monter sieci i urzadzen telekomunikacyjnych 725[02] o1 04 n

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Hanna Grządziel

Wykonywanie badań i pomiarów układów cyfrowych
stosowanych w telekomunikacji
725

[02].O1.04

Poradnik dla nauczyciela

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2006

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Recenzenci:

mgr inż. Anna Górska

mgr inż. Beata Miętus

Opracowanie redakcyjne:

mgr inż. Hanna Grządziel

Konsultacja:

mgr inż. Andrzej Zych

Korekta:

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 725[02].O1.04
„Wykonywanie badań i pomiarów układów cyfrowych stosowanych w telekomunikacji”
zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu Monter sieci i urządzeń
telekomunikacyjnych.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Przykładowe scenariusze zajęć

5. Ćwiczenia

5.1. Sygnał cyfrowy i pozycyjne systemy liczbowe

5.1.1. Ćwiczenia

5.2. Synteza układów kombinacyjnych

5.2.1. Ćwiczenia

5.3. Komutacyjne i arytmetyczne układy cyfrowe

5.3.1. Ćwiczenia

5.4. Układy sekwencyjne -liczniki, rejestry

5.4.1. Ćwiczenia

5.5. Pamięci i układy mikroprocesorowe

5.5.1. Ćwiczenia

6. Ewaluacja osiągnięć ucznia

7. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Przekazujemy Państwu Poradnik dla nauczyciela „Wykonywanie badań i pomiarów

układów cyfrowych stosowanych w telekomunikacji”, który będzie pomocny w prowadzeniu
zajęć dydaktycznych w szkole kształcącej w zawodzie monter sieci i urządzeń
telekomunikacyjnych 725[02].

W poradniku zamieszczono:

−

wymagania wstępne,

−

wykaz umiejętności, jakie uczeń opanuje podczas zajęć,

−

przykładowe scenariusze zajęć,

−

propozycje ćwiczeń, które mają na celu wykształcenie u uczniów umiejętności
praktycznych,

−

wykaz literatury.

Wskazane jest, aby zajęcia dydaktyczne były prowadzone różnymi metodami ze
szczególnym uwzględnieniem:

−

ćwiczeń praktycznych,

−

ćwiczeń laboratoryjnych,

−

tekstu przewodniego,

−

metody projektów,

−

metody symulacyjnej,

−

pokazu z objaśnieniem.

Formy organizacyjne pracy uczniów mogą być zróżnicowane, począwszy od

samodzielnej pracy uczniów do pracy w zespołach dwuosobowych.

W celu przeprowadzenia sprawdzianu wiadomości i umiejętności ucznia, nauczyciel

może posłużyć się zamieszczonym w rozdziale 6 zestawem zadań testowych, zawierającym
różnego rodzaju zadania. Zadanie praktyczne realizowane jest w formie projektu
długoterminowego wykonywanego przez uczniów w grupie dwuosobowej.

W tym rozdziale podano również:

−

plan testu w formie tabelarycznej,

−

punktacje zadań,

−

propozycje norm wymagań,

−

instrukcję dla nauczyciela,

−

instrukcję dla ucznia,

−

kartę odpowiedzi,

−

zadanie praktyczne,

−

umowę o realizację projektu,

−

kartę oceny projektu wraz z kryteriami oceny.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

725[02].O1

Pomiar parametrów elementów

i układów elektronicznych

725[02].O1.05

Analiza działania oraz zastosowania

podstawowych maszyn i urządzeń

elektrycznych

725[02].O1.03

Wykonywanie badań i pomiarów układów

analogowych stosowanych

w telekomunikacji

725[02].O1.01

Wykonanie badań i pomiarów obwodów

prądu stałego

725[02].O1.02

Wykonywanie badań i pomiarów obwodów

prądu przemiennego

725[02].O1.04

Wykonywanie badań i pomiarów

układów cyfrowych stosowanych

w telekomunikacji

Schemat układu jednostek modułowych w module 725[02].O1

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej „Wykonywanie badań

i pomiarów układów cyfrowych stosowanych w telekomunikacji” uczeń powinien umieć:
– stosować podstawowe prawa elektrotechniki,
– interpretować podstawowe zjawiska z zakresu elektrotechniki występujące w obwodach

prądu stałego i zmiennego,

– rozpoznać na podstawie wyglądu oraz symbolu elementy elektroniczne,
– analizować proste układy prądu stałego i zmiennego,
– obliczać i oszacować podstawowe wielkości elektryczne w układach prądu stałego

i zmiennego,

– dobierać przyrządy pomiarowe do pomiarów w układach prądu stałego i zmiennego
– rysować prosty układ pomiarowy,
– planować pomiary w obwodach prądu stałego i zmiennego,
– organizować stanowisko pomiarowe,
– łączyć układy zgodnie ze schematem,
– dokonywać pomiarów podstawowych wielkości elektrycznych w układach prądu stałego

i zmiennego,

– analizować i interpretować wyniki pomiarów oraz wyciągać wnioski praktyczne,
– przedstawiać wyniki w formie tabeli i wykresu,
– odczytywać informację z tabeli lub wykresu,
– demonstrować efekty wykonywanych pomiarów,
– przewidywać zagrożenia dla życia i zdrowia w czasie realizacji ćwiczeń,
– udzielać pierwszej pomocy w przypadkach porażenia prądem elektrycznym,

−

stosować procedurę postępowania w sytuacji zagrożenia,

−

korzystać z różnych źródeł informacji.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej uczeń powinien umieć:

–

zakodować liczby w kodzie binarnym, heksadecymalnym i BCD,

–

zastosować podstawowe prawa algebry Boole’a,

–

rozpoznać na podstawie symbolu graficznego i katalogowego podstawowe elementy
cyfrowe i technologie ich wykonania,

–

rozróżnić funkcje podstawowych układów cyfrowych,

–

przeanalizować działanie prostych układów cyfrowych na podstawie schematów
logicznych,

–

przeanalizować działanie układów cyfrowych na podstawie schematów blokowych,

–

określić podstawowe zastosowania elementów i układów cyfrowych,

–

obsłużyć urządzenia do testowania elementów układów cyfrowych,

–

zinterpretować wyniki pomiarów w układach cyfrowych oraz wyciągać wnioski
praktyczne,

–

skorzystać z katalogów układów cyfrowych różnych technologii,

–

połączyć proste układy do badania elementów cyfrowych i bloków funkcjonalnych,

–

wykryć usterki w układach cyfrowych,

–

przewidzieć zagrożenia dla życia i zdrowia w czasie realizacji ćwiczeń.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. PRZYKŁADOWE SCENARIUSZE ZAJĘĆ

Scenariusz zajęć 1

Osoba prowadząca ……………………………………………….
Modułowy program nauczania:

Monter sieci i urządzeń telekomunikacyjnych 725[02]

Moduł:

725[02].O1 Pomiar parametrów elementów i układów elektronicznych

Jednostka modułowa: 725[02].O1.04 Wykonywanie badań i pomiarów układów cyfrowych
stosowanych w telekomunikacji

Temat: Projektowanie układów logicznych

Cel ogólny: kształtowanie umiejętności projektowania i analizy działania układów

logicznych.

Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń potrafi:

−

opisać działanie układu za pomocą komentarza słownego i tabeli działania,

−

zapisać funkcję logiczną opisująca działanie projektowanego układu,

−

uprościć te funkcje,

−

narysować schemat logiczny projektowanego układu,

−

opracować symulację komputerową projektowanego układu,

−

opracować wykaz układów scalonych niezbędnych do realizacji układu,

−

korzystając z zestawów dydaktycznych połączyć układ zgodnie ze schematem,

−

sprawdzić poprawność działania układu,

−

zlokalizować przyczynę niepoprawnego działania.

Metody nauczania–uczenia się:

−

pokaz z objaśnieniem, ćwiczenia praktyczne.

Formy organizacyjne pracy uczniów:

−

praca indywidualna.

Czas:

180 min.

