Цифрова схемотехніка
Спеціальність: Електроніка
Код дисципліни: 6.171.00.O.025
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Електронна інженерія
Лектор: Доктор філософії, асистент Качурак Юрій Михайлович
Семестр: 4 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Спеціальні (фахові, предметні) компетентності:
СК7. Здатність застосовувати творчий та інноваційний потенціал в синтезі інженерних рішень і в розробці конструкцій пристроїв та систем електроніки.
Результати навчання: Програмні результати навчання:
Р1. Описувати принцип дії за допомогою наукових концепцій, теорій та методів та перевіряти результати при проектуванні та застосуванні приладів, пристроїв та систем електроніки.
Р8. Визначати та ідентифікувати математичні моделі технологічних об’єктів при розробці у комп’ютерному середовищі нових складних електронних систем та виборі оптимального рішення.
Р9. Проектувати складні системи реального часу та засоби збору і обробки інформації, узгоджені з заданими інформаційними та програмними засобами шляхом застосування програмного забезпечення для вбудованих систем на основі мікроконтролерів.
Р11. Аргументувати нормативно-правові засади при впровадженні електронних пристроїв та систем; оцінювати переваги інженерних розробок, їх екологічність та безпечність; захищати власні світоглядні позиції та переконання у виробничій або соціальній діяльності.
Р13. Вміти засвоювати нові знання, прогресивні технології та інновації, знаходити нові нешаблонні рішення і засоби їх здійснення; відповідати вимогам гнучкості в подоланні перешкод та досягненні мети, раціонального використання та нормування часу, дисциплінованості, відповідальності за свої рішення та діяльність.
Р18. Застосовувати методи математичного моделювання і оптимізації електронних систем для розробки автоматизованих та роботизованих виробничих комплексів.
Комунікація:
К2. Використання комунікативної компетентності для ефективної взаємодії в різних сферах спілкування; відбір і систематизація інформаційних матеріалів з метою спілкування у професійній сфері.
Автономія і відповідальність:
АВ7. Здатність оцінювати вплив технічних та організаційних факторів на продуктивність праці та ефективність виробництва.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Пререквізити:
Вища математика. Аналогова схемотехніка.
Кореквізити:
Елементна база твердотільної електроніки.
Інструментальні програмні засоби для проектування електронної техніки.
Короткий зміст навчальної програми: Програма навчальної дисципліни “Цифрова схемотехніка” укладена для студентів інституту телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки, які навчаються за спеціальністю Електроніка.
Навчальна дисципліна присвячена вивченню теоретичних основ цифрової техніки, основ булевої алгебри, основих базисів логічних елементів, комбінаційних пристроїв цифрової схемотехніки, послідовних пристроїв цифрової техніки, цифро-аналогових та аналого-цифрових перетворювачів. Під час вивчення дисципліни розглядаються основні принципи функціонування цифрових електронних приладів, робота з двійковою системою числення, логічними функціями. Вивчається робота комбінаційних, арифметичних та послідовних пристроїв цифрової техніки, лічильників, цифро-аналогових та аналогово-цифрових перетворювачів (ЦАП, АЦП).
Опис: Під час вивчення дисципліни «Цифрова схемотехніка» розглядаються наступні теми:
- Математичні основи цифрової техніки Відображення інформації у цифровій техніці. Системи числення та кодування, двійкова арифметика, основні поняття булевої алгебри. Визначення, позначення та форми зображення логічних функцій.
- Імпульсні схеми на логічних елементах Формувачі імпульсів, генератори імпульсів.
- Комбінаційні пристрої цифрової техніки Шифратори, дешифратори, мультиплексори та демультиплексори.
- Арифметичні пристрої цифрової техніки Комбінаційні суматори, накопичувальні суматори.
- Послідовні пристрої цифрової техніки Тригери, регістри, регістри зсуву, регістри пам’яті, реверсивні регістри.
