ЗАТВЕРДЖУЮ


Скачати 221.73 Kb.
НазваЗАТВЕРДЖУЮ
Дата06.03.2016
Розмір221.73 Kb.
ТипДокументи
bibl.com.ua > Фізика > Документи
Форма № Н - 3.04

Міністерство освіти і науки України

Херсонський державний університет

Кафедра фізики та методики її навчання
ЗАТВЕРДЖУЮ

Завідувач кафедри фізики

та методики її навчання

професор Шарко В.Д.
___________________

2вересня 2014 року


РОБОЧА ПРОГРАМА НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ



2.1.3. Цифрова електроніка

_____________________________________________________________

(шифр і назва навчальної дисципліни)

напрям підготовки________6.040203. Фізика*______________________

(шифр і назва напряму підготовки)

спеціальність _________6.04020301. Фізика*_______________________

(шифр і назва спеціальності)

факультет______фізики, математики та інформатики__________

(назва факультету)

2014 – 2015

навчальний рік
Робоча програма Цифрова електроніка для студентів за напрямом підготовки 6.040203.Фізика* .

Розробники: кандидат фізико-математичних наук, доцент Немченко Олександр Валентинович.

__________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

(вказати авторів, їхні посади, наукові ступені та вчені звання)


Робочу програму схвалено на засіданні кафедри фізики та методики її навчання
Протокол від “2вересня 2014 року 1
Завідувач кафедри фізики та методики її навчання
_______________________ (Шарко В.Д.)

(підпис) (прізвище та ініціали)


 Немченко О.В., 2012 рік

 Немченко О.В., 2013 рік

 Немченко О.В., 2014 рік

Опис навчальної дисципліни


Найменування показників

Галузь знань, напрям підготовки, освітньо-кваліфікаційний рівень

Характеристика навчальної дисципліни

денна форма навчання

заочна форма навчання

Кількість кредитів – 4

Галузь знань:

0402. Фізико-математичні науки


Варіативна


Напрям підготовки:

6.040203. Фізика*

Модулів – 2




Рік підготовки:

Змістових модулів – 2

3-й

3-й

Загальна кількість годин - 144

Семестр:

6-й

6-й

Тижневих годин для денної форми навчання:

аудиторних – 4

самостійної роботи студента -5

Освітньо-кваліфікаційний рівень: бакалавр


Лекції

36 год.

2 год.

Практичні, семінарські





Лабораторні

28 год.

4 год.

Самостійна робота

80 год.

138год.

Вид контролю:екзамен


Примітка.

Співвідношення кількості годин аудиторних занять до самостійної роботи становить:

для денної форми навчання - 44% / 56%
длязаочної форми навчання -4% / 96%

Пояснювальна записка
Мета курсу:

Основною метою курсу Цифрова електроніка є глибоке ознайомлення студентів із основними принципами та технічними засобами отримання, збереження та обробки сигналів у цифровій формі, що складає основу сучасної обчислювальної техніки та базованих на ній сучасних інформаційних технологій. Оволодіння матеріалом курсу має не тільки самостійне значення для формування майбутнього фахівця, а і впорядковує міжпредметні зв’язки фізики, інформатики та математичних дисциплін, надає вчителю багатий матеріал по практичному використанню досягнень науки у повсякденному житті.
Завдання курсу:

Оволодіння курсом сприятиме забезпеченню належного рівня викладання у школі фізики, інформатики та факультативних курсів; керівництву технічною творчістю учнів; технічно грамотній експлуатації та обслуговуванню шкільного електронного обладнання, включаючи і комп’ютерну техніку, подальшій самоосвіті вчителя в галузі електроніки та комп’ютерної техніки.

Курс повинен дати майбутнім вчителям фізики та інформатики знання про практичне використання досягнень сучасної фізики, електроніки, математики та інформатики, яке знаходить своє матеріальне вираження у вигляді безперервно вдосконалюючихся електронно обчислювальних машин, які все глибше проникають в усі галузі інтелектуальної діяльності людства.

Оволодіння курсом сприятиме забезпеченню належного рівня викладання у школі фізики, інформатики та факультативних курсів; керівництву технічною творчістю учнів; технічно грамотній експлуатації та обслуговуванню шкільного електронного обладнання, включаючи і комп’ютерну техніку, подальшій самоосвіті вчителя в галузі електроніки та комп’ютерної техніки.
Після вивчення даного курсу студент повинен знати:

        • Принципи дії та особливості будови типових логічних елементів.

