INFORMATIVNI CILJI

FORMATIVNI CILJI

SOCIALIZACIJSKI CILJI

POSEBNOSTI V IZVEDBI

Dijak

Dijak

Kombinacijska logika:

4 ted

• IN vrata,
• ALI vrata,
• negacija,
• NOR in NAND,
• XOR,
• logične tabele,
• logične enačbe,
• osnovni logični teoremi,
• zapis v obliki mintermov in makstermov.

• zna narisati simbole za vse osnovne logične funkcije;
• zna napisati pravilnostne tabele vseh osnovnih funkcij;
• zna zapisati, uporabiti in sestaviti logično enačbo vezja, ki je podano s preprostim opisom;
• iz podane logične enačbe zna narisati logično vezje;
• iz podane tabele zna napisati logično enačbo v obliki mintermov (PDNO);
• iz podane tabele zna napisati logično enačbo v obliki makstermov (PKNO);
• zna napisati in uporabiti osnovne logične teoreme z eno ali dvema spremenljivkama ?

• Navaja se na sistematičen pristop pri reševanju logičnih vezij in spoznava gradnike logičnega sklepanja;
• ugotavlja, da so isti problemi rešljivi na več načinov in da probleme lahko zapišemo v matematični obliki;
• povezuje različna znanja (matematika, praktični pouk,…).

Primera vaj v laboratoriju:

• iz podane logične tabele izdela enačbe, jih pretvori v lestvični diagram in funkcijo realizira v EWB-ju,
• iz podanega opisa izdela pravilnostno tabelo, logične enačbe in lestvični diagram ter vezje realizira v EWB-ju.

Minimizacija:

4 ted

• minimizacija z uporabo teoremov,
• minimizacija z VK diagrami,
• vaje iz reševanja problemov,
• pretvorba v NAND in NOR obliko.

• Uporablja VK diagrame za minimizacijo;
• iz podane tabele za štiri spremenljivke zna napisati logično enačbo in jo minimizirati z VK diagrami;
• z uporabo teoremov zna minimizirati logično funkcijo dveh spremenljivk;
• pri minimizaciji upošteva redundance;
• za poljubno tabelo z redundancami na strani vhodov in izhodov zna izdelati VK diagram, iz njega izpeljati logične enačbe in narisati ter izdelati vezje z osnovnimi logičnimi gradniki;
• zna pretvoriti vezje iz NOR v NAND in obratno.

• Spoznava, da je isto funkcijo moč realizirati na različne načine;
• širi si pogled na dani problem;
• s sistematskim pristopom pri zapisu logičnih tabel se navaja na analizo problemov, ki jih bo srečeval v vsakdanjem življenju.

Primeri vaj v laboratoriju:

• iz podane tabele izdela vezje,
• z uporabo logičnih vrat TTL izdela enostavne funkcije.

Sestavljeni elementi:

2 ted

• multiplekser,
• demultiplekser,
• 7-segmentni dekodirnik.

• Zna opisati delovanje multiplekserja in demultiplekserja;
• iz podane pravilnostne tabele vezja MUX zna razložiti njegovo delovanje;
• MUX zna uporabiti kot vezje za izvajanje logičnih funkcij brez eliminacije spremenljivk;
• zna zapisati predstavitev številk v obliki 7-segmentne kode;
• zna izdelati poljuben prekodirnik.

• Navaja se na uporabnost tehnične literature in na iskanje informacij iz različnih medijev;
• utrjuje znanje angleškega in slovenskega jezika;
• spoznava večplastnost – več podatkov na eni sami liniji, a ne istočasno.

Dijak naj sam poišče informacije o različnih elementih in jih predstavi drugim v obliki referatov.

Primer vaje v laboratoriju:

• z uporabo MUX izdela podano logično funkcijo.

Realna vezja:

5 ted

• LED prikazovalnik,
• zgradba vrat z diodami,
• zgradba v DTL,
• logični napetostni nivoji,
• tokovi,
• hitrosti,
• Schmitt triger,
• tristanjsko vezje.

