Перейти на главную страницу
образования «Дальневосточный государственный университет путей сообщения»
УТВЕРЖДАЮ |
Заведующий кафедрой |
Годяев А.И. |
подпись, Ф.И.О. |
«__» __________ 2011г. |
дисциплины «Технические средства дискретных устройств»
для специальности (ей)/направления подготовки 190400 «Системы обеспечения движения поездов»_____________________________________
Специальности 1904065 «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте»
Обсуждена на заседании кафедры «Автоматика и телемеханика»
« » 2011 г., протокол №
Одобрена на заседании методической комиссии института «Управление,
автоматизация и телекоммуникации»
полное наименование института
«__» ____________ 2011 г., протокол № ___
« » 2011 г., протокол № ___
№ |
Наименование элементов аннотации |
Содержание элементов |
1 |
Наименование дисциплины |
Технические средства дискретных устройств |
2 |
Институт/факультет |
Институт «Управление, автоматизация и телекоммуникации». |
3 |
Кафедра |
Автоматика и телемеханика. |
4 |
Связь с другими дисциплинами |
Для изучения дисциплины необходимы знания в области следующих дисциплин: Математика, Физика, Теоретические основы электротехники, Электроника; Знания и навыки (профессиональные компетенции*), получаемые студентами в результате изучения дисциплины, необходимы для изучения следующих дисциплин: Основы микропроцессорной техники, Теоретические основы автоматики, телемеханики и связи, Микропроцессорные информационно-управляющие системы и устройства железнодорожного транспорта, Каналообразующие устройства железнодорожной автоматики, телемеханики и связи, Системы железнодорожной автоматики, телемеханики и связи, Автоматика и телемеханика на перегонах, Станционные системы автоматики и телемеханики, Диспетчерская централизация, системы цифрового управления, Микропроцессорные системы диспетчерской централизации. |
5 |
Цели обучения, задачи обучения |
Целью преподавания дисциплины “ Технические средства дискретных устройств” (ТСДУ), является формирование у студентов знаний и навыков, необходимых для работы по специальности 19040265 «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте», а также успешного освоения дисциплин, связанных с изучением реальных систем железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. |
6 |
Специальности и формы контроля |
19040265 «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте». Зачёт. |
7 |
Количество кредитов* |
4. |
8 |
Компетенции* |
Указываются компетенции, на формирование которых направлено изучение дисциплины. |
1. ЦЕЛЬ, ПРЕДМЕТ ИЗУЧЕНИЯ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ.
В соответствии с учебной программой, основными организационными формами обучения студентов ТСДУ являются: лекции, лабораторные работы, расчётно-графическая работа, консультации, УИРС и НИРС. Лекции обеспечивают формирование у студентов системы знаний составляющих основу данного предмета и выполняют ответственные воспитательные функции. Расчётно-графическая работа и лабораторные работы позволяют закрепить и углубить полученные знания, сформировать систему навыков по использованию этих знаний, привить необходимое практическое умение. Консультации дают возможность учесть индивидуальные способности и наклонности студентов, позволяют своевременно оказать помощь в освоении учебного материала. Занятия УИРС и НИРС формируют у студентов способность творчески мыслить, применяя полученные знания в нестандартных ситуациях, развивают умение самостоятельно ставить и решать научные задачи способность отстаивать свое мнение. В ходе самостоятельной работы достигается действительно глубокое усвоение материала, позволяющее обучающемуся использовать свои знания в научных исследованиях и поиске выхода из нестандартных ситуаций, а не только для простого изложения полученной от преподавателя информации или решения уже рассматриваемых ранее типовых задач.
3. ОБЪЁМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ.
Планом и рабочей программой предусмотрено следующее распределение учебных часов по видам занятий:
Вид учебной работы |
Всего |
Семестры |
|
часов |
5 |
Общая трудоемкость дисциплины |
75 |
|
Аудиторные занятия: |
36 |
|
лекции |
18 |
* |
Лабораторные работы |
18 |
* |
Самостоятельная работа: |
39 |
* |
Расчётно-графическая работа |
|
* |
Вид итогового контроля |
|
зачёт |
Таблица 4.1.
