Метою вивчення дисципліни „Цифрова схемотехніка” є засвоєння принципів синтезу цифрових елементів, вузлів, або досить складних пристроїв на базі менш складних вузлів.

1. Происхождение философии. Основные философские проблемы.

2. Понятие философии назначение философии.

3. Основной вопрос философии.

4. Понятие мифа. Влияние мифа на становление философии.

5. Предпосылки возникновения античной философии.

6. Философия Античного мира. Философия Фалеса, Анаксагора, Пифагора.

7. Философия Демокрита и Гераклита. Материалистические воззрения и законы диалектики.

8. Этическая философия Сократа.

9. Философия Платона. Учение об эйдосах. Учение об идеальном государстве.

10. Универсализм философии Аристотеля.

11. Философские учения киников, стоиков, скептиков.

12. Предпосылки средневековой философии. Неоплатонизм.

13. Философия Средних веков. Философия и религия.

14. Взаимоотношение философии и религии в учении Августина Блаженного.

15. Доказательство бытия бога. Философия Фомы Аквинского.

16. Философия эпохи Возрождения.

17. Общество – утопия Т. Мор, Т. Компанелла.

18. Философия Нового времени. Проблемы рационализма.

19. Философское учение Ф. Бэкона.

20. Учение французских энциклопедистов – материалистов.

21. Рационализм Философии Декарта.

22. Философия Спинозы.

23. Философия Лейбница.

24. Проблема познаваемости мира. Философия И.Канта.

25. Диалектика Г. Гегеля.

26. Материалистическая философия К. Маркса.

27. Философия жизни Ф. Ницше.

28. Философия С. Кьеркегора.

29. Рационализм и материализм философии Нового времени.

30. Иррационалистическое направление в философии. А. Шопенгауэр.

31. Учение З. Фрейда.

32. Фрейдизм и неофрейдизм.

33. Основные черты русской философии.

34. Проблема человека в воззрениях Ф. Достоевского.

35. Философские воззрения Л. Н. Толстого.

36. Философия Владимира Соловьева.

37. Эволюция русской идеи Н. Бердяева.

38. Проблема российского общества в работах А. Зиновьева.

39. Экзистенциализм. Основные направления, представители, проблематика и понятия.

40. Философская герменевтика.

 

ГАПОУ СО «Областной техникум дизайна и сервиса».

– Екатеринбург, 2015. – 18с.

ВСТУП

Елементна база сучасної електроніки представлена як аналоговими пристроями, так і цифровими. Цифрова елементна база включає найпростіші логічні елементи, цифрові пристрої різних ступенів інтеграції, а також все різноманіття мікропроцесорної техніки. Цифрова елементна база реалізує різні функціональні рішення та зазвичай виконана у вигляді цифрових інтегральних мікросхем (ІМ), які постійно удосконалюються та ускладнюються. Характеристикою складності ІМ є ступінь інтеграції (МІС – мала інтегральна схема, СІС – середня інтегральна схема, БІС – велика інтегральна схема), який визначається або кількістю базових логічних елементів, або кількістю транзисторів, які можуть бути розміщені на даному кристалі.

Необхідність підготовки спеціалістів, здатних розробляти сучасну електронну апаратуру, яка використовує цифрову елементну базу, є актуальним завданням.

Суть та задачі дисципліни. Дисципліна „Цифрова схемотехніка” є однією з обов’язкових дисциплін для студентів, які вивчають електроніку. Її основою є дисципліни фізика, математика, фізичні основи електроніки, аналогова електроніка.

Метою вивчення дисципліни „Цифрова схемотехніка” є засвоєння принципів синтезу цифрових елементів, вузлів, або досить складних пристроїв на базі менш складних вузлів.

Окрім лекцій під час вивчення цієї дисципліни передбачено виконання лабораторних робіт з використанням лабораторних макетів, на яких розташовані мікросхеми різного функціонального призначення. Це дозволяє студентам набувати навичок роботи з реальними цифровими елементами, крім того існує можливість реалізовувати різні схемотехнічні рішення та проводити дослідження зібраних пристроїв.

Опис лабораторного робочого місця. На лабораторному місці є стенд, який має декілька макетів. Під час виконання лабораторної роботи можуть використовуватись або один макет, або одразу декілька, які попередньо вивчались при виконанні попередніх лабораторних робіт. Крім того, під час виконання лабораторної роботи використовуються вольтметр та осцилограф.

Під час виконання або захисту лабораторних робіт може додатково використовуватись сервісна плата (рис. В.1), яка розміщена на лабораторному стенді. На сервісній платі є: формувач сітки частот (17 різних частот), 2 семисегментні індикатори; подільник напруги (4В, 3В, 2В); групи гнізд, які об’єднані між собою, що дозволяє складати нескладні логічні схеми; мікросхема 561КП2 та 555ЛР11, які не використовуються в ході виконання лабораторних робіт, але можуть використовуватись під час захисту лабораторних робіт; динамік. У додатках А і Б наведено інформацію про деякі елементи сервісної плати.