- Лічильники Лічильники та реверсивні лічильники, класифікація та особливості
- Цифро-аналогові та аналого-цифрові перетворювачі Взаємні перетворення цифрового та аналогово сигналів. Класифікація та види ЦАП, АЦП, їх принципи роботи.
- Інтегральні запам’ятовувальні пристрої Оперативні запам’ятовуючі пристрої, постійні запам’ятовуючі пристрої, програмовані логічні матриці.
Методи та критерії оцінювання: Поточний контроль у формі перевірки викладачем виконаних лабораторних робіт. Підсумковий контроль у формі екзамену.
Критерії оцінювання результатів навчання: Для оцінювання результатів навчання здобувачів освіти за дисципліною «Цифрова схемотехніка» використовується 100-бальна шкала. З якої 30 балів виноситься для оцінки виконання здобувачем лабораторних робіт. Та 70 балів припадає на екзамен з дисципліни (50 балів письмова компонента, 20 балів усна компонента).
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Мікросхемотехніка. Підручник за редакцією З.Ю.Готри / Гельжинський І.І, Голяка Р.Л., Готра З.Ю, Марусенкова Т.А. – Львів: Ліга-Прес. 2015. – 492 с.
2. Схемотехніка електронних систем: підруч. для студ. техн. спец. вищ. навч. загл. : [ у 3 кн.]. Кн. 2:Цифрова схемотехніка/ Бойко В. І., Гуржій А. М., Жуйков В. Я..– 2-ге вид., допов. і переробл.– К.: Вища шк., 2004.– 423 с.
3. ЗУБЧУК, Віктор Іванович; ДЕЛАВАР-КАСМАІ, Мохаммад. Цифрова схемотехніка: навчальний посібник для самостійної роботи студентів. 2021.
4. Капустій Б. О. Схемотехніка аналогових та цифрових мікросхем: навч. посіб. для студ. радіоелектрон. спец. вищ. закл. освіти України / Капустій Б. О., Кіселичник Д. М., Віхоть В. І.; Нац. ун-т "Львів. політехніка".– Л.:Вид-во Нац. ун-ту "Львів. політехніка", 2001.– 93 с.
5. Макаренко, Володимир Васильович, and Віктор Михайлович Співак. "Цифрова схемотехніка. Моделювання та аналіз." (2021).
6. Рицар Б. Є., Цифрова техніка:навч. посіб. для радіотехн. спец / Львів. політехн. ін-т.– К:НМК, 1991.– 371 с.
7. Демиденко, М. І., & Руденко, О. А. (2023). Навчальний посібник з дисципліни «Комп’ютерна схемотехніка та архітектура комп’ютерів».
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).
Цифрова схемотехніка (курсовий проєкт)
Спеціальність: Електроніка
Код дисципліни: 6.171.00.O.027
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Електронна інженерія
Лектор: Доктор філософії, асистент Качурак Юрій Михайлович
Семестр: 4 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Спеціальні (фахові, предметні) компетентності:
СК7. Здатність застосовувати творчий та інноваційний потенціал в синтезі інженерних рішень і в розробці конструкцій пристроїв та систем електроніки.
Результати навчання: Програмні результати навчання:
Р1. Описувати принцип дії за допомогою наукових концепцій, теорій та методів та перевіряти результати при проектуванні та застосуванні приладів, пристроїв та систем електроніки.
Р8. Визначати та ідентифікувати математичні моделі технологічних об’єктів при розробці у комп’ютерному середовищі нових складних електронних систем та виборі оптимального рішення.
Р9. Проектувати складні системи реального часу та засоби збору і обробки інформації, узгоджені з заданими інформаційними та програмними засобами шляхом застосування програмного забезпечення для вбудованих систем на основі мікроконтролерів.
Р11. Аргументувати нормативно-правові засади при впровадженні електронних пристроїв та систем; оцінювати переваги інженерних розробок, їх екологічність та безпечність; захищати власні світоглядні позиції та переконання у виробничій або соціальній діяльності.
