Для обучающихся (заочная форма обучения)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ (ЗАОЧНАЯ ФОРМА ОБУЧЕНИЯ)

для специальности 210414 «Техническое обслуживание и ремонт радиоэлектронной техники (по отраслям)»

Учебная дисциплина

«ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА»

Смоленск

Г.

Рассмотрено и одобрено

ЦМК радиотехнических дисциплин

Предс. ЦМК

_________________ /Ю.Н. Лабустко/

Протокол №______

«___»___________20_г.

Составитель: Куликов Виталий Сергеевич, преподаватель ОГБОУ СПО «Смоленский политехнический техникум»

Рецензент: Жучков Николай Александрович, преподаватель ОГБОУ СПО «Смоленский политехнический техникум»

Методические указания для обучающихся (заочная форма обучения) являются частью основной профессиональной образовательной программы ОГБОУ СПО «Смоленский политехнический техникум» по специальности 210414 «Техническое обслуживание и ремонт радиоэлектронной техники (по отраслям)» в соответствии с требованиями федеральных государственных образовательных стандартах третьего поколения (далее – ФГОС).

Методические указания для обучающихся (заочная форма обучения) включают в себя тематический план и содержание учебной дисциплины,рекомендации для самостоятельного изучения тем, методические указания по выполнению домашней контрольной работы, задание для неё в вариантах.

Методические указания для обучающихся (заочная форма обучения) могут быть использованы преподавателями и обучающимися техникума.

СОДЕРЖАНИЕ

Разделы пособия	Страницы
Предисловие
Тематический план и содержание учебной дисциплины
Методические указания для самостоятельного изучения тем
Задание для домашней контрольной работы
Методические указания по выполнению домашней контрольной работы
Вопросы для подготовки к экзамену/дифференцированному зачёту
Литература

ПРЕДИСЛОВИЕ

УВАЖАЕМЫЕ ОБУЧАЮЩИЕСЯ!

Методические указания для обучающихся (заочная форма обучения)по учебной дисциплине «Вычислительная техника»созданы вам в помощь в период самостоятельной внеаудиторной работы.

Приступая к выполнению самостоятельной внеаудиторной работы, вы должны внимательно ознакомиться с тематическим планом и содержанием учебной дисциплины. Далее вам необходимо руководствоваться методическими указаниями для самостоятельного изучения тем и методическими указаниями по выполнению домашней контрольной работы.

Задание для домашней контрольной работы содержит 10 вариантов, включающих задачи и вопросы, соответствующиеуказаннымв ФГОСтребованиям к уровню вашей подготовки. Выполнять задание домашней контрольной работы вы должны согласно методическим указаниям преподавателя.

Наличие положительной оценки по домашней контрольной работе необходимо для допуска к экзамену по учебной дисциплине.

ВНИМАНИЕ! В результате самостоятельного изучения тем, выполнения заданий лабораторных работ и практических занятий по УД «Вычислительная техника», домашней контрольной работывы освоите

умения:

- использовать различные средства вычислительной техники и программного обеспечения в профессиональной деятельности;

- использовать различные виды обработки информации и способы представления ее в электронно-вычислительных машинах (ЭВМ).

на основе знаний:

- классификации и типовых узлов вычислительной техники;

- архитектуры микропроцессорных систем;

- основных методов цифровой обработки сигналов.

Желаем вам успехов!