• Loči CA in CK prikazovalnik;
• loči med izhodnimi tokovi pri CA in CK vezavi prikazovalnika ali LED diod;
• zna izračunati velikost omejilnega upora pri LED;
• primerja in razlikuje vezja IN in ALI vrat z diodami;
• nariše in opiše delovanje vezja invertorja s tranzistorjem;
• zna razvrstiti napetostne nivoje logičnih vezij,
• prepozna prepovedano območje vezja,
• našteje in opiše osnovne parametre TTL in CMOS vezij,
• pravilno spoji CMOS in TTL elemente,
• predvidi pojav zakasnitve signalov na logičnih vezjih,
• zna opisati in uporabiti Schmittovo preklopno vezje,
• razloži pomen visoke impedance in tristanjske logike.

• Spozna, da so v realnosti omejitve, ki precej porušijo idealizirano sliko;
• navaja se na samostojnost pri iskanju informacij;
• informacije sprejema kritično;
• spoznava uporabnost teorije v povezavi z elementi v realnem svetu.

Omejimo se samo na TTL in HCT vezja. Poglavje nujno zahteva vaje v laboratoriju.

Primeri vaj v laboratoriju:

• krmiljenje LED diode s 7400,
• meritev prenosne funkcije TTL in CMOS vezja,
• meritev izhodnih in vhodnih tokov logičnih vezij.

Sekvenčna vezja - uvod:

4 ted

• samodržni spoj z releji,
• RS flip-flop,
• sinhroni RS,
• JK,
• D,
• T.

• Zna opisati delovanje vezja z releji, ki je krmiljeno s tipkami – samodržni kontakt;
• dobro zna opisati in analizirati delovanje RS flip-flopa;
• našteje in opiše različne tipe RS flip- flopov;
• zna narisati zgradbo JK flip- flopa;
• opiše časovni odziv JK flip-flopa;
• razloži delovanje D in JK flip-flopa;
• nariše časovni odziv T flip-flopa;
• loči med različnimi tipi proženja.

• Spozna nov pojem 'pomnenje' v povezavi s tehniškimi problemi;
• dosedanje predstave organizira v novi shemi: sinhronsko/asinhronsko;
• z grafičnim prikazom časovnega poteka predstavlja in dokazuje rešitve praktičnega problema.

Zaradi široke uporabe v sodobnih krmiljih je najpomembnejši element tega poglavja RS ff, ki se veliko uporablja v mikroprocesorskih sistemih.

Primeri vaj v laboratoriju:

• realizacija vklopa in izklopa žarnice z isto tipko,
• meritev časovnega odziva RS, JK in D flip-flopa,
• meritev delilnika frekvence s T flip-flopi.

Uporaba flip-flopov:

7 ted

• vezja z RS flip-flopi,
• funkcijski načrti,
• vezja s T flip-flopi,
• števci po modulu N,
• sinhroni števci,
• pomikalni registri.

• Zna uporabiti RS flip-flop za krmiljenje (časovnik);
• analizira delovanje poljubnega vezja, ki ima dva RS flip-flopa in poljubna kombinacijska vezja;
• zna izdelati števec s T flip-flopi, ki šteje do 8, 16, 32…;
• loči med delilnikom frekvence in števcem;
• zna izdelati asinhroni števec do N;
• zna narisati časovni diagram poljubnega sinhronega ali asinhronega števca;
• iz podanega vezja z dvema FF zna narisati časovni diagram delovanja;
• razloži delovanje pomikalnih registrov;
• razlikuje med asinhronimi in sinhronimi vezji;
• zna projektirati sinhroni števec z uporabo D ali JK FF, ki šteje do N, N<8.

• Časovno sosledje dogodkov si predstavlja v obliki sistematično urejenih relacij;
• povezuje tabelarični zapis in časovni diagram;
• spoznava, da je potrebno vsako informacijo shrani na določeno mesto;
• ugotavlja, da je v življenju veliko realnih problemov povezanih s štetjem in s števili,
• primerja štetje, čas in frekvenco kot tesno povezane veličine;
• ocenjuje svoj napredek pri povezovanju teorije in prakse;
• odloča se za poglabljanje znanja na svojem interesnem področju.