Распределение дисциплины по разделам и виду занятий
№ п/п | Раздел дисциплины |
Лекции |
Практические занятия |
| Введение |
* |
|
1
| Технические средства построения схем комбинационных ДУ |
*
|
|
2
| Технические средства реализации специальных схем комбинационных ДУ |
|
*
|
3 |
Построение комбинационных схем на программируемых матрицах и мультиплексорах |
*
|
|
4 |
Технические средства реализации элементов памяти |
* |
* |
5 |
Типы, схемная реализация и алгоритм функционирования запоминающих устройств |
* |
* |
6 |
Технические средства реализации счётных схем |
* |
* |
7 |
Построение схем с использованием сдвиговых регистров |
* |
* |
8 |
Построение схем с использованием многофункциональных элементов |
* |
* |
9 |
Технические средства, используемые при построении конечных автоматов |
* |
|
10 |
Технические средства построения ДУ повышенной надёжности |
* |
|
11 |
Синтез схем железнодорожной автоматики с исключением опасных отказов |
*
|
*
|
12 |
Автоматы с микропрограммным управлением |
* |
|
Номер занятия (лекции, практического, семинарского, лабораторного занятия) |
Содержание занятия |
Кол-во часов |
1 |
Основные сведения об изучаемом предмете. Цель, предмет изучения, содержание и задачи дисциплины. Связь ТСДУ с другими дисциплинами. Дискретные элементы и устройства. Роль ДУ при построении различных системах автоматики телемеханики, связи и вычислительной техники. Примеры применения дискретных систем управления в промышленности, на железнодорожном транспорте и в технике связи. Особенности внедрения и использования дискретных систем управления на транспорте. При чтении раздела используется учебное телевидение и проекционная техника. Литература1-3. |
2 |
2 |
Дискретные элементы и дискретные устройства. Классификация, основные характеристики и параметры технических элементов дискретных устройств (ДУ). Основные понятия и определения, используемые при построении ДУ и ДЭ в железнодорожной автоматике, телемеханике и связи. При чтении раздела используется учебное телевидение проекционная техника. Литература 1-3.
|
2 |
3 |
Технические средства построения комбинационных схем. Функционально полные наборы логических элементов. Базис: «дизъюнкция, конъюнкция и инверсия». Базисы «И-НЕ», «ИЛИ-НЕ». Использование для построения комбинационных схем различных серийных наборов логических элементов. При чтении раздела используется учебное телевидение и проекционная техника. Литература 1.2.4.5.
|
2 |
4 |
Построения схем различных специальных комбинационных ДУ. Технические средства построения релейно-контактных схем с одним и несколькими выходами. Примеры использования технических средств при построении специальных комбинационных схем на контактах реле (шифраторы, дешифраторы, преобразователи кодов, и т.д.). Анализ и синтез комбинационных схем с использованием функционально полных наборов логических элементов. Примеры синтеза различных сумматоров, шифраторов, дешифраторов, преобразователей кодов на основе использования серийных интегральных микросхем. При чтении раздела используется учебное телевидение и проекционная техника. Литература 1.2.4.5.
|
2 |
5 |
Технические средства реализации специальных схем различных комбинационных ДУ. Серийно выпускаемые специальные комбинационные схемы. Различные типы шифраторов. Приоритетные шифраторы. Использование типовых технических средств при построении шифраторов с большим количеством информационных входов. Дешифраторы. Дешифратор с входным регистром памяти. Применение типовых технических средств при построении дешифраторов с большим количеством выходов. Преобразователи кода. Преобразователи двоичного кода в десятичный. Преобразователи двоичного кода в код управления светодиодной шкалой. Сумматоры. Одноразрядный неполный сумматор. Двухразрядный и четырёхразрядный сумматор. Построение из типовых схем много разрядных параллельных сумматоров с последовательными переносами. Пример использования других серийно выпускаемых элементов при синтезе специальных комбинационных схем различного назначения и конфигурации. При чтении раздела используется учебное телевидение и проекционная техника. Литература 1.2.4.5.
|
2 |
6 |
Построение комбинационных схем на программируемых логических матрицах. Технические средства реализации временных булевых функций. Использование ВБФ при синтезе ДУ на матричных структурах. Основные понятия и определения. Программируемые логические матрицы (ПЛМ). Синтез схем для реализации на основе использования ПЛМ. Матричные схемы. Реализация на ПЛМ булевых функций. Синтез сетей из ПЛМ. При чтении раздела используется учебное телевидение и проекционная техника. Литература 1.2.4.5. |
2 |
7 |
Построение комбинационных схем на мультиплексорах. Построение комбинационных схем на мультиплексорах. Селектор-мультиплексор данных. Технические средства реализации коммутаторов каналов. Использование демультиплексоров при реализации различных схем дискретных устройств. При чтении раздела используется учебное телевидение и проекционная техника. Литература 1.2.4.5.