Środki dydaktyczne:

−

zadanie dla ucznia z opisem słownym założeń do projektu,

−

stanowisko laboratoryjne do badania układów cyfrowych wyposażone w podstawowe
przyrządy pomiarowe i zestawy układów do badań,

−

stanowisko komputerowe z programem do symulacji pracy układów cyfrowych,

−

przybory do pisania,

−

poradnik ucznia,

−

literatura [3,6,9].

Przebieg zajęć:

1. Sprawy organizacyjne.
2. Nawiązanie do tematu, omówienie celów zajęć.
3. Zorganizowanie stanowiska pracy do wykonania ćwiczenia.
4. Realizacja tematu:

−

Każdy uczeń wykonuje projekt układu zgodnie z założeniami zawartymi w treści

zadania – rysuje schemat i sporządza wykaz elementów /układów scalonych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

Po opracowaniu schematu logicznego układu uczeń przystępuje do opracowania

symulacji komputerowej zaprojektowanego układu (w razie trudności korzysta
z pomocy nauczyciela). Sprawdza poprawność działania układu.

−

Kolejnym etapem pracy jest sprawdzenie czy na stanowisku laboratoryjnym są

dostępne zawarte w opracowanym wykazie układy scalone. Jeśli to konieczne uczeń
modyfikuje schemat logiczny układu. Sprawdza poprawność modyfikacji w programie
symulacyjnym.

−

Korzystając z układów dostępnych na stanowisku laboratoryjnym łączy układ

zgodnie ze schematem i sprawdza poprawność działania.

−

Jeśli układ działa niepoprawnie lokalizuje przyczynę.

Nauczyciel nadzoruje pracę uczniów, pomaga i podpowiada najlepsze rozwiązania.

5. Po wykonaniu połączeń uczeń próbuje dokonać analizy działania układu i wykonanego

ćwiczenia.

6. Uczeń wskazuje na swoje mocne i słabe strony.
7. Nauczyciel analizuje prace ucznia i stwierdza czy uczeń robi postępy w samodzielnym

rozwiązywaniu problemów.

8. Uczniowie prezentują swoje prace: symulacje komputerowe zaprojektowanego układu

oraz działanie układu rzeczywistego w kolejności wykonywania.

9. Klasa wspólnie z nauczycielem dokonuje oceny prac.

Zakończenie zajęć

Praca domowa

Opracuj dokumentację wykonanego projektu. Nadaj tytuł, zapisz założenia wynikające
z treści zadania. Dokumentacja powinna ponadto zawierać schemat układu, wykaz układów
scalonych, warunki zasilania, wydruki przebiegów czasowych dla układu symulowanego oraz
wyniki badan układu rzeczywistego. Starannie opracuj wnioski z realizacji tego zadania.

Sposób uzyskania informacji zwrotnej od ucznia po zakończonych zajęciach:

−

Analiza opracowanych dokumentacji projektowych ze szczególnym uwzględnieniem

wniosków sformułowanych przez uczniów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Scenariusz zajęć 2

Osoba prowadząca ……………………………………………….

Modułowy program nauczania:

Monter sieci i urządzeń telekomunikacyjnych 725[02]

Moduł:

725[02].O1 Pomiar parametrów elementów i układów elektronicznych

Jednostka modułowa: 725[02].O1.04 Wykonywanie badań i pomiarów układów cyfrowych
stosowanych w telekomunikacji

Temat: Projektowanie i badanie liczników
Cel ogólny: kształtowanie umiejętności projektowania, analizy działania i zastosowania
liczników binarnych.

Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń potrafi:

−

zinterpretować parametry liczników,

−

omówić własności licznika na podstawie jego schematu logicznego,

−

narysować schemat licznika o założonych parametrach,

−

przygotować symulacje komputerowe prezentujące prace liczników,

−

omówić działanie licznika na podstawie przebiegów czasowych prezentujących jego
pracę,

−

zorganizować stanowisko do wykonywania badań liczników zgodnie z zasadami
bezpieczeństwa i higieny pracy,

−

wykonać badanie zgodnie z instrukcją,

−

zlokalizować przyczyny nieprawidłowego działania,

−

zmodyfikować własności liczników w układach symulacyjnych i rzeczywistych,

−

rozróżnić liczniki ze względu na ich własności.

Metody nauczania–uczenia się:

−

metoda przewodniego tekstu

−

ćwiczenia laboratoryjne,

−

symulacja.

Formy organizacyjne pracy uczniów:

−

praca indywidualna

−

praca grupowa – grupa 2 osobowa

Strategia: uczenie się przez doświadczenie

Środki dydaktyczne:

−

instrukcja do ćwiczenia w postaci tekstu przewodniego,

−

stanowisko laboratoryjne do badania układów cyfrowych wyposażone w podstawowe
przyrządy pomiarowe i zestawy układów do badań,

−

stanowisko komputerowe z programem do symulacji pracy układów cyfrowych,

−

przybory do pisania,

−

poradnik ucznia,

−

literatura [3,4,5, 6, 9].

Czas:

180 min.

Przebieg zajęć:
Zadanie dla ucznia:
Zaprojektuj i zbadaj czterobitowy asynchroniczny licznik uniwersalny

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

FAZA WSTĘPNA
Czynności organizacyjno-porządkowe, podanie tematu lekcji, zaznajomienie uczniów z pracą
metoda przewodniego tekstu.
FAZA WŁAŚCIWA
INFORMACJE
1. Zinterpretuj parametry charakterystyczne liczników.
2. Z jakich układów zbudowane są liczniki?
3. Jak przedstawiają się wykresy czasowe prezentujące pracę licznika?
4. Jakie znasz rodzaje liczników?
5. Jakie znasz przykłady zastosowań liczników?
PLANOWANIE
1. Zaplanuj przebieg działań umożliwiających badanie własności wskazanego licznika.
2. Określ zakres badań.
3. Ustal, w jaki sposób będziesz dokumentować przebieg badań.
UZGODNIENIE
1. Omów wszystkie punkty z fazy planowania z nauczycielem.
2. Odnieś się do uwag i propozycji nauczyciela.
WYKONANIE
1. Wynotuj z katalogu podstawowe własności wybranego licznika oraz funkcje

poszczególnych wyprowadzeń.

2. Określ, jakie są możliwości modyfikacji pracy tego licznika.
3. Wykonaj symulację komputerową pracy wskazanego układu licznika.
4. Wykonaj zaplanowane badania układu licznika.
5. Opracuj dokumentację badań.
6. Przygotuj się do zaprezentowania swojej pracy.
SPRAWDZANIE
1. Czy prawidłowo zidentyfikowano własności i funkcje wyprowadzeń wskazanego

licznika?

2. Czy poprawnie opracowano symulację komputerową pracy wskazanego licznika?
3. Czy wykresy czasowe prezentowane w symulacji w pełni ujmują zaplanowany zakres

badań?

4. Czy wykonano zaplanowane badania układu rzeczywistego licznika?
5. Czy

wykorzystano

poprawnie

możliwości

stanowiska

laboratoryjnego

zaprezentowania wyników badań?

6. Czy prawidłowo opracowano dokumentację badań?
ANALIZA

Uczniowie wraz z nauczycielem wskazują, które etapy ćwiczenia sprawiły im najwięcej

trudności. Nauczyciel podsumowuje całe ćwiczenie, wskazuje jakie nowe, ważne
umiejętności zostały ćwiczone, jakie wystąpiły nieprawidłowości i jak ich unikać
w przyszłości.

FAZA KOŃCOWA
Zakończenie zajęć

Praca domowa

Poszukaj przykładów praktycznego zastosowania badanego układu.