Natančno je potrebno obdelati sekvenčna vezja z uporabo RS ff.Naučimo jih logike konstruiranja asinhronih in sinhronih vezij. Poudarek je na časovnih diagramih in povezavi med tabelami stanj in časovnimi diagrami.

Primeri vaj v laboratoriju:

• števec do 16 z uporabo TTL T flip-flopov,
• uporaba 7493 in 7490,
• uporaba 4520 in 4518,
• realizacija krmiljenja z uporabo PLK, ki ima vsaj eno pomnilniško funkcijo (RS),
• realizacija polnjenja vode v rezervoar,
• krmiljenje gretja v prostoru – histereza,
• krmiljenje klima naprave,
• krmiljenje dvigala.

Lestvični diagrami:

8 ted

• risanje krmilnih shem in označevanje elementov v shemah,
• pojem delovnega in mirovnega kontakta,
• prehod na lestvična vezja,
• uporaba PLC v krmilnih vezjih,
• izdelava sheme za krmiljenje enostavnih strojev,
• izmenični stik,
• tabela vhodov in izhodov,
• programiranje iz razumevanja problema,
• časovniki.

• Iz podane sheme je sposoben izvesti analizo delovanja vezja;
• loči med delovnimi in mirovnimi kontakti relejev;
• opiše vlogo mirovnih kontaktov v varnostni verigi;
• iz opisa zahtev delovanja krmilja (kombinacijsko) zna izdelati lestvični diagram;
• pravilno izdela referenčno listo vezja;
• napiše tabelo vhodov in izhodov;
• uporablja enega izmed programov za programiranje industrijskih krmilnikov (Mitsubishi, Omron...);
• izdela projektno nalogo za dani problem;
• zna uporabljati funkcijo za nazor delovanja krmilnika;
• zna izdelati krmiljenje z uporabo zakasnitve pri vklopu in pri izklopu.

• Spoznava nove načine predstavitve zapisov istih vsebin;
• srečuje naprednejše (novejše) tehnologije;
• z uporabo lestvičnih diagramov se navaja na časovno sosledje izvajanja različnih operacij;
• spoznava univerzalnost profesionalnih programskih izdelkov in se navaja na njihovo uporabo;
• pridobiva sposobnost povezovanja znanj, pridobljenih pri različnih predmetih.

To poglavje je namenjeno utrditvi pridobljenih znanj in aktualizaciji predmeta. Znanja, ki jih bo pridobil o PLC, bo potreboval že v začetku 4. letnika pri meritvah, zato tega poglavja ne smemo izpustiti.

Poglavje naj bo obdelano z reševanjem realnih problemov.

Primeri vaj v laboratoriju:

• izdelava programa za krmiljenje žarnice z izmeničnim stikom,
• krmiljenje dvigala,
• krmiljenje delovanja klimatske naprave.

(Vsaka izdelana vaja mora vsebovati vse elemente projektnega dela.)

INFORMATIVNI CILJI

FORMATIVNI CILJI

SOCIALIZACIJSKI CILJI

POSEBNOSTI V IZVEDBI

Dijak

Dijak

Zgradba mini računalnika:

3 ted

• osnovni sklopi mini računalnika,
• vodila.

• Razlikuje vlogi programskega in podatkovnega pomnilnika;
• razlikuje vloge naslovnega, podatkovnega in kontrolnega vodila;
• loči med naslovi vhodno izhodnih enot in pomnilnika;
• zna našteti, opisati in povezati sestavne dele mini računalnika;
• zna opisati pojem multipleksiranje.

• Dojema računalnik kot orodje za reševanje nalog;
• predstavlja si konkretne sestavne dele računalnika;
• razume pomen vodil za prenos podatkov.

Poglavje se naj obdeluje tako dolgo, da bodo dijaki razumeli pretoke informacij in naslovov v sistemu.