|
2 |
8 |
Технические средства, используемые при реализации элементов памяти. Элементарные ячейки памяти. Логическое проектирование триггерных схем в различных функциональных базисах. Серийно реализуемые элементы, включающие синхронные и асинхронные триггеры. Двухступенчатые триггеры. Технические средства реализации различных триггерных схем. Этапы синтеза ДУ с памятью. При чтении раздела используется учебное телевидение и проекционная техника. Литература 1.2.4.5.
|
2 |
9 |
Технические средства реализации различных запоминающих устройств. Основные типы запоминающих устройств, их принципы построения и разновидности. Статические асинхронные ОЗУ. Постоянные запоминающие устройства. Репрограммируемые ПЗУ. Основные способы адресации запоминающих устройств. Использование запоминающих устройств в составе микропроцессорных систем. При чтении раздела используется учебное телевидение, компьютеры и проекционная техника. Литература 1-3,5.
|
2 |
10 |
Синтез схем синхронных и асинхронных дискретных устройств с использованием различных типовых элементов памяти. Методы синтеза синхронных и асинхронных ДУ на различных элементах памяти. Особенности построения асинхронных ДУ. Виды состязаний и способы их устранения. Кодирование состояний ДУ с учетом упрощения внутренней структуры. Декомпозиция ДУ. Пример использования запоминающих устройств для синтеза генератора кодовых последовательностей. При чтении раздела используется учебное телевидение, компьютеры и проекционная техника. Литература 1-3,5.
|
2 |
11 |
Технические средства реализации счётных схем. Принципы построения, используемых для реализации счётных схем, технических средств. Используемая при построении счётных схем элементная база. Проектирование двоичных синхронных и асинхронных счетчиков с различным модулем. Типовые двоичные и двоично-десятичные счётчики. Синхронные счетчики с заданным коэффициентом пересчета. Реверсивные счётчики. Проектирование специальных счетных схем. Технические средства реализации делителей частоты и схем выдержки времени. Использование серийных элементов для построения распределителей. При чтении раздела используется учебное телевидение, компьютеры и проекционная техника. Литература 1-3,5.
|
2 |
12 |
Проектирование цифровых схем на сдвиговых регистрах. Технические средства реализации регистров. Серийно выпускаемые типовые регистры. Особенности использования регистров для построения различных дискретных устройств. Адресные регистры. Разновидности сдвиговых регистров. Синтез различных цифровых схем на сдвиговых регистрах. При чтении раздела используется учебное телевидение, компьютеры и проекционная техника. Литература 1-3,5.
|
2 |
13 |
Синтез схем на многофункциональных элементах. Синтез схем на многофункциональных логических элементах. Синтез схем с использованием мультиплексоров. ПЗУ и их применение. Синтез схем с использованием ПЗУ. Проектирование цифровых схем на программируемых устройствах. При чтении раздела используется учебное телевидение и проекционная техника. Литература 1.2.4.
|
2 |
14 |
Технические средства, используемые при построении автоматов. Синтез конечных автоматов с использованием специальных технических средств. Примеры реализация синхронных и асинхронных автоматов. При чтении раздела используется учебное телевидение и проекционная техника. Литература 1.2.4.
|
2 |
15 |
Технические средства, используемые при построении дискретных устройств повышенной надёжности. Технические средства, используемые при синтезе дискретных устройств повышенной надёжности. Проблема надежности ДУ. Методы синтеза ДУ повышенной надежности. Резервирование. Надежные комбинационные схемы. Мажоритарная логика. Схемы с многократными связями. Синтез ДУ с обнаружением отказов. Синтез отказоустойчивых ДУ. Синтез схем с обнаружением отказов. Свойство самоконтроля. Построение самопроверяемых комбинационных схем. Кодирование состояний ДУ с обнаружением отказов корректирующеми кодами. Методы синтеза самопроверяемых ДУ с памятью. Самопроверяемые схемы контроля и сравнения. При чтении раздела используется учебное телевидение и проекционная техника. Литература 1.2.4.
|
2 |
16 |
Технические средства, используемые при построении контролепригодных дискретных устройств. Построение контролепригодных дискретных устройств. Легко диагностируемые комбинационные схемы. Схемы с минимальными стандартными тестами. Интаративные схемы. Контролепригодные типовые комбинационные схемы. Синтез легкодиагностируемых ДУ с памятью. Самоконтроль и самовосстановление ДУ. Синтез схем с обнаружением отказов. Построение самопроверяемых комбинационных схем. Кодирование состояний ДУ с обнаружением отказов корректирующеми кодами. Методы синтеза самопроверяемых ДУ с памятью. Самопроверяемые схемы контроля и сравнения. При чтении раздела используется учебное телевидение и проекционная техника. Литература 1.2.4.