Sposób uzyskania informacji zwrotnej od ucznia po zakończonych zajęciach:

−

anonimowe ankiety ewaluacyjne dotyczące sposobu prowadzenia zajęć, zdobytych
umiejętności i trudności podczas realizowania zadań.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. ĆWICZENIA

5.1. Sygnał cyfrowy i pozycyjne systemy liczbowe

5.1.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj konwersję:
z systemu dwójkowego na dziesiętny następujących liczb:
a) 1010

(2)

b) 10101

(2)

c) 1110101

(2)

z systemu dziesiętnego na dwójkowy następujących liczb:

d) 33

(10)

e) 10

(10)

f) 121

(10)

z systemu dziesiętnego na szesnastkowy następujących liczb:
g) 33

(10)

h) 13

(10)

i) 121

(10)

z systemu szesnastkowego na dziesiętny następujących liczb:

j) 21

(16)

k) E1

(16)

z systemu szesnastkowego na binarny następujących liczb:
l) 91

(16)

m) E1

(16)

z systemu dwójkowego na dziesiętny następujących liczb:
n) 10101

(2)

o) 11101011

(2)

Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i sposób wykonania. Należy zwracać uwagę na przejrzystość zapisów wykonywanych
działań. Zachęcać uczniów do wzajemnej pomocy i sprawdzania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z algorytmem wykonania konwersji między założonymi w zadaniu

systemami (Materiał nauczania pkt.4.1.1),

2) dokonać konwersji krok po kroku,
3) sprawdzić poprawność wykonanych działań poprzez wykonanie konwersji odwrotnej.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

– pokaz z objaśnieniem,
–

ćwiczenia praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

przybory do pisania,

−

poradnik ucznia,

−

literatura (zgodnie z wykazem zawartym w poradniku dla ucznia).

Ćwiczenie 2

Wykonaj następujące działania arytmetyczne:

b) 1 1 1 1 0 1

(2)

- 1 0 1 1

a) 1 1 0 0 0 1

(2)

+ 1 0 1 1

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wskazówki do realizacji:

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia 3 i 4 nauczyciel powinien omówić jego

zakres i sposób wykonania. Zwrócić uwagę na podobieństwo sposobu obliczeń do
wykonywanych obliczeń w systemie dziesiętnym.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z algorytmem wykonania działań na liczbach w różnych systemach

(Materiał nauczania pkt.4.1.1),

2) wykonać działanie krok po kroku zwracając szczególną uwagę na nową podstawę

systemu, w którym wykonywane jest działanie,

3) sprawdzić poprawność wykonanych działań poprzez wykonanie działania odwrotnego .

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

−

pokaz z objaśnieniem,

−

ćwiczenia praktyczne

Środki dydaktyczne:

−

przybory do pisania,

−

poradnik dla ucznia, literatura (zgodnie z wykazem zawartym w poradniku dla ucznia).

Ćwiczenie 3

Zakoduj liczbę dziesiętną 53 w następujących kodach:

a) w kodzie binarnym,
b) w kodzie BCD

8421,

c) w kodzie heksadecymalnym.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z tabelami odpowiednich kodów (Materiał nauczania pkt.4.1.1),
2) wykonać kodowanie,
3) sprawdzić poprawność kodowania.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

– pokaz z objaśnieniem,
–

ćwiczenia praktyczne

Środki dydaktyczne:

−

przybory do pisania,

−

poradnik ucznia, literatura (zgodnie z wykazem zawartym w poradniku dla ucznia).

Ćwiczenie 4

Zakoduj swoje imię korzystając z tabeli kodów ASCII zapisując kod binarny każdej litery

i jej odpowiednik w kodzie haksadecymalnym.
Kod binarny każdej litery uzupełnij o bit parzystości.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wskazówki do realizacji:

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia3 i 4 nauczyciel powinien omówić jego

zakres i techniki wykonania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z tabelami odpowiednich kodów (Materiał nauczania pkt.4.1.1),
2) wykonać kodowanie,
3) sprawdzić poprawność kodowania.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

–

pokaz z objaśnieniem,

–

ćwiczenia praktyczne

Środki dydaktyczne:

−

przybory do pisania,

−

poradnik ucznia, literatura (zgodnie z wykazem zawartym w poradniku dla ucznia).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.2. Synteza układów kombinacyjnych

5.2.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Korzystając z praw algebry Boole’a oblicz wartość logiczną wyrażenia:
a) (1 + 1) ∙ (1 + 0) =
b) (A + A’) ∙ B =
c) AA’ + ( B + 1) =
d) (A + B)’ + A’’ =

Wskazówki do realizacji:

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i sposób wykonania. Należy uświadomić uczniom różnicę pomiędzy działaniami logicznymi i
arytmetycznymi.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z prawami algebry Boole’a ( materiał nauczania pkt.4.2.1),
2) wykonać działanie krok po kroku zwracając szczególną uwagę na poprawne

zastosowanie odpowiednich aksjomatów,

3) sprawdzić poprawność wykonanych działań.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

–

pokaz z objaśnieniem,

–

ćwiczenia praktyczne

Środki dydaktyczne:

−

przybory do pisania,

−

poradnik ucznia, literatura (zgodnie z wykazem zawartym w poradniku dla ucznia).

Ćwiczenie 2

Uzupełnij brakujące informacje w następującej tabeli:

Tabela 1. Bramki logiczne

Nazwa
bramki

Symbol graficzny

Funkcja

Tabela działania

Realizacja

przełącznikach

F =

- zestyk rozwierny

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wskazówki do realizacji:

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres.
Bramki logiczne traktujemy jako układy działające zgodnie z określoną w tabeli prawdy

zasadą.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z opisem działania poszczególnych bramek logicznych (Materiał nauczania

pkt.4.2.1),

2) wpisać w odpowiednie miejsca tabeli brakujące informacje,
3) sprawdzić poprawność wykonanych działań.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

–

pokaz z objaśnieniem, ćwiczenia praktyczne

Środki dydaktyczne:

−

przybory do pisania, kalkulator,

−

poradnik ucznia, literatura (zgodnie z wykazem zawartym w poradniku dla ucznia).

Ćwiczenie 3

Wykonaj badanie bramek NOT, NAND, NOR, EXOR - układów scalonych technologii

TTL i CMOS oraz sprawdź działanie układu zmontowanego zgodnie ze schematem
przedstawionym na rys.nr 6.
a) wyznacz charakterystykę przełączania bramki NOT w technologii TTL Uwy=f (Uwe)

i określ na jej podstawie napięcie przełączania,

b) zmierz wartość napięcia na wyjściu bramki NOT w stanie niskim U

i wysokim U

i porównaj otrzymane wyniki z danymi katalogowymi tego układu

c) zbadaj poprawność działania pojedynczej bramki układu UCY 7400, UCY 7402, UCY

7486 i 4009 – wyznacz jej tabelę działania i porównaj otrzymane wyniki
z informacjami zawartymi w materiale nauczania i literaturze [8],

d) połącz układ korzystając ze schematu przedstawionego w materiale nauczania rys.6.s. 21.

W razie konieczności dokonaj modyfikacji schematu dostosowując go do dostępnych
układów scalonych, na podstawie pomiarów wyznacz jego tabelę działania, otrzymany
wynik porównaj z tabelą prawdy zapisaną na podstawie funkcji – oblicz wartość logiczną
wstawiając do wzoru odpowiednie wartości logiczne A,B,C tak jak w ćwiczeniu 1a.

Wskazówki do realizacji:

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i techniki wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy. Zwrócić uwagę na
różnice pomiędzy układami TTL i CMOS oraz zachęcić do samodzielnego korzystania
z katalogów, wzajemnej pomocy i wspólnego rozwiązywania problemów. Poszczególnym
uczniom można polecić wykonanie badania różnych układów i udostępnienie wyników
pozostałym kolegom.

Sposób wykonania ćwiczenia.