Primer vaje v laboratoriju:

• vaje iz spoznavanja zgradbe PC računalnika, tipkovnica, tiskalnik in serijski vmesnik, disk, pomnilnik...

Pomnilniška vezja:

3 ted

• diodna matrika,
• ROM, EPROM,
• EEPROM, Flash,
• SRAM, DRAM,
• naslavljanje,
• paralelni vmesnik.

• Opiše mehanizem delovanja pomnilnika z diodno matriko;
• razloži mehanizem dekodiranja naslovov v pomnilniku;
• opiše pojem pomnilniško preslikanega prostora,
• razlikuje med podatki in naslovi;
• pozna delovanje in programiranje EPROM vezja;
• loči med različnimi tipi pomnilnikov;
• pozna šestnajstiški številski zapis;
• pozna naslovno dekodiranje;
• pozna vlogo paralelnega vmesnika.

• Spoznava, da je urejenost pogoj za uspešno delo;
• razume, da je množico informacij moč obvladovati samo z dobrim sistemom naslovov;
• razume razliko med informacijami – naslov, vsebina;
• spozna pomen odlagališča podatkov in hranjenja informacij.

Ker dijaki o tem poglavju že veliko vedo iz literature in vsakdanjega življenja, je poglavje primerno za referate.

Primeri vaj v laboratoriju:

• izdelava vezja z EPROM-om in števcem;
• sekvenčni avtomat z uporabo EPROM vezja;
• leteče luči, semafor...

Mikroprocesor:

6 ted

• CPE,
• ALU, akumulator,
• dekoder ukazov,
• programski števec,
• cikli in potek izvrševanja ukaza.

Aritmetična vezja:

• dvojiški zapis števila,
• računanje v dvojiškem sistemu,
• seštevalnik,
• odštevanje,
• množilniki.

• Pozna osnovne sklope mikroprocesorja;
• pozna vlogo in funkcijo ALU;
• loči med taktom in programskim ciklom;
• pozna vlogo PC;
• zna opisati potek enega cikla v mikroprocesorju,
• razume vlogo dekoderja ukazov;
• zna zapisati števila v različnih številskih sistemih;
• uporablja binarni zapis števila;
• zna pretvarjati med binarnim in desetiškim sistemom;
• v dvojiškem sistemu zna sešteti in odšteti dve števili;
• uporablja mehanizem seštevanja več števil,
• loči med eniškim komplementom in negativnim številom
• loči med predznačenim in nepredznačenim zapisom števila,
• določi dolžino zapisa pri predznačenih številih,
• opiše delovanje polnega seštevalnika;
• razloži pojem C-prenosa;
• precizira mehanizem delovanja odštevalnika.

• Spoznava povezavo med hitrostjo izvajanja operacij in zmogljivostjo procesorja;
• spoznava, da v realnem svetu dogodki niso enako urejeni kot v svetu računalnikov;
• z izvajanjem računov v različnih številskih sestavih razvija logični način mišljenja;
• spoznava, da je s pravilnim pristopom mogoče enostavno premagati tudi zahtevnejše naloge;
• ugotavlja trajnost in univerzalnost določenih znanj.

V tem poglavju obdelamo le osnovne enote mikroprocesorja.

Primeri vaj v laboratoriju:

• vaje na simulatorju, ki nazorno predstavi delovanje mikroprocesorja;
• dijaki naj opazujejo potek izvajanja enega ukazni cikla,!!! s poudarkom na vlogi dekoderja ukazov, PC in ALU;
• vaje iz pretvorbe med različnimi številskimi sistemi;
• vaje iz načinov zapisa števila (poudarek na predznačenih in nepredznačenih zapisih);
• primer seštevanja ali odštevanja različnih števil - vaja naj pokaže pomen predznačenosti in nepredznačenosti ter dolžine zapisa;
• vaja iz seštevanja s poudarkom na pojavu prenosa;
• ločevanje med prenosom in predznakom.

Zbirnik:

3 ted

• programski model – registri,
• osnovni ukazi za delo z bitnimi spremenljivkami,
• programski skoki,
• vloga statusnega registra,
• osembitne operacije –števci,
• matematične operacije.