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Наименование разделов и тем	Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся	Объем часов
Введение	Роль и место знаний по дисциплине «Вычислительная техника» при освоении смежных дисциплин по выбранной специальности и в сфере профессиональной деятельности. Современный уровень и перспективы развития вычислительной техники.
Раздел 1 Логические основы вычислительной техники
Тема 1.1 Виды информации и способы представления ее в ЭВМ	Содержание учебного материала	2
Виды информации. Способы представления информации в ЭВМ. Способы представления чисел в разрядной сетке ЭВМ.
	Практические занятия	0
	Лабораторные работы	0
Тема 1.2 Логические элементы вычислительной техники	Содержание учебного материала	6
Определение и классификация цифровых интегральных микросхем (ИМС). Критерии сравнения цифровых интегральных микросхем. Классификация и система обозначений цифровых ИМС. Основной базис алгебры логики, законы алгебры логики. Основные логические операции. Минимизация логических функций. Применение логических элементов в устройствах вычислительной техники.
Практические занятия	6
Практическое занятие №1 «Анализ ИМС логических элементов» с использованием ПК» Практическое занятие №2 «Минимизация логических функций» Практическое занятие №3 «Разработка комбинационных схем на логических элементах» с использованием ПК
Лабораторные работы	0
Самостоятельная работа обучающихся. Подготовка сообщений «Методы минимизации логических функций». Решение упражнений по разработке комбинационных схем на логических элементах.	7
Раздел 2 Классификация и типовые узлы вычислительной техники
Тема 2.1 Последовательностные цифровые устройства	Содержание учебного материала	6
1. Назначение, классификация триггеров. 2. RS-, D-, T-, JK- триггеры, принцип работы, применение. Примеры интегральных микросхем триггеров. 3. Назначение, классификация регистров. 4. Принцип построения и работы последовательного и параллельного регистров. Примеры интегральных микросхем регистров. 5. Назначение, классификация счетчиков. 6. Принцип построения счетчиков-делителей с произвольным коэффициентом пересчета. Синхронные, реверсивные счетчики. Примеры интегральных микросхем счетчиков различных типов.
Лабораторные работы	6
Лабораторная работа №1 «Исследование работы промышленных типов триггеров» с использованием ПК Лабораторная работа №2 «Исследование работы промышленных типов регистров» с использованием ПК Лабораторная работа №3 «Исследование работы промышленных типов счетчиков» с использованием ПК
Практические занятия	12
Практическое занятие №4 «Анализ ИМС RS триггеров промышленного типа» Практическое занятие №5 «Анализ ИМС D триггеров промышленного типа» Практическое занятие №6 «Анализ ИМС T триггеров промышленного типа» Практическое занятие №7 «Анализ ИМС JK триггеров промышленного типа» Практическое занятие №8 «Анализ ИМС регистров промышленного типа» Практическое занятие №9 «Анализ ИМС счетчиков промышленного типа»
Самостоятельная работа обучающихся. Составление таблиц для систематизации учебного мате­риала. Моделирование разных компонентов профессиональной деятельности.	10
Тема 2.2 Комбинационные цифровые устройства	Содержание учебного материала	4
1. Назначение, классификация, области применения дешифраторов. 2. Синтез схем одноступенчатых (линейных) дешифраторов. Примеры интегральных микросхем дешифраторов. 3. Назначение, области применения шифраторов. Примеры интегральных микросхем шифраторов. 4. Мультиплексоры. Принцип работы мультиплексора (селектора). Примеры интегральных микросхем мультиплексоров. 5. Назначение демультиплексоров. Примеры интегральных микросхем демультиплексоров. 6. Сумматоры. Функциональная схема полусумматора. Примеры интегральных микросхем сумматоров.
Практические занятия	0
Лабораторные работы	6
Лабораторная работа №4 «Исследование работы дешифраторов» с использованием ПК Лабораторная работа №5 «Исследование работы демультиплексоров» Лабораторная работа №6 «Исследование работы сумматоров»
Самостоятельная работа обучающихся. Составление таблиц для систематизации учебного мате­риала. Моделирование разных компонентов профессиональной деятельности.	5
Раздел 3 Основные методы цифровой обработки сигналов
Тема 3.1 Структурная схема цифрового устройства обработки сигнала	Содержание учебного материала	1
1. Типовая структурная схема устройства цифровой обработки сигналов. 2. Устройство выборки и хранения, аналого-цифровой преобразователь, сигнальный процессор, цифроаналоговый преобразователь. 3. Принципы построения цифровых устройств реального времени.
Практические занятия	0
Лабораторные работы	0
Контрольная работа»Типовые узлы вычислительной техники»	1
Тема 3.2 Особенности аналого-цифрового и цифроаналогового преобразования	Содержание учебного материала	2