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z danymi katalogowymi badanych bramek (Materiał nauczania pkt.4.2.1.4

i literatura (zgodnie z wykazem zawartym w poradniku dla ucznia),

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2) narysować schemat do pomiaru charakterystyki przełączania, jeśli ma z tym problemy

może poszukać układu pomiarowego w literaturze [8],

3) wykonać pomiary krok po kroku zmieniając napięcie wejściowe i odczytując napięcie na

wyjściu, zapisując jednocześnie w tabeli otrzymane wyniki pomiarów,

4) narysować charakterystykę w odpowiednio dobranym układzie współrzędnych, jeśli ma

z tym problemy może poszukać tej charakterystyki w literaturze [8],

5) wykonać pomiar napięcia w stanie niskim U

i wysokim U

za pomocą woltomierza

lub oscyloskopu,

6) skorzystać z próbnika stanów logicznych, woltomierza lub oscyloskopu do określania

stanu na wyjściu badanej bramki czy układu przy określonej kombinacji stanów
wejściowych,

7) jeśli to możliwe przećwiczyć poszczególne kroki korzystając z programu do symulacji

pracy układów logicznych.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

–

pokaz z objaśnieniem,

–

ćwiczenia praktyczne

Środki dydaktyczne:

−

przybory do pisania,

−

poradnik ucznia,

−

stanowisko laboratoryjne do badania układów cyfrowych wyposażone w podstawowe
przyrządy pomiarowe i zestawy układów do badań

−

stanowisko komputerowe z programem do symulacji pracy układów cyfrowych,

−

literatura (zgodnie z wykazem zawartym w poradniku dla ucznia).

Ćwiczenie 4
Wykonaj badanie działania układu opisanego następującą tabelą prawdy.

Tabela 2. Tabela prawdy

a) zapisz funkcję F(ABC) opisującą działanie układu na podstawie
jego tabeli prawdy,

b) uprość wypisaną funkcję metodą Karnaugh’a,

c) narysuj schemat tego układu,

d) korzystając z katalogu układów scalonych TTL określ jakie
układy scalone i ile tych układów należy zastosować aby wykonać ten
układ w praktyce,

e) określ jakim napięciem należy zasilać zaprojektowany układ,

f) wykonaj symulację komputerową działania tego układu, zmontuj
układ rzeczywisty i porównaj działanie układu z założeniami.

Wskazówki do realizacji:

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i techniki wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy.

A B C

0 0

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z instrukcją dotyczącą wypisywania funkcji z tabeli działania (Materiał

nauczania pkt.4.2.1.4),

2) wykonać działanie krok po kroku zwracając szczególną uwagę na poprawny zapis

zmiennych z negacją i bez negacji,

3) sprawdzić poprawność przed rozpoczęciem minimalizacji,
4) wykonać minimalizację zgodnie z instrukcją (Materiał nauczania pkt.4.2.1.4),
5) narysować schemat logiczny tego układu,
6) dobrać układy scalone technologii TTL do jego praktycznej realizacji i określ ich liczbę,
7) odczytać w danych katalogowych tych układów jakiego napięcia zasilania wymagają,
8) wykonać symulacje komputerową pracy tego układu,
9) zmontować układ rzeczywisty i porównać jego działanie z tabelą prawdy.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

–

pokaz z objaśnieniem,

–

ćwiczenia praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

stanowisko laboratoryjne do badania układów cyfrowych wyposażone w podstawowe
przyrządy pomiarowe i zestawy układów do badań,

−

stanowisko komputerowe z programem do symulacji pracy układów cyfrowych,

−

przybory do pisania,

−

poradnik ucznia, literatura (zgodnie z wykazem zawartym w poradniku dla ucznia).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.3. Komutacyjne i arytmetyczne układy cyfrowe

5.3.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zaprojektuj układ dekodera z kodu binarnego na kod „1z 4”.

Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i techniki wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy. Poprzez
projektowanie prostych układów należy ćwiczyć umiejętność analizy działania tak, aby uczeń
widząc schemat układu potrafił objaśnić jego działanie.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z instrukcją dotyczącą projektowania układów kombinacyjnych (Materiał

nauczania pkt.4.2.1.4) oraz tabelami kodów binarnych (Materiał nauczania pkt.4.1.1.9),

2) wykonać zaplanowane czynności krok po kroku,
3) narysować schemat logiczny projektowanego układu,
4) zbudować układ zgodnie ze schematem w programie symulacyjnym i zaplanować

wysterowanie wejść zgodnie z jego tabelą działania,

5) porównać otrzymane sygnały wyjściowe z zakładanymi – obserwować sygnały

wyjściowe za pomocą wskaźników stanów logicznych oraz za pomocą oscyloskopu
wielokanałowego.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

–

pokaz z objaśnieniem,

–

metoda minprojektów,

–

symulacja.

Środki dydaktyczne:

−

przybory do pisania,

−

poradnik ucznia,

−

stanowisko komputerowe z programem do symulacji pracy układów cyfrowych,

−

literatura (zgodnie z wykazem zawartym w poradniku dla ucznia).

Ćwiczenie 2

Mając do dyspozycji układ ’47 zaproponuj schemat połączeń umożliwiający

wysterowanie wyświetlacza siedmiosegmentowego.

Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i techniki wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

4) zapoznać się z zasadą dotyczącą sterowania tym układem, tabelami kodu BCD i kodu

wskaźnika siedmiosegmentowego oraz tabelą działanie tego układu (Materiał nauczania
pkt.4.3.1.1 oraz pkt.4.1.1.9),

5) opracować plan pracy umożliwiający wykonanie ćwiczenia,
6) wykonać zaplanowane czynności krok po kroku,
7) narysować schemat sterowania badanym układem,
8) zbudować schemat w programie symulacyjnym i zaplanować wysterowanie wejść

zgodnie z jego tabelą działania,

9) porównać otrzymane sygnały wyjściowe z zakładanymi – obserwować sygnały

wyjściowe za pomocą przyłączonego wskaźnika siedmiosegmentowego oraz za pomocą
oscyloskopu wielokanałowego,

10) wykonać odpowiednie połączenia w układzie ćwiczeniowym. Sygnały wejściowe

podawać na wejścia za pomocą zadajników stanów logicznych.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

–

pokaz z objaśnieniem,

–

ćwiczenia laboratoryjne,

–

symulacja.

Środki dydaktyczne:

−

przybory do pisania,

−

poradnik ucznia,

−

stanowisko komputerowe z programem do symulacji pracy układów cyfrowych,

−

stanowisko laboratoryjne do badania układów cyfrowych wyposażone w podstawowe
przyrządy pomiarowe i zestawy układów do badań,

−

literatura (zgodnie z wykazem zawartym w poradniku dla ucznia).

Ćwiczenie 3

Sprawdź poprawność działania półsumatora zbudowanego zgodnie ze schematem

zawartym w materiale nauczania pkt.4.3.1.4.

Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i techniki wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z zasadą działania tego układu (Materiał nauczania pkt.4.3.1.4),
2) opracować wykaz czynności umożliwiający wykonanie ćwiczenia,
3) wykonać zaplanowane czynności krok po kroku,
4) wykorzystać program symulacyjny do sprawdzenia poprawności działania półsumatora

poprzez porównanie otrzymanych sygnałów wyjściowych z tabelą działania tego układu.

5) wykorzystać wyposażenie stanowiska laboratoryjnego do sprawdzenia poprawności

działania półsumatora poprzez porównanie otrzymanych sygnałów wyjściowych
z tabelą działania tego układu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

−

pokaz z objaśnieniem,

−

ćwiczenia laboratoryjne,

−

symulacja.

Środki dydaktyczne:

−

przybory do pisania,

−

poradnik ucznia,

−

stanowisko komputerowe z programem do symulacji pracy układów cyfrowych,

−

stanowisko laboratoryjne do badania układów cyfrowych wyposażone w podstawowe
przyrządy pomiarowe i zestawy układów do badań,

−

literatura (zgodnie z wykazem zawartym w poradniku dla ucznia).

Ćwiczenie 4

Mając do dyspozycji katalog układów scalonych określ na podstawie tabeli działania, jaki

kod sterujący należy podać na wejścia sterujące układu ‘181, aby wykonać dodawanie
arytmetyczne czterobitowych argumentów wejściowych

Wskazówki do realizacji:

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i techniki wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z zasadą sterowania tym układem, (Materiał nauczania pkt.4.3.1.5 oraz

literatura jak w poradniku dla ucznia),

2) przeanalizować dokładnie tabelę działania zawartą w katalogu,
3) określić żądaną operację i z tabeli wypisać odpowiadający jej stan wejść sterujących,
4) sprawdzić poprawność odpowiedzi poprzez przygotowanie symulacji dla dowolnych

wartości argumentów lub poprzez wykonanie zadania na stanowisku laboratoryjnym.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

−

pokaz z objaśnieniem,

−

ćwiczenia laboratoryjne,

−

symulacja.