• Našteje in opiše osnovne registre mikroprocesorja;
• zna uporabiti ukaze za izvajanje logičnih enobitnih ukazov;
• razloži uporabo glavnih zastavic stanj;
• uporablja osnovne ukaze za pogojne skoke;
• v programu uporabi osnovne operacije za prenos podatkov;
• v programu uporabi osnovne aritmetične ukaze;
• uporablja ukaze za delo s podprogrami.

• Razvija sposobnost ločevanja med dogodki;
• spozna pomen natančnega opisa dogajanj;
• razvija sposobnost definicije enostavnih opravil;
• kompleksno nalogo zna razstaviti na drobna opravila.

Dijaki naj spoznajo nekaj osnovnih ukazov mikroprocesorja. Ukazi naj bodo v zbirniku, ker bodo tako lažje razumeli delovanje sistema.

Primeri vaj v laboratoriju:

• izdelava programa in programiranje malega mikrokrmilnika;
• izdelava programa za krmiljenje dvigala samo gor/dol;
• izdelava programa za krmiljenje klima naprave;
• izdelava programov z uporabo kombinacijske enobitne logike brez FF.

Algoritmi:

2 ted

• osnovni algoritmi za reševanje logičnih kombinacijskih problemov,
• RS flip flop,
• več flip-flopov.

• Zna izdelati algoritem RS flip-flopa;
• zna izdelati algoritem programa z več FF;
• razloži pomen algoritma;
• iz algoritma zna napisati program za izbran mikrokrmilnik;
• zna izdelati algoritem za števec.

• Razvija sistematičen pristop k opisovanju dogodkov;
• razvija smisel za urejenost pri opisovanju dogodkov in upošteva vrstni red ter pogoje za prehod med dogodki.

Poglavje je namenjeno pridobivanju sposobnosti analize problema in sistematičnega pristopa k izdelavi programa.

Primeri vaje v laboratoriju:

• izdelava krmilja za enostaven stroj, ki vključuje kombinacijsko logiko in največ dva FF.

Programiranje:

4 ted

• realizacija programa za kombinacijsko vezje,
• program z vključenim flip-flopom,
• koračna krmilja.

• Zna izdelati algoritem programa, ki vključuje števec, komparator in logična vezja;
• zna napisati program za opravljanje aritmetične operacije s seštevanjem in odštevanjem ter uporabo prenosa;
• zna napisati program koračnega krmiljenja za poljubno število korakov.

• Loči med naročeno nalogo - programom in podatki za obdelavo,
• spoznava, da je dober - razčlenjen opis procesa pomemben za izvedbo avtomatizacije tega procesa;
• razvija sistematičen pristop k opisu procesov;
• razume pojem stanje in prehod med stanji.

V tem delu se dijaki srečujejo s povezavo zgradbe mikroprocesorja in algoritmi. Poglavje ni strogo limitirano v okvir te snovi - lahko se razprši čez več ostalih poglavij in programiranje spoznavamo skupaj s spoznavanjem zgradbe mikrokrmilnika.

Primer vaje v laboratoriju:

• izdelava programa, ki vključuje analogni vhod – klimatsko napravo z analognim merilnikom temperature.

Mikrokrmilnik:

2 ted

• Prekinitve,
• časovniki,
• vezje za serijski prenos podatkov.

• Predvidi dogajanje ob prekinitvah;
• zna precizirati lokacije prekinitvenega vektorja,
• zna razložiti delovanje serijskega vmesnika;
• zna uporabiti časovnike v enostavnem programu,
• uporablja različne načine delovanja časovnika,
• zna opisati vlogo sklada in kazalca sklada.

• Spoznava, da za hitre odzive na dogodke potrebujemo tudi povsem namenska vezja;
• srečuje se z omejitvami in jih sprejema;
• razume pojem prenosa podatkov.