        • Принципи дії та особливості будови тригерів, лічильників та регістрів.

        • Основні властивості та практичне застосування комбінаційних схем - шифраторів, дешифраторів, мультиплексорів, де мультиплексорів.

        • Основні принципи організації та будову запам’ятовуючих пристроїв.

        • Основи цифро-аналогового та аналого-цифового перетворення.


Після вивченні курсу студент повинен вміти:

організовувати роботу фізичного кабінету та технічних гуртків; забезпечувати виконання вимог охорони праці та техніки безпеки; проектування та виготовлення нескладних цифрових електронних приладів, включаючи периферійні пристрої для узгодження ЕОМ з іншими електронними приладами.


  • Міждисциплінарні зв’язки :


Курс Цифрова електроніка спирається на теоретичний матеріал курсів “Основи електроніки”, “Електрика і магнетизм”, а також розділу “Коливання і хвилі”, що викладається у курсі “Механіка”. При викладанні застосовуються знання, набуті у курсах математичного аналізу, алгебри, векторного аналізу.

З іншого боку, “Основи електроніки” слугують базою для вивчення мікропроцесорної техніки і архітектури ЕОМ на наступних курсах.
Кінцева форма контролю - залік.
Програма курсу:
Вступ. Загальні відомості про електронно-обчислювальну техніку. Цифрові автомати. Цифрові та аналогові ЕОМ. Електричний сигнал, як засіб передавання та обробки інформації. Мікроелектроніка та мікро схемотехніка. Класифікація цифрових інтегральних мікросхем ( ІМС ), ступені інтеграції, типи логіки, основні параметри цифрових мікросхем.

Математичний апарат цифрових мікросхем. Системи числення. Позиційні та непозиційні системи. Десятинний, двійковий, двійково-десятинний, восьми- та шістнадцятирічний коди. Переведення чисел з одного коду в інший.

Закони алгебри логіки. Логічні операції і логічні функції.

Мінімізація логічних функцій, синтез логічних пристроїв. Поняття про логічний базис. Реалізація логічного базису на трьох, двох та одному логічному елементі.

Елементна база цифрових мікросхем. Ключові схеми на біполярних та МОП транзисторах. Шляхи підвищення швидкодії ключів. Базові логічні елементи ТТЛ та МОП. Позначення логічних елементів на принципових схемах.

Тригери. Бістабільна ячійка. Асинхронний RS-тригер. Синхронний RS-тригер. Таблиці переходів. Двохступеневі синхронні тригери. JK-тригер. D-тригер. Лічильний Т-тригер на основі D- та JK-тригерів. Застосування тригерів.

Лічильники. Сумуючі, віднімаючі та реверсивні лічильники. Паралельні лічильники. Недвійкові лічильники. Способи виключення надлишкових станів. Десятинні та двійково-десятинні лічильники. Приклади спеціалізованих лічильників

Регістри. Паралельні, послідовні та універсальні регістри. Регістри зсуву. Кільцеві лічильники. Приклади застосування регістрів.

Комбінаційні пристрої Перетворювачі кодів. Семисегментний код. Позиційний унітарний код. Засоби індикації кодів. Газорозрядні, люмінесцентні та світлодіодні індикатори. Матриці на рідких кристалах. Шифратори та дешифратори. Мультиплексори та демультиплексори. Практичне застосування комбінаційних пристроїв. Напівсуматори та суматори. Арифметичні дії над цілими та дійсними двійковими числами.

Запам’ятовуючі пристрої.

Класифікація запам’ятовуючих пристроїв. Оперативні запам’ятовуючі пристрої. Статична пам’ять на основі ТТЛ та МОП елементів. Динамічна пам’ять. Однотранзисторна запам’ятовуюча ячійка. Організація запам’ятовуючих пристроїв. Постійні запам’ятовуючі пристрої. Масочні ПЗУ. ПЗУ однократного програмування. Перепрограмовані ПЗУ. Структури з лавинною інжекцією зарядів. Організація пам’яті ЕОМ. Сучасний стан та перспективи розвитку мікросхем пам’яті.

Перетворювачі інформації у цифрову та аналогову форму.