Środki dydaktyczne:

−

przybory do pisania,

−

poradnik ucznia,

−

stanowisko komputerowe z programem do symulacji pracy układów cyfrowych,

−

stanowisko laboratoryjne do badania układów cyfrowych wyposażone w podstawowe
przyrządy pomiarowe i zestawy układów do badań,

−

literatura (zgodnie z wykazem zawartym w poradniku dla ucznia).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.4. Układy sekwencyjne - liczniki, rejestry

5.4.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zaprojektuj i zbadaj własności 4 bitowego asynchronicznego licznika binarnego

liczącego do przodu. Narysuj przebiegi z generatora impulsów wejściowych oraz na wyjściu
każdego z przerzutników. Zmierz okresy, porównaj częstotliwości wszystkich narysowanych
przebiegów i określ jaka zależność występuje pomiędzy tymi sygnałami.

Uzasadnij że liczniki można stosować jako układy dzielenia częstotliwości.

Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i techniki wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy. Szczególną uwagę
należy zwrócić na umiejętność analizy wykresów czasowych prezentujących prace układu
oraz przejrzystość sposobu dokumentowania badań.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) określić, jakie przerzutniki należy zastosować i ile takich układów potrzeba do budowy

licznika (Materiał nauczania pkt.4.4.1)

2) zaplanować

sposób

połączeń

pomiędzy

przerzutnikami

aby

uzyskać

pracę

asynchroniczną licznika oraz odpowiedni kierunek zliczania,

3) narysować schemat logiczny projektowanego układu,
4) zbudować układ zgodnie ze schematem w programie symulacyjnym i zaplanować

wysterowanie wejść zgodnie z jego zasadą działania,

5) zbudować układ korzystając z układów będących do dyspozycji na stanowisku

laboratoryjnym,

6) porównać otrzymane sygnały wyjściowe z zakładanymi – sygnały wyjściowe

obserwować za pomocą oscyloskopu wielokanałowego,

7) narysować wszystkie przebiegi starannie pamiętając o ustawieniu podstawy czasu na

oscyloskopie,

8) zmierzyć okresy wszystkich przebiegów,
9) zastosować wzór na zależność częstotliwości od okresu przebiegu zmiennego i obliczyć

częstotliwości poszczególnych przebiegów,

10) odpowiedzieć na pytania zawarte w ćwiczeniu.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

−

metoda tekstu przewodniego,

−

ćwiczenia laboratoryjne,

−

symulacja.

Środki dydaktyczne:

−

przybory do pisania,

−

poradnik ucznia,

−

stanowisko komputerowe z programem do symulacji pracy układów cyfrowych,

−

stanowisko laboratoryjne do badania układów cyfrowych wyposażone w podstawowe

przyrządy pomiarowe i zestawy układów do badań,

−

literatura (zgodnie z wykazem zawartym w poradniku dla ucznia).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Zaprojektuj układ 4 bitowego rejestru przesuwnego SISO. Narysuj przebiegi prezentujące

pracę tego układu przy zapisie i odczycie informacji 1101. Określ ile impulsów zegarowych
potrzeba, aby zapisać i odczytać tę informację? Jaki tryb pracy rejestru zapewnia najkrótszy
czas zapisu i odczytu wielobitowej informacji?

Wskazówki do realizacji:

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) określić, jakie przerzutniki należy zastosować i ile takich układów potrzeba do budowy

licznika (Materiał nauczania pkt.4.4.1),

2) zaplanować sposób połączeń pomiędzy przerzutnikami aby uzyskać pracę rejestru

w trybie SiSO,

3) narysować schemat logiczny projektowanego układu,
4) zbudować układ zgodnie ze schematem w programie symulacyjnym i zaplanować

wysterowanie wejść umożliwiające zapis i odczyt informacji 1101,

5) zbudować układ korzystając z układów będących do dyspozycji na stanowisku

laboratoryjnym,

6) porównać otrzymane sygnały wyjściowe z zakładanymi – sygnały wyjściowe

obserwować za pomocą oscyloskopu wielokanałowego,

7) narysować wszystkie przebiegi,
8) odpowiedzieć na pytania zawarte w ćwiczeniu.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

−

pokaz z objaśnieniem,

−

ćwiczenia laboratoryjne,

−

symulacja.

Środki dydaktyczne:

−

przybory do pisania,

−

poradnik ucznia,

−

stanowisko komputerowe z programem do symulacji pracy układów cyfrowych,

−

stanowisko laboratoryjne do badania układów cyfrowych wyposażone w podstawowe
przyrządy pomiarowe i zestawy układów do badań,

−

literatura (zgodnie z wykazem zawartym w poradniku dla ucznia).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.5. Pamięci i układy mikroprocesorowe

5.5.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie danych katalogowych pamięci określ rodzaj pamięci, jej organizację oraz

parametry dynamiczne?

Wskazówki do realizacji:

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i sposób wykonania. Szczególną uwagę należy zwrócić na umiejętność korzystania
z katalogów w różnych formach oraz przejrzystość sposobu dokumentowania ćwiczenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) określić rodzaj pamięci, liczbę wejść adresowych i liczbę wyjść danych (Materiał

nauczania pkt.4.5.1),

2) zapisać ustaloną organizację pamięci,
3) zapisać wartości parametrów dynamicznych,
4) porównać własności dwóch układów pamięci i określić ich zastosowanie.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

−

pokaz z objaśnieniem,

−

ćwiczenia laboratoryjne,

−

symulacja.

Środki dydaktyczne:

−

karty katalogowe układów pamięci różnego typu,

−

przybory do pisania,

−

poradnik ucznia,

−

literatura (zgodnie z wykazem zawartym w poradniku dla ucznia).

Ćwiczenie 2

Mając do dyspozycji 2 układy pamięci o pojemności 1 MB narysuj schemat połączeń

umożliwiający zwiększenie pojemności do 2 MB?

Wskazówki do realizacji:

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i sposób wykonania. Szczególną uwagę należy zwrócić na umiejętność korzystania
z katalogów w różnych formach oraz przejrzystość sposobu dokumentowania ćwiczenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) określić liczbę wejść adresowych i liczbę wyjść danych pamięci o pojemności 1MB

(Materiał nauczania pkt.4.5.1),

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2) narysować schemat połączeń,
3) wykonać połączenie w programie symulacyjnym,
4) sprawdzić poprawność działania.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

−

ćwiczenia praktyczne,

−

symulacja.

Środki dydaktyczne:

−

przybory do pisania,

−

poradnik ucznia,

−

stanowisko komputerowe z programem do symulacji pracy układów cyfrowych,

−

literatura (zgodnie z wykazem zawartym w poradniku dla ucznia).

Ćwiczenie 3

Odszukaj

literaturze

jednym

przykładzie

praktycznego

zastosowania

mikrokontrolera i układu PLD.

Wskazówki do realizacji:

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i sposób wykonania. Szczególną uwagę należy zwrócić na umiejętność korzystania
z literatury i różnych źródeł informacji oraz przejrzystość sposobu dokumentowania
ćwiczenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z informacjami zawartymi w literaturze,
2) dokonać wyboru przykładu zastosowania mikrokontrolera i układu PLD,
3) opisać każdy z przykładów,
4) zaprezentować opracowane informacje.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

−

pokaz z objaśnieniem,

−

ćwiczenia laboratoryjne,

−

symulacja.

Środki dydaktyczne:

−

przybory do pisania,

−

poradnik ucznia,

−

stanowisko komputerowe z dostępem do internetu,

−

literatura (zgodnie z wykazem zawartym w poradniku dla ucznia).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. EWALUACJA OSIĄGNIĘĆ UCZNIA

Przykłady narzędzi pomiaru dydaktycznego

TEST 1

Test dwuczęściowy do jednostki modułowej „Wykonywanie badań
i pomiary układów cyfrowych stosowanych w telekomunikacji”

Test składa się z 20 zadań, z których:

−

zadania 1-14 są zadaniami wielokrotnego wyboru,

−

zadania 15-20 są zadaniami krótkiej odpowiedzi.