Dijaki spoznajo osnovne periferne sklope, ki so vgrajeni v mikrokrmilnik. Vedo naj za možnosti, ki jih nudi mikrokrmilnik, vendar ne učimo pomena posameznih registrov in njihove nastavitve.

Primer vaje v laboratoriju:

• vaje na simulatorju.

Vhodno izhodne enote:

3 ted

• vhodna digitalna enota,
• izhodna tranzistorska enota,
• izhodna relejska enota,
• AD in DA pretvornik,
• PWM.

• Zna uporabiti optoločilnik v vezju,
• nariše in opiše vhodno enoto z ločitvijo mase;
• nariše in opiše analogno vhodno enoto;
• nariše in opiše tranzistorsko izhodno enoto,
• zna opisati osnovni princip AD in DA pretvorbe;
• opiše princip PWM kot nadomestek analognega izhoda.

• Spozna, da sama teoretična razglabljanja o problemih ne pomenijo rešitve problema;
• znanja iz teoretičnih poglavij zna prenesti v realni svet mikrokrmilnikov;
• zna povezati teoretično jedro problema z dogajanji v realnem svetu.

To poglavje je namenjeno spoznavanju teoretičnih osnov zgradbe perifernih enot PLC -PPS sistemov. Naj bo vez med mikrokrmilnikom in prosto programirljivim sistemom. Dobro je treba obdelati digitalno!!! vhode izhodne enote.

Primeri vaj v laboratoriju:

• priklop induktivnega stikala na PLC;
• priklop analognega senzorja na PLC;
• uporaba PLC za krmiljenje klimatske naprave;
• uporaba PLC za regulacijo osvetlitve v prostoru.

2 ted

• pregled trga,
• načini programiranja,
• osnovne enote PLC.

• Pregleda krmilnike, ki so dostopni na domačem tržišču;
• loči med različnimi PLC moduli;
• uporablja osnovne programske pristope: lestvičnega, funkcijskega in mnemoničnega;
• zna oceniti ustrezno konfiguracijo PLC za dani problem.

• Ugotavlja velikost trga in tehta ponudbe za poljubne rešitve nalog;
• navaja se na tržni pristop k rešitvi problemov krmilij.

Dijaki naj dobijo občutek o raznolikosti te opreme na trgu.

Domača naloga:

Dijaki naj raziščejo trg PLC-jev.

Pristopi k programiranju:

3 ted

• logične funkcije,
• uporaba stikal: delovni in mirovni kontakti,
• realizacija flip-flopov,
• alarmi,
• zapahovanje,
• števci,
• primerjalniki.

V enem izmed izbranih načinov programiranja (lestvični diagrami, funkcijski bloki, inštrukcije) zna:

• uporabiti pravilno vrsto končnega stikala (delovni ali mirovni kontakt);
• realizirati funkcijo zapahovanja izhodov;
• napisati program za javljanje napake;
• napisati program za števec izdelkov;
• razložiti delovanje primerjalnika.

• Dijak si ustvarja celostno sliko o krmiljih;
• razvija sposobnost povezovanja različnih dejstev, ki so navidez med sabo nepovezana;
• spoznava, da v realnem svetu veljajo zakoni in dogovori, ki veljajo tudi za tehniko (standardi),
• spoznava, da je v realnem svetu manj prostora za raziskave in več za uporabo že sprejetih dogovorov in standardov,
• spoznava, da je dobro narejeno delo pogoj za preživetje;
• dojame pomen standardov kakovosti.

Poglavje naj zaokroži predmet in ponovno opozori dijake na pravilen, sistematičen in s standardi določen pristop k pisanju katerih koli programov, posebej pa še programov za PPS.

Primeri vaj v laboratoriju:

• izdelava krmiljenja garaže s štetjem avtomobilov;
• izdelava dvigala z izbiranjem nadstropja.

Praktični primeri uporabe pridobljenega znanja

2 ted

• Ponavlja snov iz obeh letnikov;
• izdela projektno ali seminarsko nalogo.

• Dijak povezuje snov celotnega predmeta.

Ponovitev celotne snovi in zaokrožitev predmeta.