Цифро-аналогові перетворювачі (ЦАП). ЦАПи на основі матриці резисторів. Безматричні ЦАП. Практичне застосування ЦАП. Аналогово цифрові перетворювачі (АЦП). Компаратори. Слідкуючий АЦП. Розгортуючий АЦП. АЦП порозрядного врівноважування. Подвійний інтегратор. Паралельний АЦП. Практичне застосування АЦП.

Зовнішні цифрові інтерфейси ЕОМ

Паралельний порт. Фізична та логічна організація порту принтера. Основні сигнали стандарту CENTRONIX та їх призначення. Доступ до порту із програм на мовах високого рівня та асемблері.

Послідовний комунікаційний порт Фізична та логічна організація послідовного порту. Струмова петля. Основні сигнали інтерфейсу RS-232 та їх призначення. Доступ до порту із програм на мовах високого рівня та асемблері. Передавання та прийом послідовних сигналів. Нуль-модем та його варіанти.
Структура навчальної дисципліни

Назви змістових модулів і тем

Кількість годин

денна форма

Заочна форма

усього

у тому числі

усього

у тому числі

л

п

лаб

інд

с.р.

л

п

лаб

інд

с.р.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Змістовий модуль 1. Логічні елементи

Тема 1. Вступ. Загальні відомості про електронно-обчислювальну техніку.

6

2










4




2










8

Тема 2. Класифікація цифрових інтегральних мікросхем

6

2










4
















8

Тема 3. Математичний апарат цифрових мікросхем

6

2










4
















8

Тема 4. Закони алгебри логіки

6

2










4
















8

Тема 5. Елементна база цифрових мікросхем.

6

2










4
















8

Тема 6. Тригери.

10

2




4




4










2




8

Тема 7. Лічильники.

10

2




4




4










2




8

Тема 8. Регістри.

10

2




4




4
















8

Тема 9 Комбінаційні пристрої

10

2




4




4
















8

Разом за змістовим модулем 1

70

18

0

16




36




2




4




72

Змістовий модуль 2. Цифрові пристрої

Тема 1. Перетворювачі кодів.

6

2










4
















8

Тема 2. Шифратори та дешифратори

6

2










4
















8

Тема 3. Мультиплексори та демультиплексори.

Суматори

10

2




4




4
















8

Тема 4. Оперативні запам’ятовуючі пристрої

10

2




4




4
















8

Тема 5. Постійні запам’ятовуючі

пристрої

10

2




4




4
















8

Тема 6. Цифро аналогові перетворювачі (ЦАП)

8

2










6
















8

Тема 7. Аналогово цифрові перетворювачі (АЦП).

8

2










6
















6

Тема 8. Зовнішні цифрові інтерфейси ЕОМ.

10

2










8
















6

Тема 9 Послідовний порт

6

2










4
















6

Разом за змістовим модулем 2

74

18




12




44
















66

Усього годин


144

36




28




80




2




4




138


Змістовні модулі учбового курсу



I. Змістовий модуль

Тема: «Логічні елементи»
Лекційні модулі:


  1. Вступ. Загальні відомості про електронно-обчислювальну техніку.

  2. Класифікація цифрових інтегральних мікросхем

  3. Математичний апарат цифрових мікросхем.

  4. Закони алгебри логіки.

  5. Елементна база цифрових мікросхем.

  6. Тригери.

  7. Лічильники

  8. Регістри.

  9. Комбінаційні пристрої.



Лабораторні модулі:


  1. Базові логічні елементи

  2. Мультивібратори

  3. Асинхронні тригери

  4. Синхронні тригери


Модулі самостійної роботи:


  1. Класифікація цифрових інтегральних мікросхем ( ІМС )

  2. Ступені інтеграції ІМС,

  3. Типи логіки ІМС

  4. Основні параметри цифрових мікросхем.

  5. Переведення чисел з одного коду в інший.

  6. Засоби індикації кодів

  7. Газорозрядні, люмінесцентні та світлодіодні індикатори.

  8. Матриці на рідких кристалах.

II. Змістовий модуль

Тема: «Цифрові пристрої»
Лекційні модулі:


  1. Перетворювачі кодів.

  2. Шифратори та дешифратори.

  3. Мультиплексори та демультиплексори. Суматори

  4. Оперативні запам’ятовуючі пристрої.

  5. Постійні запам’ятовуючі пристрої.

  6. Цифро аналогові перетворювачі

  7. Аналогово цифрові перетворювачі.