Zadania: 6, 11, 15, 18 są z poziomu ponadpodstawowego.

Punktacja zadań 0 lub 1 punkt

Za każdą prawidłową odpowiedź uczeń otrzymuje 1 punkt. Za złą odpowiedź lub jej brak

uczeń otrzymuje 0 punktów.

Proponuje się następujące normy wymagań – uczeń otrzyma następujące
oceny szkolne:

dopuszczający – za rozwiązanie co najmniej 11 zadań z poziomu podstawowego,

dostateczny – za rozwiązanie co najmniej 13 zadań z poziomu podstawowego,

dobry – za rozwiązanie 15 zadań, w tym co najmniej 1 z poziomu ponadpodstawowego,

bardzo dobry – za rozwiązanie 18 zadań, w tym co najmniej 3 z poziomu

ponadpodstawowego,

Plan testu

Klucz odpowiedzi

Cel operacyjny (mierzone osiągnięcia

ucznia)

egor

Poprawna

odpowiedź

Zakodować liczby w kodzie binarnym
i haksadecymalnym

Rozróżnić podstawowe prawa algebry
Boole’a

Rozpoznać na podstawie symbolu
graficznego podstawowe elementy
cyfrowe

4. Zastosować prawa algebry Boole’a

Zminimalizować metodą tablic
Karnaugh’a funkcje logiczne opisujące
działanie układu

Opisać działanie układu logicznego za
pomocą funkcji logicznych

Przeanalizować działanie prostych
układów cyfrowych

Rozróżnić funkcje podstawowych
układów cyfrowych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rozróżnić funkcje podstawowych
układów cyfrowych

10.

Rozróżnić na podstawie parametrów
technologie wykonana elementów
cyfrowych

11.

Przeanalizować działanie złożonych
układów cyfrowych na podstawie ich
tabeli działania.

12.

Wskazać podstawowe zastosowania
układów cyfrowych

13.

Wykonać działania na liczbach w
różnych systemach

14.

Wskazać podstawowe zastosowania
układów cyfrowych

15.

Przeanalizować działanie układu na
podstawie schematów logicznych

Aby w układzie scalonym ’93
otrzymać licznik modulo 8 należy
impulsy zegarowe podawać na
wejście B. Wykorzystywane wtedy
będą wyjścia Q

, Q

Jeśli wyjście Q

połączymy z

wejściem B to otrzymamy licznik
modulo 16. Licznik liczy „do przodu”

Zinterpretować wyniki pomiarów w
układach cyfrowych

Licznik liczy „do tyłu”
W chwili oznaczonej cyfrą 1 stan na
wyjściach w kodzie binarnym –
0111

(2)

(10).

W chwili oznaczonej cyfrą 2 stan na
wyjściach w kodzie binarnym –
0110

(2)

(10)

Skorzystać z katalogu układów
cyfrowych

Jest to rejestr 4 bitowy, może
pracować w trybie SISO, SIPO,
PISO, PIPO. Układ posiada
synchronizację przednim zboczem
impulsu zegarowego.
Aby wyzerować rejestr należy na
wejście zerujące podać sygnał „0”

Przeanalizować działanie układu na
podstawie schematów logicznych

PP J=K=S=”1”

=”1”, Q

= „1”Q

= „1”

Wskazać podstawowe zastosowania
układów

Układ z rysunku a) – demultiplekser z
1 linii na 8, może być stosowany jako
selektor danych lub jako dekoder
Układ z rysunku b) –jednostka
arytmetyczno-logiczna, może być
stosowana może być stosowana do
wykonywania operacji
arytmetycznych i logicznych na
dwóch argumentach 4 bitowych

Skorzystać z katalogów układów
cyfrowych

Pamięć RAM, organizacja pamięci –
1K słów 4 bitowych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przebieg testowania

Instrukcja dla nauczyciela

1. Ustal z uczniami termin przeprowadzenia sprawdzianu z jednotygodniowym

wyprzedzeniem.

2. Omów z uczniami cel stosowania pomiaru dydaktycznego.
3. Zapoznaj uczniów z rodzajem zadań podanych w zestawie oraz z zasadami punktowania.
4. Przeprowadź z uczniami próbę udzielania odpowiedzi na takie typy zadań testowych,

jakie będą w teście.

5. Omów z uczniami sposób udzielania odpowiedzi (karta odpowiedzi).
6. Zapewnij uczniom możliwość samodzielnej pracy.
7. Rozdaj uczniom zestawy zadań testowych i karty odpowiedzi, podaj czas przeznaczony

na udzielanie odpowiedzi.

8. Postaraj się stworzyć odpowiednią atmosferę podczas przeprowadzania pomiaru

dydaktycznego (rozładuj niepokój, zachęć do sprawdzenia swoich możliwości).

9. Kilka minut przed zakończeniem sprawdzianu przypomnij uczniom o zbliżającym się

czasie zakończenia udzielania odpowiedzi.

10. Zbierz karty odpowiedzi oraz zestawy zadań testowych.
11. Sprawdź wyniki i wpisz do arkusza zbiorczego.
12. Przeprowadź analizę uzyskanych wyników sprawdzianu i wybierz te zadania, które

sprawiły uczniom największe trudności.

13. Ustal przyczyny trudności uczniów w opanowaniu wiadomości i umiejętności.
14. Opracuj wnioski do dalszego postępowania, mającego na celu uniknięcie niepowodzeń

dydaktycznych – niskie wyniki przeprowadzonego sprawdzianu.

Instrukcja dla ucznia

1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem pytań testowych.
4. Test zawiera 20 pytań dotyczących układów cyfrowych. Pytania: od 1 do 14 są to pytania

wielokrotnego wyboru i tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa; w pytaniach: od 15 do
20 należy udzielić krótkiej odpowiedzi.

5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi:

−

w pytaniach wielokrotnego wyboru zaznacz prawidłową odpowiedź X (w przypadku
pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie ponownie zakreślić
odpowiedź prawidłową),

−

w pytaniach z krótką odpowiedzią wpisz odpowiedź w wyznaczone pole,

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego

rozwiązanie na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas. Trudności mogą
przysporzyć Ci pytania: 6, 11, 15, 18, gdyż są one na poziomie trudniejszym niż
pozostałe.

8. Na rozwiązanie testu masz 90 min.

Powodzenia!

Materiały dla ucznia:

−

instrukcja,

−

zestaw zadań testowych,

−

karta odpowiedzi.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Jaką liczbę otrzymamy w wyniku konwersji z systemu szesnastkowego liczby 81AF

(16)

system binarny?
a)

1011111100101111

(2),

1000000110101111

(2),

1000100110101111

(2),

1011100110101111

(2),

2. Wskaż prawidłowy aksjomat algebry Boole'a?

Uwaga: zapis x' oznacza - negację x
a)

x' +y' = (x + y)',

x + y + 1 = x + y,

x + yz = (x + y) (x + z),

xx' = 1.

3. Wskaż tabelę działania opisującą bramkę logiczną, której symbol graficzny przedstawia

poniższy rysunek.

a) b) c) d)
A B F

A B F

0 0 0

0 0 1

0 0 0

0 1 1

0 1 0

0 1 1

1 0 1

1 0 0

1 0 1

1 1 1

1 1 0

4. Jaką wartość logiczną przyjmuje funkcja F(abc) = (ac + a'b + c)a po uproszczeniu?

Uwaga: zapis a' oznacza - negację a
a)

F = a + b + c,

F = a'b + c,

F = 1,

F = ac.

5. Dana jest funkcja logiczna F(abc) opisana następującą tablicą Karnaugh'a

a\bc 00 10 11

0 0

1 0

Jaka jest postać zminimalizowana tej funkcji?
a)

F(abc) = a'c + b,

F(abc) = ab + c,

F(abc) = a + bc,

F(abc) = ab + bc.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. Zamek do sejfu można otworzyć w dni robocze (R) kluczem dyrektora (D) i jednego

z trzech kierowników firmy (K1, K2, K3). W pozostałe dni zamek otworzy się za pomocą
kluczy wszystkich trzech kierowników i dyrektora. Wskaż funkcję, którą realizuje układ
sterujący pracą zamka tego sejfu.

