Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате изучения дисциплины студент должен обладать следующими компетенциями:

-способен собирать и анализировать исходные информационные данные для проектирования технологических процессов изготовления продукции, средств и систем автоматизации, контроля, технологического оснащения, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством (ПК-1);

-способен участвовать в разработке проектов модернизации действующих производств, создании новых (ПК-9);

-способен выбирать средства автоматизации технологических процессов и производств (ПК-11);

-способен разрабатывать проектную и рабочую техническую документацию в области автоматизации технологических процессов и производств, управления жизненным циклом продукции и ее качеством, оформлять законченные проектно-конструкторские работы (ПК-13); -способен выполнять работы по расчету и проектированию средств и систем автоматизации, контроля, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством в соответствии с техническими заданиями и использованием стандартных средств автоматизации расчетов и проектирования (ПК-18);

-способен участвовать в разработке проектов по автоматизации производственных и технологических процессов, технических средств и систем автоматизации, контроля, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством (ПК-19);

-способен к практическому освоению и совершенствованию систем автоматизации производственных и технологических процессов, контроля, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством (ПК-20);

-способен выполнять работы по автоматизации технологических процессов и производств их обеспечению средствами автоматизации и управления; использовать современные методы и средства автоматизации, контроля, диагностики, испытаний и управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством (ПК-21);

-способен разрабатывать локальные поверочные схемы и выполнять проверку и отладку систем и средств автоматизации технологических процессов, контроля, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством, а также их ремонт (ПК-23);

-способен участвовать в разработке и практическом освоении средств, систем автоматизации и управления производством продукции, ее жизненным циклом и качеством, подготовке планов освоения новой техники, составлении заявок на проведение сертификации (ПК-35);

-способен составлять графики работ, заказы, заявки, инструкции, схемы, пояснительные записки и другую техническую документацию, а также установленную отчетность по утвержденным формам в заданные сроки (ПК-37);

-способен изучать и анализировать необходимую информацию, технические данные, показатели и результаты работы, обобщать их и систематизировать, проводить необходимые расчеты с использованием современных технических средств и программного обеспечения (ПК-38);

-способен к участию в работах по моделированию продукции, технологических процессов, производств, средств и систем автоматизации, контроля, диагностики, испытаний и управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством с использованием современных средств автоматизированного проектирования (ПК-40);

-способен выполнять работы по наладке, настройке, регулировке, опытной проверке, регламентному техническому, эксплуатационному обслуживанию оборудования, средств и систем автоматизации, контроля, диагностики, испытаний и управления, средств программного обеспечения, сертификационным испытаниям изделий (ПК- 48);

В результате изучения дисциплин студент должен:

знать:

параметры современных полупроводниковых устройств: усилителей, генераторов, вторичных источников питания, цифровых преобразователей, микропроцессорных управляющих и измерительных комплексов;

уметь:

выбирать средства при проектировании систем автоматизации управления, программировать и отлаживать системы на базе микроконтроллеров;

владеть:

навыками работы с электротехнической аппаратурой и электронными устройствами;

Содержание дисциплины.

1. Основные понятия. Электронные приборы и устройства.

История развития электронной техники. Особенности полупроводниковой техники, ее характеристики и сферы применения.

2. Технологические основы и элементы полупроводниковой электроники.

2.1 Структура P-N перехода. Прямое и обратное смещение. Полупроводниковые диоды. Структура, условное обозначение, ВАХ и параметры диодов.

2.2 Биполярные транзисторы. Структура транзистора, назначение выводов. Прямые и обратные транзисторы. Схемы включения с ОК, ОЭ, ОБ. Активный режим, режимы насыщения и отсечки. Входные и выходные характеристики транзисторов. Параметры транзисторов.

2.3 Полевые транзисторы. Особенности структуры и принцип действия. Области применения и условное обозначение.

2.4 Тиристоры. Назначение, структура, принцип действия, ВАХ. Условия запирания и открытого состояния тиристоров. Диаграммы работы. Параметры тиристоров. Разновидности тиристоров.

3. Типовые транзисторные каскады и узлы.

3.1 Транзисторные усилители. Схема простейшего усилительного каскада. Назначение элементов схемы. Понятие рабочей точки усилителя. Статический и динамический режимы. Диаграммы напряжений. Графическая иллюстрация принципа работы усилителя. Понятие нелинейных искажений и условия их снижения. Диаграммы нелинейных искажений.

3.2 Транзисторный ключ. Понятие и схема простейшего транзисторного ключа. Условия насыщения и отсечки. Графическая иллюстрация режимов. Диаграммы работы. Схема ключевого каскада с дополнительным смещением. Схема ключа с форсирующим конденсатором. Диаграммы работы.

4. Логические и запоминающие цифровые элементы.

4.1 Системы счисления и цифровые коды. Понятие логических 1 и 0. Двоичная, двоично-десятичная и шестнадцатиричная системы. Переход из различных систем.