Порядок виконання лабораторних робіт. На початку першого заняття всі студенти повинні ознайомитися з правилами техніки безпеки і розписатися про це в журналі обліку виконання лабораторних робіт. Студенти, які не ознайомилися з правилами техніки безпеки, до виконання лабораторних робіт не допускаються.

Кожній лабораторній роботі має передувати самостійна підготовка студентів, у процесі якої потрібно вивчити методичні вказівки до лабораторної роботи, конспект лекцій та рекомендовані літературні джерела. Перед початком лабораторної роботи викладач перевіряє підготовленість студентів до виконання конкретної лабораторної роботи, де студенти мають знати мету і порядок виконання роботи.

 

 

Рисунок В.1 — Вид сервісної плати

 

Результати виконання лабораторної роботи відображаються у звіті, який має вміщувати: назву лабораторної роботи, мету роботи, умовне графічне зображення всіх досліджуваних мікросхем, які вивчаються у даній лабораторній роботі, схеми електричні вузлів, які складаються під час проведення досліджень, результати виконаного завдання та висновки.

До початку наступної лабораторної роботи студент має подати викладачеві повністю оформлений звіт про попередню роботу. Залік з лабораторної роботи студент отримує після співбесіди з викладачем за темою виконання робіт.

ТЕМА 1 ЛОГІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ ТА ФУНКЦІОНАЛЬНІ ПРИСТРОЇ КОМБІНАЦІЙНОГО ТИПУ

 

У цифровій схемотехніці оперують логічними змінними — лог. „0” та лог. „1”. Ці логічні змінні відображаються двома різними значеннями напруги: та . Цифрові елементи є як з позитивною, коли > , так і з негативною логікою, коли < . Під час виконання даного циклу лабораторних робіт використовуватиметься позитивна логіка. В іноземних літературних джерелах напруга високого рівня позначається як H (High), а напруга низького рівня — як L (Low).

В залежності від технології виготовлення мікросхеми поділяються на серії. В одній серії рівні та для мікросхем різного призначення завжди однакові (окрім мікросхем перетворення рівнів). Мікросхеми, які виготовлені за транзисторно-транзисторною (ТТЛ) технологією, мають рівень В та В. У кожній серії мікросхеми в залежності від виконуваних функцій мають позначку з двох літер (табл. 1.1).

 

Таблиця 1.1 —Позначка мікросхем різного функціонального призначення

Функціональне призначення	Літерна позначка
Логічні елементи: — інвертор „НІ” — логічне множення (кон’юнкція) з інверсією „І-НІ” — логічне множення (кон’юнкція) „І” — логічне додавання (диз’юнкція) „АБО” — логічне додавання (диз’юнкція) інверсією „АБО-НІ” — виключне „АБО”	ЛН ЛА ЛИ ЛЛ ЛЕ ЛП
Пристрої комбінаційного типу: — шифратори —дешифратори — комутатори — управління вводом/виводом — схеми порівняння	ИВ ИД КП ВВ СП
Пристрої послідовного типу — регістри — тригери: – універсальні типу JK – з затримкою типу D — лічильники	ИР   ТВ ТМ ИЕ
Пристрої пам’яті — оперативної — постійної (з ультрафіолетовим стиранням)	РУ РФ
Пристрої перетворювачів — цифро-аналогові — аналого-цифрові	ПА ПВ

Робота цифрових пристроїв може бути описана за допомогою алгебри логіки (алгебра Буля) або за допомогою таблиць істинності.

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1

ДОСЛІДЖЕННЯ НАЙПРОСТІШИХ ЛОГІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ

 

1.1 Мета роботи

 

Дослідження найпростіших логічних елементів цифрової схемотехніки.

 

1.2 Підготовка до виконання роботи

 

Під час підготовки до виконання роботи слід повторити матеріал, який стосується побудови та функціонування найпростіших логічних елементів цифрової схемотехніки [1].

Складність мікросхеми визначають за її рівнем інтеграції, який у свою чергу оцінюють або за кількістю базових логічних елементів, або за кількістю транзисторів, які розміщено на кристалі. Мікросхеми з малим ступенем інтеграції реалізують найпростіші логічні перетворення.

Будь-які найскладніші перетворення цифрової інформації зводяться до простих логічних операцій над логічними змінними — лог. „0” та лог. „1”.

