Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Elektronika cyfrowa
Koordynator przedmiotu:
Janusz RZESZUT
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Informatyka
Grupa przedmiotów:
Przedmioty techniczne
Kod przedmiotu:
ECY
Semestr nominalny:
5 / rok ak. 2014/2015
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
120h przy założeniu, że 1 ECTS odpowiada około 30h pracy nakład pracy własnej studenta powinien odpowiadać co najmniej liczbie godzin zajęć z udziałem nauczycieli akademickich wykład 30h - wiedza ćwiczenia 15h - umiejętności praktyczne laboratorium 15h - umiejętności praktyczne i kompetencje społeczne konsultacje według potrzeb
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
2 ECTS co odpowiada 60h zajęć z udziałem nauczyciela akademickiego wykład 30h ćwiczenia 15h laboratorium 15h
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
1 ECTS laboratorium 15h
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia15h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
znajomość elementów i układów elektronicznych oraz teorii układów logicznych
Limit liczby studentów:
32
Cel przedmiotu:
Celem przedmiotu jest zapoznanie z podstawowymi problemami budowy i działania scalonych układów cyfrowych TTL i CMOS, metod konwersji cyfrowo-analogowej i analogowo-cyfrowej, oraz nabycie umiejętności samodzielnego projektowania zespołów funkcjonalnych z układów małej i średniej skali integracji.
Treści kształcenia:
Wykład Informacje ogólne, organizacja przedmiotu, literatura itd., elementy półprzewodnikowe, ich właściwości, wprowadzenie do realizacji funktorów logicznych; schemat bramki NAND, tabela prawdy, funkcje poszczególnych elementów struktury, poziomy logiczne L i H. (2h). Nominalne poziomy napięć, poziomy gwarantowane, odporności na zakłócenia, parametry dynamiczne. Czasy propagacji, min, max, typ i ich interpretacja; charakterystyki elektryczne: wejściowa, wyjściowa H, wyjściowa L, parametry prądowe - komplet, zysk logiczny, charakterystyka przejściowa, proces przełączania (2h). Technologia CMOS, tranzystor unipolarny, inwerter CMOS, charakterystyka przejściowa, pobór prądu, zjawisko zatrzaskiwania, odporność na ładunki statyczne, schematy funktorów; bramka transmisyjna, parametry statyczne i dynamiczne HC/HCT, układy niskonapięciowe (2h). Przerzutnik D, opis funkcjonalny, wpis L, wpis H, wejścia asynchroniczne; układy kombinacyjne średniej skali integracji, multipleksery, demultipleksery, realizacja funkcji logicznych na multiplekserach, adresowanie matrycowe, realizacja funkcji wielu zmiennych na demultiplekserach, kaskadowanie układów (2h). Przerzutniki, rejestry, rejestry przesuwające, liczniki, budowa, parametry (2h). kollokwium 1; (2h). Omówienie kollokwium , otwarty kolektor, wyznaczanie Rmax i Rmin, schematy funktorów NOT, AND, NOR, OR, EXOR (2h). Układy czasowe, opóźnienia RC, układy na bramkach, multiwibratory scalone retrygerowalne i nieretrygerowalne, właściwości funkcjonalne, budowa wewnętrzna, parametry; VCO; (2h). Bramki mocy, bufory trójstanowe, układy interfejsowe serii 75; schematy bramek innych rodzin LS,S, ALS, F, AS, właściwości, parametry, współpraca z tranzystorami zewnętrznymi, elementy stykowe, klawiatury 2key lockout i Nkey rollover; (2h) Linie długie, model linii bezstratnej, postać rozwiązania równania różniczkowego i jego interpretacja, linia otwarta, zwarta, dopasowana, współczynniki odbicia, wykresy Bergerona; (2h). Linia skrętkowa, linia koncentryczna, dopasowanie równoległe i szeregowe, transmisja napięciowa asymetryczna i symetryczna, układy nadajników i odbiorników linii, linie prądowe, nadajniki linii, standard RS232C, parametry linii, nadajniki, odbiorniki, szyna krótka, sterowniki szyny; (2h). Konwersja cyfrowo-analogowa, podstawy, układy sumatorów z wagami, drabinka prosta, drabinka odwrócona, konwersja prąd- napięcie, konwertery unipolarne, bipolarne, mnożące dwu- i czteroćwiartkowe, konwertery wizyjne; (2h) Konwersja analogowo-cyfrowa, zasada kwantyzacji, konwertery zliczające, śledzące, z aproksymacją krokową, flash, całkujące, sigma-delta, układy próbkująco-pamiętajace; analiza błędów konwerterów, monotoniczność, gubienie słów kodowych, procedury strojenia (2h) Pamięci półprzewodnikowe, klasyfikacja ROM, PROM, UV EPROM, EE PROM, SRAM, DRAM SDRAM, organizacja wewnętrzna, matryca pamięci, podstawowe komórki; typowe parametry, tryby pracy pamięci DRAM (2h). Logika programowana, struktury PAL, PLA, GAL, LCA, podstawowe parametry; (2h). notacje, symbole graficzne, rodzaje wejść i wyjść; Ćwiczenia C.1 - przerzutnik D, parametry dynamiczne, określanie fmax, fmax dla automatu synchronicznego, rozprowadzanie sygnału zegara, opóźnienia w torze zegara, blokowanie sygnału zegarowego; C.2 - automaty synchroniczne, przykład projektu od opisu słownego do schematu, przerzutniki JK master-slave, liczniki