  8. Зовнішні цифрові інтерфейси ЕОМ.

  9. Послідовний порт


Лабораторні модулі:


  1. Лічильники

  2. Суматори, мультиплексори та дешифратори

  3. Регістри



Модулі самостійної роботи:


  1. Сучасний стан та перспективи розвитку мікросхем пам’яті.

  2. Будова та принцип дії порту джойстика.

  3. Інтерфейс джойстика, як аналогово-цифровий перетворювач.

  4. Використання порту джойстика для фізичних вимірювань.

  5. Датчики положення, опору, температури, освітленості.

  6. Програмний доступ до порту джойстика.

  7. Виконуючі пристрої ЕОМ.

  8. Крокові двигуни. Принцип дії крокового двигуна та засоби керування ним.

  9. Тиристорні регулятори та засоби керування ними з боку ЕОМ.

Перелік літератури:

Основна література:

  1. Браммер Ю.А., Пащук И.Н., Импульсная техника. - М.: Высшая школа, 1985.- 320с.

  2. Ямпольский В.С. Основы автоматики и электронно-вычислительной техники. - М.: Просвещение, 1991.- 223 с.

  3. Мальцева Л.А., Фромберг Э.М., Ямпольский В.С. Основы цифровой техники. - М.: Радио и связь, 1986.- 128 с.

  4. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. - М.: Радио и связь, 1987.- 352 с.

  5. Токхейм Р. Основы цифровой электроники. - М.: Мир, 1988.-392 с.

  6. В.Ю.Лавриненко Справочник по полупроводниковым приборам К.:”Технiка”,1977.- 375 с.

  7. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник; под ред С.В.Якубовского М.: Радио и связь, 1990.–496 с.

  8. Гостев В.И. Системы управления с цифровыми регуляторами: Справочник.– К.: Техніка, 1990.–280 с.

  9. Интегральные микросхемы: Справочник / Под ред. Б.В.Тарабрина.- М.: Энергоатомиздат, 1985.- 528с.

  10. Полупроводниковые оптоэлектронные приборы: Справочник / В.Н. Иванов, А.И.Аксенов, А.М. Юшин.-М.: Энергоатомиздат, 1988.- 448 c.

  11. Интегральные микросхемы: Справочник / Под ред. Б.В.Тарабрина.- М.: Энергоатомиздат, 1985.- 528 с.

  12. Полупроводниковые оптоэлектронные приборы: Справочник / В.Н. Иванов, А.И.Аксенов, А.М. Юшин.-М.: Энергоатомиздат, 1988.- 448 c.

  13. В.В.Пасынков, В.С.Сорокин. Материалы электронной техники. - М.: Высшая школа,1986.- 366 с.

Додаткова література.

  1. Р.М.Терещук, К.М.Терещук, С.А. Седов. Полупроводниковые приёмно-усилительные устройства. Справочник радиолюбителя.– Киев: ”Наукова думка”,1987.- 800 с.

  2. М.Гук Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия – СПб: "Издательство "Питер",1999.–816 с.

  3. А.И.Лударь, Е.Б.Рабинович Средства автоматики и вычислительной техники для трикотажного оборудования.– М.: Легпромбытиздат, 1989.– 296с.

  4. .А.Жаров Железо IBM.– М.: МИКРОАРТ, 1995.–198 с.

  5. Микропроцессорный комплект К1810 под ред. Казаринова Ю.М..– М.: "Высшая школа".– 1990.–234с.

  6. Самофалов К.Г. и др. Микропроцессоры.– К.: "Техніка", 1989.–263с.

  7. Поляков А.В., Гурова В.Г. Киселева М.В. Процессор 80386 в схеме персонального компьютера.–М.: "ИКС", 1994.– 96с.

  8. М.Гук Процессоры Intel: от 8086 до Pentium II .–СПб.: "Издательство "Питер". –1997.

Методи навчання

Під час вивчення даної дисципліни комплексне використання різноманітних методів організації і здійснення навчально-пізнавальної діяльності студентів та методів стимулювання і мотивації їх навчання сприяють розвитку творчих засад особистості майбутнього фахівця в галузі фізики з урахуванням індивідуальних особливостей учасників навчального процесу й спілкування.