|
2 |
17 |
Технические средства, используемые при синтезе схем железнодорожной автоматики с исключением опасных отказов. Методы исключения опасных отказов в системах железнодорожной автоматики. Пример синтеза ДУ железнодорожной автоматики с исключением опасных отказов. При чтении раздела используется учебное телевидение и проекционная техника. Литература 6-7.
|
2 |
18 |
Технические средства реализации автоматов с микропрограммным управлением. Структура автомата с микропрограммным управлением. Методология функционирования автомата с микропрограммным управлением и технические средства его реализации. При чтении раздела используется учебное телевидение и проекционная техника. Литература 6.
|
2 |
Для выполнения лабораторных работ используются специальные стенды, на каждом из которых размещен набор различных интегральных микросхем. Выводы каждой из микросхем подсоединяются к расположенным на передней панели гнездам, что позволяет собирать различные комбинационные схемы и схемы с памятью.
Для выполнения студентам предлагается следующий перечень лабораторных работ:
Номер занятия (лекции, практического, семинарского, лабораторного занятия) |
Содержание занятия |
Кол-во часов |
1 |
использование для построения комбинационных схем различных серийных наборов логических элементов |
2 |
2 |
технические средства реализации специальных комбинационных схем (шифраторы, дешифраторы, сумматоры, преобразователи кодов и т. д.); |
2 |
3 |
логическое проектирование специальных комбинационных схем с использованием типовых схем шифраторов, дешифраторов, сумматоров, преобразователей кодов и т. д. |
2 |
4 |
технические средства реализации различных типов триггерных схем |
2 |
5 |
технические средства реализации синхронных и асинхронных счетных схем |
2 |
6 |
построение схем ДУ на основе использования регистров сдвига; |
2 |
7 |
синтез дискретных устройств повышенной надёжности. |
4 |
Наряду с использованием для собирания и исследования синтезированных устройств, специальных стендов, предусмотрено применение компьютерных методов разработки данных устройств. Учитывая сложность и трудоёмкость проектирования, создаваемых в ходе лабораторных работ дискретных устройств, использование компьютерных методов приводит к интенсификации и повышению качества учебного процесса. Поэтому в состав лабораторного оборудования по ТДУ также входят персональные компьютеры. Для проверки работы и поиска неисправности в проектируемых схемах используется программное обеспечение Electronics Workbench. Перед тем как приступить к физической сборке синтезируемого дискретного устройства, студент исследует схему данного устройства с использованием компьютерных технологий. С этой целью в редакторе программы студентом выполняется следующая последовательность операций:
формирование электрической схемы анализируемого устройства с помощью встроенного редактора программы;
подключение к схеме необходимых для проверки её работоспособности, устройств и приборов;
активизация работы схемы для имитации функционирования исследуемого устройства;
сохранение результатов анализа для использования при оформлении лабораторной работы.
Во втором задании требуется осуществить синтез некоторого конечного автомата с исключением опасных отказов, заданного графом или автоматными таблицами. Состояния, входные и выходные сигналы автомата, а также элементная база его реализации выбираются студентом в соответствии с номером варианта.
Для выполнения расчётно-графической работы используются специально разработаны методически указания для студентов очной и для студентов заочной формы обучения «Анализ и синтез дискретных устройств».
8. МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ.
для проведения лабораторных работ используется аудитория № 314 и оборудованная персональными компьютерами, аудитория № 308;
для проведения консультаций по освоению лекционного материала и выполнению курсовой работы используется аудитория № 308.
8.2. Лабораторное оборудование.
8.3. Технические средства обучения.
10. Текущий контроль качества
Специальности 1904065 «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте»
09 10 2014
1 стр.
Магистерская программа: Эффективные теплоэнергетические системы предприятий и жкх
10 10 2014
1 стр.
Целью дисциплины является изучение Формирование научной основы для осознанного и целенаправленного использования полученных знаний при создании элементов, приборов и устройств микр
06 10 2014
1 стр.
Изучение дисциплины «Информатика и икт» должно включать знакомство с разными аспектами проникновения информационных технологий в сферу образования. Рассмотрим используемые техничес
18 12 2014
1 стр.
Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины вариативной части профессионального цикла студентами очной формы обучения по направлению подготовки 080100. 62 «Экономик
13 09 2014
5 стр.
Пути и средства решения технико-криминалистических задач современными методами и возможностями исследования
14 12 2014
3 стр.
Направление подготовки 220700 автоматизация технологических процессов и производств
10 10 2014
1 стр.
Рабочая программа дисциплины (модуля) (РП) составлена в соответствии с требованиями фгос впо, образовательного стандарта ниту «мисиС» на основании ооп и учебного(ых) плана
10 09 2014
1 стр.