Лектор: к.т.н., доц. Амелина М.А.

Программа курса

7 семестр

• • Общие сведения о цифровых устройствах, разновидности цифровых устройств, способы выполнения операций над кодовыми словами.

  • Алгебра логики. Основные логические операции и их обозначения. Формы представления функций алгебры логики. Основные аксиомы и теоремы алгебры логики. Универсальные логические операции и их особенности. Функции Пирса и Шеффера.

  • Формы ДНФ и КНФ. Переход от логической функции к комбинационной цифровой схеме. Минимизация логических функций. Минимизация ФАЛ с помощью карт Карно-Вейча. Минимизация недоопределенных ФАЛ. Запись, минимизация и реализация логических функций в универсальных базисах.

  • Коды и системы счисления. Позиционные (арифметические) и непозиционные системы счисления. Основание кода алфавита и длина кодового слова.Позиционная двоичная, восьмеричная, шестнадцатиричная системы счисления, понятие бита, байта, машинного слова.

  • Представление натуральных, дробных и отрицательных чисел в двоичной позиционной системе счисления. Представление отрицательных чисел. Прямой, обратный, дополнительный и смещенный коды. Формат целого без знака и со знаком (байт). Формат целого без знака и со знаком (слово — 2 байта). Операция вычитания двоичных чисел с использованием дополнительного кода.

  • Код Грея.  Помехозащищенные коды. Код с контролем паритета. Код Хемминга.

  • Данные в формате ASCII. Двоично-кодированные десятичные (BCD) данные (упакованный и неупакованный формат).

  • Представление действительных чисел в форме с плавающей точкой. Действительные числа одинарной и двойной точности.

  • Элементы цифровых устройств. Комбинационные и последовательностные схемы. Цифровые конечные автоматы. Автоматы Мура и Мили.

  • Шифраторы, дешифраторы, преобразователи кодов. Мультиплексоры и демультиплексоры. Компараторы кодов.

  • Двоичные полусумматор и сумматор. Построение многоразрядного двоичного сумматора. Арифметико-логические устройства (АЛУ). Классификация АЛУ. Принципы построения аппаратных умножителей двоичных чисел.

  • Триггеры. Классификация триггеров. Взаимные преобразования триггеров. Асинхронный RS-триггер. Синхронный RS-триггер, управляемый уровнем синхросигнала.

  •  D-триггер защелка (Latch), управляемый уровнем синхросигнала. D-триггеры с динамическим синхровходом Flip-Flop: двухтактный (master-slave) D-триггер, шестиэлементный D-триггер.

  • Счетный триггер (T-триггер). Универсальный JK-триггер. Двухступенчатый JK-триггер (Master-slave). Явления захвата нулей и единиц в двухтактном JK-триггере. Шестиэлементный JK-триггер. JK-триггер с внутренними задержками.

  • Счетчики. Классификация счетчиков. Двоичные счетчики суммирующие, вычитающие и реверсивные с последовательным переносом. Динамика счетчиков с последовательным переносом, возникновение ложных состояний в них.

  • Синхронные счетчики с параллельным переносом. Организация межразрядной связи для реверсивного счетчика. Счетчики с комбинированным переносом. Счетчик со сквозным переносом.

  • Двоично-кодированные счетчики, методы их построения (модификация межразрядных связей и метод управляемого сброса). Счетчики с недвоичным кодированием состояний. Счетчики в коде Грея. Счетчики в коде «1 из N», счетчики Джонсона, распределители тактов. Счетчики с самовосстановлением после сбоя.

  • Регистры и их классификация. Параллельные и последовательные (сдвиговые) регистры. Универсальные регистры. 

Литература

Джон Ф. Уэйкерли Проектирование цифровых устройств том l, 2 Пер. с англ. Е.В. Воронова, А.Л. Ларина, Постмаркет, Москва, 2002

Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника: Учеб. Пособие для вузов. — СПб.: БХВ-Петербург, 2004. – 528 с.: ил.

Уилкинсон Барри Основы проектирования цифровых схем. : Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Вильямс», 2004. — 320 с.: ил.

М.А. Амелина, Ю.В Троицкий Синтез комбинационных и последовательностных логических устройств. Лабораторный практикум по курсу «Электронные промышленные устройства». – М.: МЭИ, 1999. – 48 с.

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.

Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника (полный курс): Учебник для вузов. Под ред. О.П. Глудкина. — М.: Горячая линия –Телеком, 2003. – 768 с.: ил.

Марченко А.Л. Основы электроники. Учебное пособие для вузов / Марченко. — М.: ДМК Пресс, 2008. — 296 с., ил.

Допуск к экзамену

ПРИМЕЧАНИЕ. X или + означают выполнение ЛР с одинаковым заданием для всей группы