Цель изучения дисциплины – освоение принципов и физических основ цифровых и микропроцессорных устройств, методов компьютерного моделирования цифровых устройств преобразования сигналов; приобретение базовых знаний о принципах построения и работы основных узлов цифровых устройств, освоение составления функциональных и принципиальных схем цифровых и микропроцессорных устройств; приобретение практических навыков программирования микропроцессорных устройств, получение первичных навыков использования современных прикладных программ моделирования и проектирования.

1-й модуль. Цифровые устройства. Аннотация:
Представление и обработка информации в цифровых системах. Логические основы цифровой техники. Ключевые схемы цифровой техники. Буферные элементы цифровой техники. Цифровые автоматы. Триггеры, регистры, счетчики. Дешифраторы и демультиплексоры. Сумматоры. Мультивибраторы на логических элементах. Цифро-аналоговые преобразователи. Аналого-цифровые преобразователи.

Домашнее задание №1
Спроектировать счетчик на основе жесткой логики, реализующий заданную последовательность состояний:
1. Составить таблицу истинности согласно заданной последовательности состояний;
2. Записать логические функции, произвести минимизацию по правилам алгебры логики и с помощью карт Карно;
3. Согласно минимизированным логическим функциям построить комбинационную логическую схему (шифратор);
4. Разработать счетчик, соединив в одной схеме комбинационную логическую схему и триггеры;
5. Составить принципиальную схему цифрового устройства, используя реальные элементы ТТЛ-логики;
6. Оформить задание с соблюдением ГОСТ;
7. Проверить работу счетчика с помощью программ моделирования МicroСap или Multisim.
Варианты заданий для потоков РЛ-1 и РТ-1 3 курс.
Пример выполнения домашнего задания №1
Примеры моделей

2-й модуль. Микропроцессорные системы. Аннотация:
Структура МП устройства (системы). Запоминающие устройства. Понятие и архитектура микропроцессора. Классификация и основные характеристики МП. Построение процессора. Синтез процессора. Организация однокристальных 8 – разрядных микроконтоллеров. Общие сведения о МК серии PICmicro. Структура МК PICmicro. Система команд микроконтоллера PICmicro. Построение микропроцессорной системы.

Домашнее задание №2
Спроектировать счетчик на основе любого микропроцессора или микроконтроллера, реализующий последовательность состояний, заданную в условии домашнего задания №1:
1. Выбрать процессор;
2. Составить принципиальную схему устройства на основе выбранного процессора;
3. Разработать алгоритм программы, выполняющей ожидание и прием синхроимпульса, вычисление логических функций, вывод результата счета в двоичном коде;
4. Разработать программу на языке ассемблера, реализующую разработанный алгоритм;
5. Выполнить компиляцию и отладку программы;
6. Оформить задание с соблюдением ГОСТ. В пояснительную записку включить алгоритм программы, листинг программы с комментариями, таблицу прошивки ПЗУ программ, принципиальную схему устройства с перечнем элементов.

Пример выполнения домашнего задания №2

Вопросы и материалы для рубежного контроля
Рекомендуемая литература
Вопросы для подготовки к экзамену

Лабораторные работы
1. Исследование шифраторов и дешифраторов.
2. Исследование счетчиков.
3. Исследование триггеров.
4. Исследование ЦАП и АЦП.

Задание на выполнение лабораторных работ
Шаблон отчета  (Печатать с масштабом 100 %)
Шаблон отчета по мультивибраторам
Использование цифрового осциллографа (не поленитесь посмотреть готовясь к работе)

Материалы для самостоятельного изучения.
Учебное пособие “Типовые узлы цифровых устройств”
к параграфу 1 “Представление информации в цифровых системах” и “Правила выполнения арифметический операций в двоичной системе счисления”
Раздел “Микропроцессорные системы”
Организация 8-разрядных микроконтроллеров на примере семейства МК PICmicro (к разделу 11)
Описание контроллеров серии PICmicro (таблица со списком команд на стр. 453, раздел 29-2)

Презентации с комментариями (демонстрируются с звуковым сопровождением, листать страницы не надо)
К разделу “Микропроцессорные системы”;
К разделу “Архитектура микропроцессоров”;
К семинару 3 –  Выбор МК и принцип работы;       Разработка схемы и конфигурация МК
К семинару 4 – Среда разработки MPLab IDE;       Разработка программы
К разделу “Запоминающие устройства”
Архитектура БИС ЗУ и SRAM; 
Динамическая память DRAM;
Постоянные ЗУ ROM

Экзамен:
Вопросы для подготовки к экзамену

Полезные ссылки:
Условные графические обозначения в схемах. Лист 1.       Лист 2.
Справочник по стандартным цифровым ТТЛ микросхемам
Как выбрать резистор?
Как выбрать конденсатор?
Практическое руководство по катушкам индуктивности

ГОСТ 7.32-2001 Отчет о научно-исследовательской работе
ГОСТ 2.710-81 ЕСКД Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах
ГОСТ 2.721-74 ЕСКД Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения
ГОСТ 2.728-74 ЕСКД Обозначения условные графические в схемах. Резисторы, конденсаторы
ГОСТ 2.730-73 ЕСКД Обозначения условные графические в схемах. Приборы полупроводниковые
ГОСТ 2.743-91 ЕСКД Обозначения условные графические в схемах. Элементы цифровой техники