1. Квантование аналогового сигнала по времени. 2. Фильтры для устранения эффекта наложения спектров (Антиалиасинговые фильтры). 3. Параллельные аналого-цифровые преобразователи (АЦП). 4. Последовательно-параллельные АЦП. 5. АЦП последовательного приближения.
Практическое занятие №10 «Исследование принципа работы АЦП» Практическое занятие №11 «Исследование принципов работы ЦАП»	4
	Лабораторные работы	0
Тема 3.3 Основные блоки микросхем цифровой обработки сигналов	1. Двоичные сумматоры. 2. Цифровые умножители. 3. Постоянные запоминающие устройства. 4. Статические оперативные запоминающие устройства. 5. Цифровые фильтры.	2
	Практические занятия Практическое занятие №12 «Анализ сумматоров промышленного типа» Практическое занятие №13 «Анализ ИМС умножителей промышленного типа» Практическое занятие №14 «Анализ ИМС ПЗУ промышленного типа» Практическое занятие №15 «Анализ ИМС ОЗУ промышленного типа»	0
	Лабораторные работы	0
Тема 3.4 Реализация передатчиков радиосигналов в цифровом виде	Содержание учебного материала	2
1. Полярные модуляторы. 2. Квадратурные модуляторы. 3. Структурная схема квадратурного модулятора.
Лабораторные работы	0
Практические занятия	0
Самостоятельная работа обучающихся. Составление тезисов ответа на тему «Квадратурные модуляторы».	4
Тема 3.5 Реализация радиоприемников в цифровом виде	Содержание учебного материала	2
1. Структурная схема приемников радиосигналов. 2. Цифровые преобразователи частоты.
Практические занятия	0
Лабораторные работы	0
Самостоятельная работа обучающихся. Подготовка и написание доклада «Применение цифровых преобразователей». Решение ситуационных профессиональных задач.	6
Раздел 4 Архитектура микропроцессорных систем
Тема 4.1 Организация работы микропроцессорных систем. Основные сведения о микропроцессорах	Содержание учебного материала	4
1. Базовая структурная схема микропроцессорных систем. Назначение процессоров и микропроцессоров. Типовая структурная схема микропроцессора. Назначение и состав арифметико-логических устройств. Работа арифметико– логического устройства. Назначение устройства управления. Аппаратное управление. Программное управление. Алгоритм управления. Система команд микропроцессора. Процедура выполнения команд. Система прерывания.
	Практические занятия	0
	Лабораторные работы	0
Тема 4.2 Однокристальные микроконтроллеры серии К1816	Общие сведения об однокристальных микроЭВМ семейства микроконтроллеров MK5I. 2. Структурная схема микроконтроллера К1816ВЕ51. 3. Арифметико-логическое устройство, резидентная память, аккумулятор, регистр словосостояния программы, регистры-указатели, таймер-счетчик, буфер последовательного порта. Управление и синхронизация. 4. Параллельные порты ввода-вывода микроконтроллера К1816ВЕ51. 5. Таймеры-счетчики микроконтроллера К1816ВЕ51. Регистры управления/статуса и режима работы. 6. Последовательный интерфейс микроконтроллера К1816ВЕ51. Режимы работы. Система прерываний микроконтроллера К1816ВЕ51. Управление последовательным интерфейсом микроконтроллера К1816ВЕ51. Особые режимы работы микроконтроллера К1816ВЕ51.	6
Практические занятия	0
Лабораторные работы
Лабораторная работа №7 «Исследование программной модели микроконтроллера» с использованием ПК	2
Самостоятельная работа обучающихся. Подготовка сообщений «Семейство микроконтроллеров MSC-51», «Архитектура микроконтроллеров MSC-51». Составление тезисов ответа на тему «Структурная схема микроконтроллера К1816ВЕ51».	11
Тема 4.3 Система команд микроконтроллера К1816ВЕ51	Содержание учебного материала	4
1. Команды передачи данных. 2. Команды арифметических операций. 3. Команды логических операций. 4. Операции с битами. 5. Команды передачи управления.
Самостоятельная работа обучающихся. Решение упражнений по разработке программ.	4
Лабораторные работы	8
Лабораторная работа №8 «Анализ арифметических команд микроконтроллера К1816ВЕ51» с использованием ПК Лабораторная работа №9 «Анализ логических команд микроконтроллера К1816ВЕ51 » с использованием ПК Лабораторная работа №10 «Анализ команд передачи управления» с использованием ПК Лабораторная работа №11 «Анализ команд работы со стеком и подпрограммами» с использованием ПК
	Практические занятия Практическое занятие №16 «Редактирование прошивки микроконтроллера» Практическое занятие №17 «Разработка модуля прошивки микроконтроллера»	4
Тема 4.4 Проектирование микроконтроллеров на микропроцессорах	Содержание учебного материала	2
1. Расширение памяти программ микроконтроллера К1816ВЕ51. 2. Расширение памяти данных микроконтроллера К1816ВЕ51. 3. Подключение дополнительных каналов ввода к микроконтроллеру. 4. Подключение дополнительных каналов вывода к микроконтроллеру.
	Практические занятия	0
	Лабораторные работы	0
	Всего:

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ, ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

ВВЕДЕНИЕ

В любой сфере деятельности человека – науке, технике, производстве – использование средств вычислительной техники направлено на повышение производительности труда.

В связи с этим уровень подготовки современных специалистов в области технического обслуживания, эксплуатации и ремонта электрического и электромеханического оборудования в существенной мере определяется их подготовкой в направлениях, связанных с применением средств вычислительной техники:

- автоматизированное управление электрическим и электромеханическим оборудованием;

- автоматизированный контроль и диагностика технических средств;

- использование СВТ в бытовой технике.

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

Классификация ЭВМ

Существует большое количество классификационных признаков ЭВМ.

Основные из них:

- По виду обрабатываемой информации ЭВМ делятся на аналоговые и цифровые. АЭВМ обрабатывают информацию, представленную аналоговыми, т.е. являющимися непрерывной функцией времени, сигналами. ЦЭВМ обрабатывают информацию, представленную цифровыми кодами. В настоящее время АЭВМ практически не используются, поэтому в дальнейшем будем иметь в виду только цифровые ЭВМ.

- По назначению ЭВМ делятся на универсальные и специализированные. Универсальные ЭВМ предназначены для решения широкого класса задач.

- По количеству процессоров – однопроцессорные и многопроцессорные.

- По режиму работы ЭВМ делятся на однопрограммные и мультипрограммные.

1.1.2 Основные характеристики ЭВМ.

Производительность – количественно оценивается числом операций, выполняемых ЭВМ в единицу времени. Производительность современных ЭВМ составляет миллионы и миллиарды операций в секунду.

Число разрядов в машинном слове – влияет на точность вычислений и диапазон представления чисел в ЭВМ.

Информационная емкость оперативной памяти – влияет на степень сложности задач.

Рабочая частота процессора – влияет на быстродействие ЭВМ.

Системы счисления

Информацию, обрабатываемую ЭВМ, можно представлять в различных системах счисления.

Под системой счисленияпонимается способ представления любо­го числа с помощью некоторого алфавита символов, называемых циф­рами.Системы счисления бывают позиционными и непозиционными.

В позиционных системах счислениязначимость (вес) каждой цифры числа зависит от позиции, которую она занимает. Число N в любой системе счисления может быть представлено универсальной формулой разложения следующим об­разом:

где p - основание системы;

i - порядковый номер разряда, m i n;

а_i - символ в i-го разряда;

pⁱ - вес i-ro разряда.

Для десятичной системы счисления p = 10, используемые символы: 0 … 9.

Пример. 563₁₀ = 5·10² + 6·10² +3·10⁰ _.

Кроме десятичной системы в вычислительной технике широкое распространение получили позиционные системы счисления с основаниями 2, 8, 16, а также двоично-десятичная система счисления, к которой универсальная формула разложения не применима.

Рассмотрим представление чисел в двоичной системе.

Основание системы: p = 2. Используемые символы: 1 и 0.

Веса знако­мест: 2°=1, 2' = 2, 2² = 4, 2⁴ = 16, 2¹⁰ = 1024, 2¹⁶ = 65536; =1/2, =1/4 и т.д.

Пример. 10011,101₂ = 1·2⁴ + 0·2³ + 0·2² + 1·2¹ + 1·2⁰ + 1·2^-1 + 0·2^-2 + 1·2^-3 = 16 + 0 + 0 + 2 + 1 + ½ + 0 + 1/8 = 19,625₁₀.

Рассмотрим представление чисел в шестнадцатеричной системе.

Основание системы: p = 16. Используемые символы: 1…9, А,B,C,D,E, F.

Пример. 15B₁₆ = 1 • 16² + 5 • 16¹ + В • 16° = 256 + 80 + 11 = 347₁₀.

Из этих примеров видно, что использование универсальной формулы разложения позволяет переводить числа из любой позиционной системы счисления в десятичную.

Рассмотрим представление чисел в двоично-десятичной системе.

В двоично-десятичной системе каждая десятичная цифра кодируется отдельно путем замены ее на цифровой код, например, код 8421. Пример. 96,58₁₀=1001 0110,0101 1000_2-10.