R’{D + K

} + R D {K

R’{D K

} + R D {K

R’{D + K

} + R D + {K

R’{D + K

} + R D { K

+ K

3 +

7. Jeżeli jedno wejście bramki dwuwejściowej NAND podłączymy do stanu wysokiego „1”

a na drugie podamy sygnał logiczny A to wyjście tej bramki jest w stanie:

F= A,

F= A’,

F= 0,.

F= 1

8. Jaką funkcję realizuje bramka ExOR

A’B’,

(A+B)’,

A’B + AB’,

A’B’ + AB.

9. Jaką funkcję realizuje układ którego działanie opisuje następująca tabela?

Tabela 1.

10. Stan logiczny "1" na wyjściu układów TTL odpowiada napięciu:

0 [V] - 0,8 [V],

2 [V] - 5 [V],

2,4 [V] - 5 [V],

- 0,5 [V] - 2 [V].

11. Pracę jakiego układu opisuje następująca tabela działania:

Tabela 2.

sumator,

półsumator,

komparator A>B, A<B, A=B,

dekoder.

F = AB + AC,

F = A + B’C,

F = A’ + B’C,

F = A’ B + C.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

12. Ile wejśc i wyjść posiada układ umożliwiajacy mnożenie dwóch liczb dwubitowych

zapisanych w kodzie binarnym prostym przy założeniu że wynik jest zapisany w tym
samym kodzie?
a) 2 wejścia i 4 wyjścia,
b) 4 wejścia i 4 wyjścia,
c) 2 wejścia i 5 wyjść,
d) 4 wejścia i 5 wyjść,

13. W kodzie binarnym wykonano dodawanie arytmetyczne dwóch liczb A = 11010

(2)

i B = 111110

(2)

i otrzymano wynik C:

a) C = 1101000

(2) ,

b) C = 1001000

(2) ,

c) C = 1101001

(2) ,

d) C = 1011000

(2)

14.

Która tabela działania przedstawia pracę układu podnoszącego do kwadratu cyfry

dziesiętne 1,2,3 zapisane w kodzie binarnym?

A B F

0 0

0 0 0

0 1

0 1 0

1 0

1 0 1

1 1

1 1 1

d) wszystkie tabele są nieprawidłowe.

15. Rysunek 1 przedstawia licznik scalony '93. Na które wejście należy podać impulsy

zegarowe, aby otrzymać licznik modulo 8 i które wyjścia będą wtedy wykorzystane? Jaką
pojemność będzie posiadał ten licznik jeśli wyjście Q

połączymy z wejściem B. Określ

kierunek liczenia tego licznika.

Rys.1.

16.Wykresy poniżej przedstawiają pracę czterobitowego licznika. Określ kierunek liczenia

oraz stan na wyjściach w chwili oznaczonej na wykresach cyfrą 1i 2? Stan na wyjściach
zapisz w kodzie binarnym i dziesiętnym. Uwaga: wyjście Q

ma wagę 2

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys.2.

17. Rysunek 3 przedstawia rejestr uniwersalny. Ilu bitowy jest to rejestr i w jakich trybach

może pracować? Jaki rodzaj synchronizacji posiada ten układ? Jaki sygnał logiczny
należy podać na wejście zerujące, aby wyzerować ten rejestr?

Rys.3.

18. Jaki stan musi być na wejściach J,K,S, aby licznik przedstawiony na rysunku 4 mógł

zliczać impulsy zegarowe podane na wejście CLK? Zakładając, że na początku układ jest
wyzerowany określ, jaki będzie stan na wyjściach Q

po pierwszym impulsie

zegarowym

Rys. 4.

19. Jakie układy przedstawiają poniższe symbole graficzne - podaj pełną nazwę tych

układów i zastosowanie.

Rys. 5.

20. Określ rodzaj i organizację pamięci.

Rys.6.

1 2

– A

– B

– F

– S

M
C

A = B

n +4

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko ……………………………………………………..

„Wykonywanie badań i pomiarów układów cyfrowych stosowanych
w telekomunikacji”

Zakreśl poprawną odpowiedź, wpisz zwięzłą odpowiedź.

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Test II

Zadanie praktyczne – typu próba pracy

Założenia organizacyjne:

Uczniowie wykonują projekty w grupach dwuosobowych.
Projekt realizowany jest w czasie realizacji jednostki modułowej „Wykonywanie badań i

pomiarów układów cyfrowych stosowanych w telekomunikacji”. Jako projekty proponuje się
samodzielne wykonanie przez uczniów „układów do samodzielnego montażu” zawierających
omawiane podczas nauki w tej jednostce modułowej scalone elementy cyfrowe. Nauczyciel
może sporządzić wykaz takich układów, a uczniowie decydują o wyborze konkretnego
zestawu do samodzielnego montażu lub proponuję własne rozwiązanie, które musi uzyskać
akceptację nauczyciela-koordynatora.

Umowy z uczniami podpisują nauczyciele - koordynatorzy projektów.
Razem z umową uczeń otrzymuje kartę oceny projektu. Zadaniem ucznia jest

zgromadzenie punktów – jako potwierdzenia oceny spełnienia poszczególnych kryteriów.

Realizacja projektów wymaga współpracy nauczycieli kształcenia zawodowego

i ogólnego.

Koordynatorzy w podpisanej umowie z uczniami oraz w zatwierdzonym planie pracy

indywidualnie określają terminy prezentacji projektów. Prezentacje projektów powinny być
podsumowaniem nauki w ramach tej jednostki modułowej.

Ze względu na różny charakter projektów koordynatorzy mogą stosować zmodyfikowane

wzory umowy oraz karty oceny projektu.

Cele:

W wyniku realizacji projektu uczeń potrafi:

−

opracować plan pracy,

−

współpracować w zespole,

−

samodzielnie rozwiązać problemy pojawiające się podczas realizacji projektu,

−

w sposób zintegrowany wykorzystać umiejętności zawodowe i ogólne,

−

zastosować w praktyce poznane układy cyfrowe,

−

ocenić swoją pracę i kolegów zgodnie z ustalonymi kryteriami,

−

zaprezentować wyniki swojej pracy.

Ocenianie:
Nauczyciel oceniający potwierdza podpisem przyznanie 1 punktu za spełnienie określonego
kryterium

−

Plan pracy i prezentację ocenia nauczyciel, z którym została podpisana umowa.

−

Samodzielny montaż układu oceniają opiekunowie warsztatu elektrycznego podczas
wyznaczonych godzin na konsultacje.

−

Umiejętność zastosowanie technologii informatycznej do przygotowania dokumentacji
projektu oceniają nauczyciele informatyki na podstawie dostarczonej dokumentacji
projektu w wersji elektronicznej (automatyczny spis treści, ustawienia strony,
zastosowanie arkusza kalkulacyjnego do sporządzenia kosztorysu, zastosowanie edytora
schematów).

−

Sprawozdanie ocenia nauczyciel języka polskiego i przyznaje max 4 punkty zgodnie
z wyszczególnionymi kryteriami w karcie oceny projektu.

−

Pozostałe kryteria realizacji projektu ocenia nauczyciel prowadzący podczas konsultacji.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Umowa nr ......

Projekt

realizowany w ramach jednostki modułowej

.........................

Skład grupy realizującej projekt:

1. ………………………………

………………

imię i nazwisko

podpis

2. ………………………………

………………

imię i nazwisko

podpis

Temat projektu:………………………………………………………….
.......................................................................................................................................................
...........................................................................................................

Ostateczny termin zakończenia wszystkich projektów ..............................