Дії, які реалізують найпростіші логічні функції, описують формулами алгебри логіки, а елементи, які реалізують ці функції, зображені на рис. 1.1 – 1.6:

 

— операція інверсії (рис. 1.1)

 

; (1.1)

 

— операція кон’юнкції (рис. 1.2)

 

; (1.2)

 

— операція кон’юнкції з інверсією (штрих Шефера) (рис. 1.3)

 

; (1.3)

 

— операція диз’юнкції (рис. 1.4)

 

; (1.4)

 

— операція диз’юнкції з інверсією (стрілка Пірса) (рис. 1.5)

 

; (1.5)

 

— операція виключної диз’юнкції (рис. 1.6)

 

. (1.6)

 

 

 

Рисунок 1.1 Рисунок 1.2 Рисунок 1.3

 

 

 

Рисунок 1.4 Рисунок 1.5 Рисунок 1.6

 

Під час проектування та експлуатації цифрових пристроїв слід знати параметри логічних елементів. Найважливішими параметрами логічного елемента є значення вхідних і вихідних напруг та струмів. У даній лабораторній роботі використовується макет (рис. 1.7), на якому розміщені мікросхеми транзисторно-транзисторної логіки з діодами Шотки (ТТЛШ) типу. Це мікросхеми: КР1533ЛА3, КР1533ЛЕ1, КР1533ЛИ6, КР1533ЛП5, КР1533ЛН1, КР1533ЛЛ1. Напруга живлення мікросхем серії 1533 становить 5В, відповідно рівень логічної „1” для цих мікросхем буде близьким до цієї величини.

На макеті позначені номери тих виводів мікросхем, які підключені до гнізд. На рис. 1.8 додатково показано підключення виводів мікросхеми КР1533ЛАЗ. На рис. 1.9 наведено умовне графічне зображення кожної мікросхеми, їх будова (кількість логічних елементів в одному корпусі) та нумерація виводів. Мікросхема КР1533ЛН1 у даній роботі використовується для створення тактового генератора (рис.1.10). Для цього у місця, які зазначені на рис. 1.7, підключаються резистори та і ємність , ємність встановлена на макеті стаціонарно. На макеті у лівому нижньому кутку поряд з резисторами розміщені гнізда, до яких підключено напруги лог. „1”, а знизу в центрі макету — гнізда, до яких підключено напругу з рівнем лог. „0”, крім того у лівому нижньому кутку макета є гніздо для підключення загального проводу вимірювальних приладів. Для індикації стану виходів мікросхем може використовуватись індикаторний світлодіод, який знаходиться у правому нижньому кутку макета, гніздо для його підключення знаходиться зліва від світлодіода.

Живлення на макет подається за допомогою тумблера „Вкл”.

 

1.3 Порядок виконання роботи

 

Увага! Всі комутації на макеті виконуються при відключеному живленні. Для вимірювань під час виконання роботи використовуються тестер, осцилограф і індикаторний світлодіод.

1.3.1 Вивчити макет для виконання лабораторної роботи (рис. 1.7).

 

1.3.2 Дослідити роботу логічних елементів „2–АБО–НІ”, (мікросхема КР1533ЛЕ1), „4–І”(мікросхема КР1533ЛИ6), „2–І–НІ” (мікросхема КР1533ЛА3), „2–АБО” (мікросхема, КР1533ЛЛ1), „2–ВИКЛЮЧНЕ АБО” (мікросхема КР1533ЛП5) у статиці.

 

 

Рисунок 1.7 — Зовнішній вигляд макету з розміщеними найпростішими логічними елементами

 

 

 

Рисунок 1.8 — Підключення виводів мікросхеми КР1533ЛА3 до гнізд макета

 

 

 

Рисунок 1.9 — Умовне графічне зображення мікросхем, встановлених на лабораторному макеті

 

1.3.2.1 Вивчити нумерацію виводів мікросхем КР1533ЛН1, КР1533ЛЕ1, КР1533ЛИ6, КР1533ЛА3, КР1533ЛЛ1, КР1533ЛП5 (рис. 1.9). Звернути увагу на відмінність нумерації виводів мікросхеми КР1533ЛЕ1 від усіх інших.

Дослідити по одному логічному елементу кожної мікросхеми КР1533ЛН1, КР1533ЛЕ1, КР1533ЛИ6, КР1533ЛА3, КР1533ЛЛ1, КР1533ЛП5 у статиці та скласти для досліджуваних мікросхем таблиці істинності за зразком табл. 1.2. Під час дослідження мікросхеми КР1533ЛИ6 вигляд табл. 1.2 слід відкоригувати, оскільки для цієї мікросхеми задаються чотири вхідні сигнали — Х1, Х2, Х3, Х4.

 

 

Рисунок 1.10 — Схема електрична генератора прямокутних імпульсів на інверторах

 

Таблиця 1.2 — Таблиця істинності логічного елемента (вказати тип елемента, наприклад, „2І-НІ” мікросхема КР1533ЛА3)

Входи	Виходи
Х2	Х1	Y

 

При дослідженні логічних елементів на їх входи слід подавати різні рівні вхідних сигналів (див. табл. 1.2), а вимірювання стану мікросхеми проводити на їх виходах. Для вимірювань стану виходів мікросхем використовувати вольтметр постійної напруги або індикаторний світлодіод, який світиться за наявності на виході мікросхеми рівня лог. „1” і не світиться, коли на виході мікросхеми лог. „0”.