Р13. Вміти засвоювати нові знання, прогресивні технології та інновації, знаходити нові нешаблонні рішення і засоби їх здійснення; відповідати вимогам гнучкості в подоланні перешкод та досягненні мети, раціонального використання та нормування часу, дисциплінованості, відповідальності за свої рішення та діяльність.
Р18. Застосовувати методи математичного моделювання і оптимізації електронних систем для розробки автоматизованих та роботизованих виробничих комплексів.
Комунікація:
К2. Використання комунікативної компетентності для ефективної взаємодії в різних сферах спілкування; відбір і систематизація інформаційних матеріалів з метою спілкування у професійній сфері.
Автономія і відповідальність:
АВ7. Здатність оцінювати вплив технічних та організаційних факторів на продуктивність праці та ефективність виробництва.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Пререквізити:
Вища математика. Аналогова схемотехніка.
Кореквізити:
Елементна база твердотільної електроніки.
Інструментальні програмні засоби для проектування електронної техніки.
Короткий зміст навчальної програми: Курсовий проект присвячений вивченню процесу розробки та проведення модельних досліджень цифрового пристрою на основі логічних елементів, генератора імпульсів, та цифрового пристрою на основі МДН матриці та флеш-пам'яті. На основі проведених досліджень проводиться перевірка функціонування моделі пристрою за допомогою програмного симулятора.. Розглядаються варіанти застосування різних видів пам'яті, та цифрових пристроїв.
Опис: Етапи виконання курсового проекту:
1. Ознайомлення з завданням, методологією виконання курсового проекту (курсової роботи) та уточнення варіанту завдання.
2. Розробка та модельні дослідження цифрового пристрою на основі логічних елементів 2I-НЕ, що формує послідовність 16-ти імпульсів.
3. Розробка та модельні дослідження генератора імпульсів.
4. Розробка та модельні дослідження цифрового пристрою на основі матриці МДН.
5. Перевірка працездатності вузлів з допомогою програмного симулятора.
6. Дослідження принципу функціонування Flash пам’яті та параметрів (Datasheet) однієї з цифрових мікросхем.
7. Модельні дослідження Flash пам’яті.
8. Захист курсової роботи.
Методи та критерії оцінювання: 1. Поточний контроль у формі перевірки викладачем частин курсового проекту згідно з описом етапів виконання курсового проекту.
2. Підсумковий контроль у формі захисту курсового проекту.
Критерії оцінювання результатів навчання: 1. Поточний контроль у формі перевірки викладачем частин курсового проекту згідно з описом етапів виконання курсового проекту.
2. Підсумковий контроль у формі захисту курсового проекту.
• Поточний контроль - 40%.
• Перевірка тексту і графічної частини курсового проекту – 20%.
• Захист курсового проекту – 40%.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Методичні вказівки для виконання курсової роботи з дисципліни «Цифрова схемотехніка».
2. Мікросхемотехніка. Підручник за редакцією З.Ю.Готри / Гельжинський І.І, Голяка Р.Л., Готра З.Ю, Марусенкова Т.А. – Львів: Ліга-Прес. 2015. – 492 с.
3. ЗУБЧУК, Віктор Іванович; ДЕЛАВАР-КАСМАІ, Мохаммад. Цифрова схемотехніка: навчальний посібник для самостійної роботи студентів. 2021.
4. Демиденко, М. І., & Руденко, О. А. (2023). Навчальний посібник з дисципліни «Комп’ютерна схемотехніка та архітектура комп’ютерів».
5. Whitaker, J. C., Kryder, M. H., Shackelford, J. F., Tripathi, V. K., DeSantis, G., Fabricius, E. D., ... & Lev-Ari, H. (2018). The electronics handbook. Crc Press.
6. Emery, Ronald C. Digital circuits: logic and design. CRC Press, 2020.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).