З метою формування професійних компетенцій широко впроваджуються інноваційні методи навчання, що забезпечують комплексне оновлення традиційного педагогічного процесу. Це - комп’ютерна підтримка навчального процесу, впровадження інтерактивних методів навчання (робота в малих групах, мозковий штурм, ситуативне моделювання, опрацювання дискусійних питань, кейс-метод, проектний метод).

За джерелами знань на заняттях використовуються словесні (розповідь, бесіда, лекція) та практичні (лекційні демонстрації, лабораторний практикум) методи.

За рівнем самостійної розумової діяльності доречні проблемно-інформаційний, проектно-пошуковий, дослідницький методи.
Методи контролю

Педагогічний контроль здійснюється з дотриманням вимог об’єктивності, індивідуального підходу, систематичності і системності, всебічності та професійної спрямованості контролю.

Використовуються такі методи контролю (усний, письмовий), які мають сприяти підвищенню мотивації студентів-майбутніх фахівців до навчально-пізнавальної діяльності. Відповідно до специфіки фахової підготовки перевага надається усному, практичному і тестовому контролю.

1. Поточний контроль – виконання та захист лабораторних робіт.

2. Модульний контроль – виконання комплексних контрольних робіт, завдань, які виносяться на самостійну роботу та тестових завдань.

3. Підсумковий контроль – залік.

КРИТЕРІЇ ОЦІНЮВАННЯ ЗНАНЬ І ВМІНЬ СТУДЕНТІВ

З ОСНОВ ЕЛЕКТРОНІКИ





1 (F) незадовільно

Знання з даної дисципліни повністю відсутні

2 (Х) незадовільно

Студент не знає до кінця жодного питання, плутається в основних базових понять; не володіє основною термінологією; допускає помилки у схемах і формулах; не в змозі здійснити математичне обґрунтування зв’язків між заданими фізичними величинами; не може пояснити будову та принцип дії функціональних вузлів приладу та їх теоретично обґрунтувати; не може навести приклади їх застосування житті

3 (Е) задовільно

Демонструє знання і вміння на репродуктивному рівні: правильно формулює правила, визначення, закони; вміє записати закони у вигляді формул та здійснити графічну інтерпретацію окремих випадків; порушує логіку викладу матеріалу, користується математичним апаратом у окремих випадках; не вміє пов’язувати теорію з практикою і творчо застосовувати знання; має прогалини у знаннях .

3,5 (Д) задовільно

У цілому відповіді на питання дає правильні, але неповні. Є порушення у логіці викладу матеріалу. Базовим термінологічним апаратом користується досить впевнено , але допускає помилки при поясненні принципів роботи схеми достатнього рівня складності; не вміє аналізувати результати виконання експерименту; має певні навички у веденні дискусії з викладачем.

4 (С) добре

Понятійним апаратом користується досить впевнено; уміє теоретично обґрунтувати результати експерименту та пояснити принципи роботи схеми; володіє логікою викладу матеріалу; володіє навичками перекодування інформації з аналітичної форми у графічну і вербальну, і навпаки; пояснити принципи роботи приладів високого рівня складності, але допускає незначні помилки; грамотно коментує отримані результати; вміє конкретизувати і узагальнювати матеріал.

4,5 (В) добре

На всі питання дає правильні, лаконічні й вичерпні відповіді; демонструє знання матеріалу теоретичного і практичного характеру; уміє користуватися математичним апаратом при поясненні принципів роботи схем; володіє технікою експерименту та уміннями інтерпретувати одержані результати.

5 (А) відмінно

Демонструє бездоганні знання теоретичного і прикладного матеріалу; уміння пояснювати принципи дії складних схем; пропонує нестандартні підходи щодо постановки і виконання експерименту; відповідає на всі додаткові запитання екзаменатора, виявляє уміння вести з ним дискусію. Проявляє креативні здібності при всіх видах робіт: викладенні теоретичного матеріалу, постановці експерименту, розв’язуванні задач.

Схожі:

ЗАТВЕРДЖУЮ

ЗАТВЕРДЖУЮ

ЗАТВЕРДЖУЮ

ЗАТВЕРДЖУЮ

ЗАТВЕРДЖУЮ

ЗАТВЕРДЖУЮ

ЗАТВЕРДЖУЮ

ЗАТВЕРДЖУЮ

ЗАТВЕРДЖУЮ

ЗАТВЕРДЖУЮ

Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання


При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
Головна сторінка