4.2 Законы и правила алгебры логики. Преобразование логических выражений. Простейшие логические элементы. Специальные типы логических элементов. Элементы с высокоимпедансным состоянием. Микросхемы с открытым коллектором. Двунаправленные элементы. Буферы - формирователи.

4.3 Разновидности триггеров в интегральном исполнении. Понятие синхронных и асинхронных триггеров.RS-триггер. D-триггер. Т-триггер. JK-триггер. Режимы предустановки. Схемы, условное обозначение и диаграммы работы.

5. Комбинационные (сумматоры, распределители, дешифраторы) и последовательностные (триггеры, счетчики, регистры) цифровые узлы.

5.1 Комбинационные логические схемы. Дешифраторы и шифраторы. Принципы построения схем и функционирования. Схемы сравнения кодов (цифровые компараторы). Неполные и полные сумматоры. Мультиплексоры и демультиплексоры (цифровые коммутаторы). Контроль паритета.

5.2 Счетчики и делители. Понятие счетчика импульсов. Суммирующие счетчики. Вычитающие счетчики. Реверсивные счетчики. Двоично-десятичные счетчики. Счетчики с произвольным коэффициентом счета. Распределители импульсов.

5.3 Регистры. Понятие и назначение регистров. Регистры памяти. Регистры сдвига. Условное обозначение, диаграммы работы.

6. Запоминающие устройства.

Типы запоминающих устройств. Оперативные ЗУ. Адресные входы и входы выходы данных. Организация микросхем. Выбор микросхем. Типы постоянных ЗУ. Организация и условное обозначение. Понятие и организация многостраничной памяти.

7. Программируемые логические интегральные схемы.

Понятие программируемых логических матриц. Принципы организации и программирования.

8. Арифметические и логические устройства обработки цифровых данных.

Назначение и структура арифметико-логических устройств. Принципы функционирования.

9. Микропроцессоры и микроконтроллеры.

9.1 Общие понятия микропроцессорной техники. Шинная организация микропроцессоров (МП). Адресная шина, шина данных и шина управления. Объем адресного пространства. Быстродействие микропроцессоров. Микропроцессорные комплекты.

9.2 Общая структура микропроцессора и его функционирование. Понятие и назначение аккумулятора, общих регистров, программного счетчика, указателя стека и регистра признаков. Архитектура микропроцессорной системы. Назначение шинных формирователей, системного контроллера, оперативного и постоянного запоминающих устройств, адресных дешифраторов, устройств ввода - вывода, контроллера прерывания.

9.3 Режимы работы МП-систем. Программный режим. Понятие длины команды и операнда. Состояние программного счетчика при выполнении команд. Режим обслуживания подпрограмм. Распределение памяти. Работа со стеком. Состояние указателя стека при выполнении подпрограмм. Режим прерывания. Понятие вектора прерывания.

9.4 Структура команд и методы адресации. Основы программирования на языке Ассемблера. Команды одно и двухбайтных пересылок, команды ввода - вывода, команды арифметических и логических операций, команды условных и безусловных переходов, команды вызовы и возврата в подпрограммы.

10. Интерфейсные устройства. Понятие портов ввода-вывода. Адресация интерфейсных устройств. Организация контроллеров дисплея, клавиатуры. Виды опроса датчиков в микропроцессорных системах. Последовательные и параллельные порты.

11. Аналогово-цифровые преобразователи.

Аналого-цифровые преобразователи. Назначение, структурная схема и диаграмма ее работы. Цифро-аналоговые преобразователи. Назначение, принцип построения и функционирование. Матрица типа R - 2R.

12. Аналоговая схемотехника на основе операционных усилителей.

12.1 Операционные усилители (ОУ).Назначение и условное обозначение. Переходная характеристика. Схемы неинвертирующего и инвертирующего ОУ. Обратная связь в ОУ. Параметры ОУ.

12.2 Операционные схемы. Схема сумматора. Схема интегратора. Схема дифференциатора. Принципы и диаграммы работы.

13. Силовые электронные устройства и источники вторичного электропитания.

13.1 Каскады усиления мощности. Схема усилителя класса А. Назначение элементов. Понятие защиты от противоЭДС. Схема и особенности усилителя класса В. Принцип двухтактного усиления. Усилители класса С. Области применения.

13.2 Выпрямительные диодные схемы. Однополупериодная, мостовая и трехфазные схемы выпрямления. Режимы работы диодов и диаграммы выходных напряжений.

14. Электромагнитная совместимость электронных приборов.

Понятие гальванической развязки. Оптоэлектронные приборы. Светоизлучающие и поглащающие приборы. Назначение и принцип действия. Оптопары. Условное обозначение. Разновидности оптронов. Схемы включения в цепи СЧПУ.

Аннотация учебной дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация»

Дата добавления: 2015-07-10