Соответствие чисел в различных системах счисления приведено в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Системы счисления

Десятичная	Двоичная	Восьмеричная	Шестнадцатеричная	Двоично-десятичная
			А	0001 0000
			В	0001 0001
			С	0001 0010
			D	0001 0011
			Е	0001 0011
			F	0001 0011
				0001 0110

Вопросы и задачи для самопроверки

1. Что называется электронно-вычислительными машинами?

2. По каким признакам классифицируются ЭВМ?

3. Как оценивается производительность ЭВМ?

4. На что влияет рабочая частота процессора?

5. На что влияет информационная емкость оперативной памяти ЭВМ?

6. Как кодируются значения "0" и "1" в вычислительной технике?

7. Какие системы счисления называются позиционными?

8. Переведите числа в десятичную систему счисления: 111001,011₂; 1ЕА, 01₁₆.

9. Переведите числа в двоичную систему счисления: 198,83₁₀; F2D75,0B₁₆.

10. Сравните достоинства и недостатки различных систем счисления.

Вопросы и задачи для самопроверки

1. Какие ИМС называются цифровыми?

2. Классификационные признаки ИМС.

3. Что называется степенью интеграции ИМС?

4. Что обозначает наименование ИМС КР155ЛЕ3?

5. Основные законы алгебры логики.

6. Способы представления логических функций.

7. Как записать функцию в СДНФ, СКНФ?

8. Правила минимизации логических функций.

ТЕХНИКИ

Триггеры

Триггером называется логическое устройство с памятью, имеющее один или более входов и два взаимно противофазных выхода Q и , которые могут находиться в одном из двух устойчивых состояний: Q = 0, = 1 или Q=1, = 0.

Выходы триггера скачкообразно переходят из одного устойчивого состояния в другое под воздействием входных сигналов.

Промышленность выпускает большое количество микросхем триггеров различных типов. Классификация триггеров приведена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1

По назначению триггеры делятся на четыре основных типа: RS-триггеры, D-триггеры, Т-триггеры, JK-триггеры.

RS-триггеры – триггеры с раздельными установочными входами, используются для установки выходов триггера в одно из устойчивых состояний. Служат основой для разработки других, более сложных типов триггеров, для устранения дребезга механических контактов.

D-триггеры – информационные триггеры (триггеры задержки). Используются для разработки регистров.

T-триггеры – счетные триггеры. Являются основой для разработки всех типов счетчиков.

JK-триггеры – универсальные триггеры, на их основе можно реализовать все остальные типы триггеров.

По наличию синхронизации триггеры делятся на синхронные и асинхронные.

В асинхронных триггерах состояние выходов меняется сразу же после подачи соответствующей комбинации входных сигналов.

В синхронных триггерах имеется дополнительный вход синхронизации (вход С). Состояние выходов под воздействием комбинации входных сигналов может изменится только при наличии разрешения на входе синхронизации.

Синхронные триггеры, в свою очередь, делятся на синхронные статические (разрешение на срабатывание выдается в виде потенциала логического нуля или логической единицы на входе С) и синхронные динамические (разрешение на срабатывание триггера выдается в виде перепада сигнала из "0" в "1" (фронтом) или из "1" в "0" (срезом)).

Используя все многообразие триггеров, можно выбрать необходимый тип триггера как по назначению, так и по способу синхронизации, тем более что с помощью несложных схемотехнических преобразований нетрудно прейти от одного типа триггера к другому.

В качестве примера рассмотрим JK-триггер. Условное графическое обозначение ИМС JK-триггера К155ТВ1 приведено на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 Условное графическое обозначение ИМС К155ТВ1

Микросхема имеет по входам J и K дополнительную логику 3И, дополнительные асинхронные установочные входы S и R.

Регистры

Регистрами называются устройства, предназначенные для приема и хранения n-разрядного цифрового кода. Регистры выполняют операции приема, хранения и передачи слов, и предназначены для построения на их основе многоразрядных схем памяти, преобразователей последовательного кода в параллельный и обратно, сдвигателей и т.д.

По способу записи слова в регистры они делятся на параллельные, последовательные (сдвигающие) и параллельно-последовательные (универсальные).

В параллельных регистрах запись слова происходит одновременно во все разряды регистра.

Последовательные регистры характеризуются последовательной записью слова, начиная с младших или старших разрядов.

Последовательно-параллельные регистры имеют входы и выходы как для параллельной, так и для последовательной записи и выдачи информации. На основе таких регистров осуществляются операции преобразования из последовательного кода в параллельный и обратно.