asynchroniczne, zmiana cyklu; C.3 - liczniki synchroniczne, zmiana cyklu, kaskadowanie liczników, fmax kaskady, liczniki rewersyjne,; C.4 - zastosowania multiwibratorów, przykłady kodów transmisyjnych: PE Manchester, generacja i dekodowanie, synchroniczna generacja impulsów; synchronizacja sygnałów zewnętrznych C.5 - kollokwium (2h); C.6 - omówienie kollokwium, wyświetlanie informacji cyfrowej, diody LED, parametry, sterowanie, wyświetlacze siedmiosegmentowe, dekodery, wyświetlanie statyczne C.7 - wyświetlanie dynamiczne, sterowanie impulsowe, częstotliwość zaniku migotania; wyświetlacze LCD, sterowanie bezpośrednie i multipleksowane, układy sterowników Laboratorium L.1 - parametry bramek i przerzutników; L.2 - układy kombinacyjne i sekwencyjne; L.3 - układy czasowe; L.4 - wyświetlanie informacji cyfrowej; L.5 - linie długie; L.6 - konwertery cyfrowo-analogowe i analogowo-cyfrowe;
Metody oceny:
dwa kollokwia w semestrze - 40 pkt egzamin pisemny - 60 pkt dyskusja wyników na laboratorium
Egzamin:
tak
Literatura:
M.Łakomy, J.Zabrodzki "Cyfrowe układy scalone" PWN 1986 M.Łakomy, J.Zabrodzki "Układy scoalone CMOS 1992" 1991 M.Łakomy, J.Zabrodzki "Scalone przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe" PWN 1992 Katalog układów cyfrowych TTL Texas Instruments J.Kalisz "Podstawy elektroniki cyfrowej" WkiŁ 1993 Grzybek, Misiurewicz "Półprzewodnikowe układy logiczne TTL" WNT 1982 W.Sasal "Układy scalone serii UCA64/UCY74" WkiŁ 1982 Internet - karty katalogowe układów scalonych Serwer Galera - karty katalogowe i opisy modułów laboratoryjnych
Witryna www przedmiotu:
brak
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt ECY_W01
zna podstawy procesów technologicznych wytwarzania układów scalonych TTL i CMOS
Weryfikacja: kollokwium, egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_W02, K_W08
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07, T1A_W04, T1A_W06, T1A_W07
Efekt ECY_W02
zna logikę Boole'a
Weryfikacja: kollokwium, egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_W01
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W07
Efekt ECY_W03
zna metody opisu właściwości układów scalonych, zna interpretację parametrów statycznych, dynamicznych i funkcjonalnych
Weryfikacja: kollokwium, egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_W07, K_W08
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W02, T1A_W04, T1A_W06, T1A_W07
Efekt ECY_W04
zna podstawowe zagadnienia transmisji sygnałów cyfrowych przez linie długie
Weryfikacja: kollokwium egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_W07
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W02
Efekt ECY_W05
zna metody konwersji cyfrowo-analogowej i analogowo-cyfrowej
Weryfikacja: kollokwium, egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_W07, K_W08
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W02, T1A_W04, T1A_W06, T1A_W07
Efekt ECY_W06
zna metody konstruowania bloków funkcjonalnych z układów scalonych
Weryfikacja: kollokwium, laboratorium
Powiązane efekty kierunkowe: K_W19
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W07

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt ECY_U01
potrafi opisać układ za pomocą funkcji logicznej
Weryfikacja: kollokwium laboratorium
Powiązane efekty kierunkowe: K_U01
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U09
Efekt ECY_U02
potrafi zaprojektować układ kombinacyjny, sekwencyjny, licznik o zadanej pojemności
Weryfikacja: kollokwium egzamin laboratorium
Powiązane efekty kierunkowe: K_U06, K_U08
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U02, T1A_U07, T1A_U04
Efekt ECY_U03
potrafi określić parametry zaprojektowanego układu, dokonać ich pomiaru, wyświetlić na oscyloskopie przebiegi sygnałów
Weryfikacja: laboratorium
Powiązane efekty kierunkowe: K_U02, K_U04
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U08, T1A_U09, T1A_U08, T1A_U09
Efekt ECY_U04
potrafi uruchomić układ, potrafi znaleźć uszkodzenie w układzie, zarówno dotyczące układów scalonych jak i połączeń
Weryfikacja: laboratorium
Powiązane efekty kierunkowe: K_U14
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U07, T1A_U09, T1A_U14
Efekt ECY_U5
potrafi pozyskać dane katalogowe układów i sporządzić dokumentację zaprojektowanego bloku funkcjonalnego
Weryfikacja: laboratorium
Powiązane efekty kierunkowe: K_U05, K_U07
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01, T1A_U15, T1A_U03

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt ECY_K01
potrafi pracować w zespole
Weryfikacja: ocena przez prowadzącego laboratorium
Powiązane efekty kierunkowe: K_K03
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K03
Efekt ECY_K02
potrafi kierować zespołem
Weryfikacja: ocena wyników pracy zespołu przez prowadzącego laboratorium
Powiązane efekty kierunkowe: K_K03, K_K04
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K03, T1A_K04