Лаб работа Автоматика 1
.pdf8 Лабораторная работа №8 «Кодирование двоичным кодом»
Цель работы: Изучить методы представления информации в двоичном и двоично-десятичном кодах. Экспериментально проверить работу шифраторов и дешифраторов.
8.1 Общие сведения
Вповседневной жизни для представления чисел пользуются исключительно десятичным кодом. В цифровых устройствах автоматики, включая ЭВМ, для представления чисел или других дискретных сообщений по большей части применяется двоичный код. В двоичной системе счисления используются только два символа: 0 и 1, и поэтому ее иногда называют системой счисления с основанием 2.
Вдесятичной позиционной системе основанием счисления является число 10. Поэтому любое число N можно представить в виде:
N ... a2 102 a1 101 a0 100 ,
где а0, а1, … , аn — коэффициенты, принимающие значения от 0 до 9.
Так, число 648 можно представить как 6 102 4 101 8 100 .
Очевидно, в двоичной позиционной системе счисления число N можно представить как:
N ... a2 22 a1 21 a0 20
где: а0, а1, … , аn — коэффициенты, принимающие значения 0 или 1.
Например, число 13 в двоичной системе записывается 1101, что соответствует выражению:
1 23 1 22 0 21 1 20 8 4 0 1 13
Для перевода десятичных чисел в двоичную систему можно воспользоваться следующим приемом:
Десятичное число 13 |
13 : 2 = 6 с остатком 1 |
разряд с весом 1. |
6 : 2 = 3 |
с остатком 0 |
разряд с весом 2. |
3 : 2 = 1 |
с остатком 1 |
разряд с весом 4. |
1 : 2 = 1 |
с остатком 1 |
разряд с весом 8. |
Таким образом, десятичное число 13 мы преобразуем в двоичное число
43
1101.
Код, в котором каждое десятичное число записано в двоичной системе, называется двоично-десятичным кодом.
В двоично-десятичной системе каждая десятичная цифра задается в двоичной системе. Цифры 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 записываются в виде двоичных четырехзначных чисел 0000, 0001, 0010, …, 1001.
Преобразование десятичного числа 826 в этот код показано ниже.
Сотни Десятки Единицы
Десятичное число |
9 |
2 |
6 |
Число в коде 8421 |
1001 |
0010 |
0110 |
Двоично-десятичная система менее экономна, чем двоичная, запись числа в двоично-десятичной системе на 20% длиннее чисто двоичной его записи. Двоично-десятичная кодировка чисел часто применяется при выводе числовых значений на индикатор и при арифметических расчетах.
При кодировании происходит процесс преобразования элементов сообщения в соответствующие кодовые им числа (кодовые символы).
На рисунке 8.1. показана типичная система, которая реализует перевод десятичных чисел в двоичные и двоичных в десятичные.
Рисунок 8.1 — Цифровая система с шифратором и дешифратором
Устройство, переводящее десятичные числа, набранные на клавиатуре, в двоичные числа, называется шифратором, а устройство, преобразующее двоичные числа в десятичные, называется дешифратором. Дешифратор пере-
44
водит двоично-десятичный код в код семисегментного индикатора, обеспечивающего свечение соответствующих сегментов. Это устройство осуществляет перевод данных с машинного языка на язык десятичных чисел, высвечиваемых на семисегментном индикаторе. Шифраторы и дешифраторы — это сложные логические схемы, которые изготавливаются в виде микросхем
вотдельных корпусах.
8.2Задание на выполнение работы
1)На основе имеющихся на стенде микросхем шифраторов (Д9, Д10) и дешифраторов (Д11, Д12) собрать электронную цифровую систему, реализующую перевод десятичных чисел в двоичные и двоичных чисел в десятичные.
2)Переключателями S7, S8 (рисунок 8.2) на входе микросхем Д9, Д10 могут быть установлены различные десятичные числа; на выходе этих микросхем производится отображение установленного числа в двоичном коде. Составьте экспериментальную таблицу десятичных чисел и их двоичных кодов.
3)С помощью дешифраторов Д11, Д12 и элементов индикации осуществляется преобразование четырехзначного двоичного числа в семибитовую последовательность символов и соответствующая индикация в виде цифры. Установка различных чисел осуществляется с помощью переключателей S7, S8. Для заданных преподавателем десятичных чисел составьте таблицу их двоичных цифр в двоично-десятичном коде.
8.3 Порядок работы
1)Перед началом работы необходимо тщательно ознакомиться со схемой предстоящей работы.
2)Продумать, каким образом производить коммутацию между узлами схемы, разобраться в их назначении. После этого вычертить монтажную схему с указанием мест подключения перемычек, согласно которой будет производиться коммутация элементов.
3)Сборку схемы производить при отключенной питающей цепи. После чего обратиться к преподавателю за разрешением на проведение лабораторной работы.
4)Чтобы подать питание на дешифраторы и индикаторы, необходимо включить тумблер S9.
8.4 Требования к отчету
Отчет по данной работе должен содержать:
1)цель работы;
2)схему цифровой системы; реализующей перевод десятичных чисел в двоичные и двоичных чисел в десятичные;
45
46
Рисунок 8.2 - Схема установки
3)таблицы десятичных чисел и их двоичных и двоично-десятичных ко-
дов.
8.5 Контрольные вопросы
1)Какому десятичному числу эквивалентно двоичное число 1111?
2)Какому двоичному числу эквивалентно десятичное число 22?
3)Какому числу эквивалентно десятичное число 22 в коде 8421?
4)Какие функции выполняют шифраторы и дешифраторы?
5)Как называется устройство, осуществляющее перевод данных с машинного языка на язык десятичных чисел?
6)Из каких основных элементов состоят шифраторы и дешифраторы?
Список литературы
1Петров И.К. Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности. — М.: Агропромиздат, 1985.
2Петров И.К., Солошенко М.М., Царьков В.А. Приборы и средства автоматизации для пищевой промышленности. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981
3Преображенский В. П. Теплотехнические измерения. — М.: Энергия, 1978. — 315 с.
4Кулаков М. В. Технологические измерения и приборы химических производств — М.: Машиностроение, 1983.
5Чистяков В. С. Краткий справочник по теплотехническим измерениям — М.: Энергоатомиздат, 1990. — 245 с.
6Фарзане И. Г., Илясов Л. В., Азим-Заде А. Ю. Технологические измерения и приборы — М.: ВШ, 1989. — 340 с.
7Иванова Т. М. Теплотехнические измерения и приборы — М.: Энергоатомиздат, 1984.
8Шкатов Е. Ф. Лабораторный практикум по приборам контроля и регулирования — М.: Химия, 1990.
47
48