Наиболее распространенными являются статические регистры. Каждому разряду слова, записанному в такой регистр, соответствует свой разряд регистра, выполненный на основе триггера, чаще всего типа RS или D. Разряды регистра нумеруются в порядке нумерации разрядов в слове.

Находят также применение динамические регистры на динамических триггерах.

Параллельные регистры представляет собой совокупность триггеров, имеющих общие сигналы управления и синхронизации и индивидуальные входы и выходы. В стандартные серии микросхем входит большое количество 4- и 8-разрядных параллельных регистров. 8-разрядные регистры представлены такими микросхемами как ИР23, ИР27, ИР35, отличающимися набором управляющих сигналов и схемами выходов. В регистре ИР22 запись информации осуществляется по высокому уровню тактового сигнала. При построении регистров с разрядностью больше 8 используют стандартные 4- или 8-разрядные регистры, у которых управляющие и тактовые входы объединены.

Регистры сдвига (последовательные регистры) представляют собой цепочку взаимосвязанных поразрядных схем и предназначены для сдвига слова на один разряд вправо или влево. Различают однонаправленные и реверсивные регистры сдвига.

Структура сдвигающих регистров со сдвигом на один разряд вправо, построенных на синхронных D-триггерах, показана на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 Структура регистра со сдвигом вправо

Примером универсального регистра может служить ИМС К155ИР1. Схема имеет два тактовых входа С1,С2, тактируемых срезом, управляющий вход выбора режима работы V2, один информационный вход V1(D0) для занесения информации в последовательном коде, четыре информационных входа Dl – D8 для занесения информации в параллельном коде и четыре выхода с каждого разряда регистра 1,2,4,8.

Схема может работать в четырех режимах, в которых можно выполнить: сдвиг информации вправо, сдвиг информации влево, параллельное занесение, хранение.

Счетчики

Счетчиком называется логическое устройство, предназначенное для подсчета числа сигналов, поданных на вход, и запоминания результата счета. Счетчики применяются в различных цифровых устройствах и строятся на основе счетных триггеров.

Специфичной для счетчиков является операция инкремента (или декремента), т.е. изменение его содержимого на единицу. Счетчики, прежде всего, характеризуются модулем счета М, который определяет максимальное число состояний выходов счетчика. Модуль счета часто называют также коэффициентом деления частоты. Счетчики классифицируются по значению модуля, направлению счета, способу организации межразрядных связей.

По значению модуля счета различают двоичные (М=2ⁿ), двоично-кодированные с произвольным модулем, счетчики двоично-десятичные и др.

По направлению счета счетчики делятся на суммирующие (прямого счета), вычитающие (обратного счета) и реверсивные (с изменением направления счета).

По способу организации межразрядных связей различают счетчики с последовательным, параллельным и комбинированными переносами.

Двоичные счетчики имеют модуль счета, равный М=2ⁿ. В двоично-десятичных счетчиках модуль счета равен 10. Состояние выходов счетчиков, отображающее результат счета, выражается двоичным или двоично-десятичным кодом.

На рисунке 2.4 приведены функциональные схемы асинхронных суммирующих двоичных счетчиков, из которых видно, что можно использовать как триггеры, тактируемые фронтом, так и триггеры, тактируемые срезом. Триггеры в асинхронных счетчиках соединяются друг с другом последовательно. Количество триггеров в счетчиках зависит от требуемого модуля счета.

Рисунок 2.4 Схемы суммирующих счетчиков

В стандартные серии микросхем входит большое количество двоичных и двоично-десятичных счетчиков. К последовательным счетчикам относятся ИС типа ИЕ5, ИЕ15 (ИЕ14), ИЕ19 (ИЕ20). Причем в счетчике ИЕ15 имеются входы предварительной загрузки числа. К реверсивным счетчикам относятся микросхемы ИЕ7 (ИЕ6), ИЕ13, ИЕ17, ИЕ18. Реверсивные счетчики, как правило, имеют входы предварительной загрузки числа. Параллельные суммирующие счетчики представлены микросхемами ИЕ10 (ИЕ9).

Замечание: в скобках указаны двоично-десятичные счетчики.

Для получения счетчиков с коэффициентом пересчета больше М = 2ⁿ используется их каскадное включение. В последовательных счетчиках выход предыдущего счетчика соединяется с тактовым входом последующего, а их цепи установки или сброса объединяются. В реверсивных счетчиках, как правило, имеются специальные выходы группового переноса, которые соединяются с соответствующими счетными входами более “старшего” счетчика.