Kryteria oceniania
Ocenie będzie podlegał:

Plan pracy (podział pracy na zadania, harmonogram realizacji z podziałem

odpowiedzialności za realizację poszczególnych etapów, forma graficznego
opracowania)

Wykonany model urządzenia (projekt: własny, zmodyfikowany, wybrany spośród

układów do samodzielnego montażu; poprawność działania układu; estetyka
wykonania)

Dokumentacja projektu (strona tytułowa, zawartość merytoryczna – schemat

blokowy, schemat ideowy, schemat montażowy, wykaz części, kosztorys
z uwzględnieniem pracy własnej, wnioski, bibliografia, załączniki - notki katalogowe
zastosowanych elementów, umiejętność zastosowania technologii informatycznej -
automatyczny spis treści, ustawienia strony, zastosowanie edytora schematów,
zastosowanie arkusza kalkulacyjnego do opracowania kosztorysu ...)

Skrót dla klasy (max objętość: jedna strona - ocenie podlega zawartość merytoryczna

i sposób opracowania)

Sprawozdanie z realizacji projektu (max. 1 strona)
Prezentacja dla klasy (max czas na prezentację: 10 minut)
Samoocena
Projekt jest zadaniem grupowym jednak sprawozdanie z przebiegu realizacji

i prezentacja oceniane są indywidualnie. Uczniowie realizujący projekt mogą zapoznać się ze
szczegółowymi kryteriami oceny i jej uzasadnieniem na każdym etapie realizacji.

Uczeń, który na pewnym etapie nie uczestniczy w realizacji projektu z przyczyn

nieusprawiedliwionych otrzymuje ocenę niedostateczną. Umowa oraz karta oceny stanowią
integralna część dokumentacji projektu.

W sprawach spornych uczeń ma prawo odwołać się do zespołu koordynatorów.

Odwołanie zawiera pisemne uzasadnienie i może być złożone w ciągu trzech dni od chwili
zaistnienia sporu.

Powodzenia!

..............................................

…………………..…...........

podpis nauczyciela

data podpisania umowy

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Karta oceny projektu do umowy nr ......

........................................

nazwa jednostki modułowej

.............................................

podpis nauczyciela

Skład grupy realizującej projekt:
1. ………………………………

………………

imię i nazwisko

podpis

2. ………………………………

………………

imię i nazwisko

podpis

Temat projektu:………………………………………………………….

.......................................................................................................................

Uwaga! Kartę oceny projektu zawierającą ocenę planu pracy i realizacji projektu uczeń zobowiązany jest
oddać nauczycielowi prowadzącemu wraz z dokumentacją w dniu prezentacji.

Kryterium oceny

Uczniowie otrzymują 1 punkt, jeżeli:

Podpis

nauczyciela

oceniającego

wykonali plan estetycznie, podpisali go ,

umieścili nazwę szkoły, klasę, imiona i nazwiska realizatorów, temat
projektu i datę

zapisali w planie co najmniej 7 z czynności:
wybór układu lub opracowanie projektu własnego,
analiza pracy układu (zrozumienie jego działania),
zakup niezbędnych elementów
montaż
uruchomienie
opracowanie dokumentacji
opracowanie skrótu
opracowanie sprawozdania
przygotowanie i przeprowadzenie prezentacji

ustalili terminy realizacji poszczególnych etapów i osobę odpowiedzialną
za ich realizację - ustalone terminy są realne i podział obowiązków
równomierny

oddali plan w terminie

Max - 5 pkt

Wybrany układ do samodzielnego montażu zawiera od 1 do 5 cyfrowych
układów scalonych

Wybrany układ do samodzielnego montażu zawiera więcej niż 5
cyfrowych układów scalonych

W wybranym układzie uczniowie wprowadzili modyfikacje mające wpływ
na pracę układu

Układ do montażu jest projektem samodzielnym

cja

Schematy ideowe w dokumentacji wykonano wykorzystując edytor
schematów

Oznaczenia skrótów: I – nauczyciel informatyki, M – nauczyciel w pracowni montażu, NP. – nauczyciel
prowadzący, JP – nauczyciel języka polskiego. Oceny w punkcie nieoznaczonym skrótem dokonuje nauczyciel
prowadzący projekt.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schematy montażowe opracowano wykorzystując edytor schematów

Projekt płytki drukowanej do projektu własnego opracowano
komputerowo lub wykonano płytkę samodzielnie

I/M

W dokumentacji zastosowano automatyczny spis treści

W dokumentacji zastosowano prawidłowe ustawienia strony

Opracowano stronę tytułową zawierającą:nazwę szkoły, klasy, temat
projektu, imiona i nazwiska realizatorów, datę. Strona tytułowa
opracowana jest estetycznie, informacje rozmieszczone są zgodnie z
przyjętymi zasadami

Skrót dla klasy nie przekracza jednej strony i zawiera wszystkie
niezbędne informacje o układzie, schemat blokowy, ideowy i koszt

Sprawozdanie nie przekracza jednej strony i ma właściwą dla tej formy
wypowiedzi konstrukcję

Sprawozdanie zawiera wnioski

Sprawozdanie zostało oddane do oceny w zaplanowanym terminie

Sprawozdanie zostało ocenione przez nauczyciela conajmniej na ocenę
dobrą

Dokumentacja zawiera kosztorys opracowany w arkuszu kalkulacyjnym

Dokumentacja zawiera bibliografię i notki katalogowe zastosowanych
elementów i samoocenę

Kosztorys zawiera ceny wszystkich elementów i materiałów
niezbędnych do wykonania układu i obudowy oraz uwzględnia koszty
pracy własnej

Układ został poprawnie zmontowany

Uczniowie zademonstrowali umiejętność montażu elementów

Układ działa poprawnie

M/NP

Układ jest umieszczony w obudowie

Obudowa jest wyposażona w niezbędny osprzęt - do regulacji oraz
doprowadzenia zasilania

cja

Układ wraz z dokumentacją oddano w terminie

Max 24 pkt

W czasie prezentacji:

zaprezentowano poprawnie działający i estetycznie wykonany układ/

wyjaśniono działanie, przeznaczenie układu i wnioski

Zaprezentowano symulację komputerową działania conajmniej jednego
scalonego układu cyfrowego zastosowanego w układzie

posługiwano się językiem technicznym i udzielono prawidłowo
odpowiedzi na pytania

nie przekroczono czasu prezentacji

Eta

III

eze

prezentacja odbyła się w zaplanowanym terminie

Oceny

prezentacji

dokonuje

zespół

oceniający

składający się z

uczniów.

Max 6 pkt

Zasady ustalania oceny końcowej projektu: Min 3 pkt za każdy etap

Ilość pkt

Ocena

Ilość pkt.

Ucz.1

Ucz.2

32 – 35

Cel

Etap1

28 – 31

Bdb

Etap2

24 – 27

Etap3

18 – 23

Dst

Razem

13 – 17

Dop

0 – 12

Ndst

Ocena

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7. LITERATURA

1. Arasimowicz E., Bednarek M., Faron J., Idzi K., Przybyłowska-Łomnicka A.: Wybór

testów dla szkół technicznych. Wydawnictwa Szkolne PWN, Warszawa-Łódź 1999

2. Doliński J.: Mikrokontrolery AVR w praktyce. BTC, Warszawa 2003
3. Głocki W.: Układy cyfrowe. WSiP, Warszawa 2001
4. Horowitz P., Hill W.: Sztuka elektroniki cz.2. WKiŁ, Warszawa 1995r
5. Kammerer J., Oberthur W., Zastow P. (tłumaczenie A. Rodak): Pracownia podstaw

elektrotechniki i elektroniki. WSiP, Warszawa 2000

6. Marusak A.: Urządzenia elektroniczne cz.2 Układy elektroniczne. WSiP, Warszawa 2002
7. Niemiecko B.: Pomiar wyników kształcenia. WSiP, Warszawa1999
8. Pasierbiński J., Zbysiński P.: Układy programowalne, pierwsze kroki. BTC, Warszawa

2002

9. Sasal Wł.: Układy scalone serii UCA64/UCY74. Parametry i zastosowania. WKiŁ,

Warszawa 1995

10. Szlosek F.: Wstęp do dydaktyki przedmiotów zawodowych. ITEE, Radom 1995
11. Miesięcznik „Elektronika Praktyczna”
12. Katalog ELFA www.elfa.se