В качестве примера рассмотрим ИМС счетчика К555ИЕ6 (рисунок 2.5).

Рисунок 2.5 Условное графическое обозначение ИМС К555ИЕ6

Схема имеет: два счетных входа +1 и –1 для подачи счетных импульсов в режиме суммирующего и вычитающего счетчика; управляющий вход выбора режима работы V; выход переноса >9 и выход займа <0; вход R для установки выходов счетчика в "0"; четыре входа D1, D2, D4, D8 для занесения информации в параллельном коде и четыре выхода с каждого разряда счетчика 1,2,4,8.

Схема может работать в четырех режимах в зависимости от состояния установочных и управляющих входов: режим установки в "0", режим параллельной записи, режим хранения, режим счета.

Микросхемы памяти

ИМС запоминающих устройств (ЗУ) служат для хранения больших массивов информации и обмена ею с другими частями вычислительной машины или системы.

По способу записи и считывания информации ИМС ЗУ можно разделить на следующие типы:

- оперативные запоминающие устройства (ОЗУ), которые предназначены для хранения данных, участвующих в текущих вычислениях. В связи с этим, быстродействие ОЗУ во многом определяет скорость работы ЭВМ. В зависимости от способа построения ячейки памяти (ЯП) ОЗУ подразделяются на статические и динамические схемы памяти.

- постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) предназначены для хранения программ, констант, таблиц элементарных функций и т.д. В свою очередь, по способу записи информации они подразделяются на:

- масочные, информация в которые записывается в процессе производства;

- однократно программируемые или прожигаемые (ППЗУ), запись информации в которые осуществляется путем пережигания плавких перемычек, изготовленных, как правило, из тугоплавких металлов;

- многократно программируемые или репрограммируемые с ультрафиолетовым стиранием информации (РППЗУ);

- многократно программируемые с электрическим стиранием (ЭСППЗУ).

К основным характеристикам ЗУ относятся:

- емкость или максимально возможный объем хранимой информации. Емкость ЗУ обычно измеряют в Кбитах (1024 бита);

- организация ЗУ - количество и разрядность хранимых слов. Например, указание емкости ЗУ в виде 8Кх8 означает, что в ЗУ емкостью 64 Кбит хранится 8 К слов по 8 разрядов;

- быстродействие ЗУ оценивается временем считывания, записи и обращения. Временем считывания называется интервал времени между появлением сигнала считывания и моментом появления информации на выходе. Аналогично, временем записи называют время от момента появления сигнала записи до ее завершения. Обращением к ЗУ называют операцию, в результате которой происходит считывание или запись информации. Временем обращения является интервал между двумя последовательными обращениями к ЗУ.

При изучении данной темы нужно усвоить алгоритмы функционирования типовых устройств ВТ, их разновидности. Особое внимание следует уделить работе со справочной литературой при изучении промышленных типов микросхем рассматриваемых устройств.

Вопросы для самопроверки

1. Классификация триггеров по назначению.

2. Способы синхронизации триггеров.

3. Назначение и принцип действия триггеров RS, T, D типа.

4. Использование JK-триггера в качестве RS, T, D-триггеров.

5. Сравнительный анализ триггеров по степени помехозащищенности.

6. Примеры различных типов триггеров на интегральных микросхемах.

7. Определение, классификация и применение регистров.

8. Режим параллельного занесения информации в регистр.

9. Режим последовательного занесения информации в регистр.

10. Определение, классификация и применение счетчиков.

11. Режим параллельного занесения информации в счетчик К155ИЕ6.

12. Режим суммирования в счетчике К155ИЕ6.

13. Режим вычитания в счетчике на ИМС К155ИЕ6.

14. Назначение и классификация микросхем памяти.

15. Основные параметры микросхем памяти.

Вопросы для самопроверки

1. Какие логические устройства называются комбинационными?

2. Укажите назначение и области применения дешифраторов.

3. Принцип построения и работа линейных дешифраторов.

4. Принцип действия дешифраторов для семисегментных индикаторов.

5. Использование дешифраторов в качестве демультиплексоров.

6. Укажите назначение и области применения шифраторов.

7. Принцип построения одноразрядного полного сумматора.

8. Принцип построения многоразрядного двоичного сумматора.

УСТРОЙСТВА

Микропроцес