
- •Методична розробка (конспект лекцій)
- •1.1. Інформаційні основи цифрової схемотехніки та інформаційні міри.
- •Інформатика, інформація, сигнали та їхнє представлення.
- •Інформаційні міри.
- •1.2.Системи числення і кодування чисел.
- •1.2.1. Принципи побудови систем числення.
- •1.2.2. Переведення чисел з однієї системи числення в іншу.
- •1.2.3. Спеціальні системи числення.
- •1.2.4. Кодування від’ємних чисел.
- •1.3.Арифметичні операції з числами.
- •1.3.2. Арифметичні операції множення та ділення.
- •1.4. Логічні основи цифрової схемотехніки.
- •1.4.1. Булева алгебра.
- •1.4.2. Основні булеві (перемикальні) функції.
- •1.4.3. Закони, властивості й тотожності.
- •1.4.4. Аналітичне представлення булевих функцій.
- •1.4.5. Мінімізація булевих функцій.
- •Правила мінімізації
- •1.5. Основні характеристики цифрових мікросхем.
- •1.5.1. Поняття елементів, вузлів і пристроїв.
- •1.5.2. Характеристики логічних елементів.
- •1.5.3. Маркування логічних елементів.
- •2.1. Діодні і діодно-транзисторні логічні елементи.
- •2.1.1. Загальні відомості.
- •2.1.2. Діодні логічні елементи. Діодний елемент чи.
- •Діодний елемент і
- •2.1.3. Діодно – транзисторні логічні елементи (дтл). Діодно - транзисторний елемент не.
- •Діодно – транзисторний елемент не – чи.
- •2.2. Транзисторні логічні елементи.
- •2.2.1. Транзисторна логіка (тл).
- •2.2.2. Інтегральна інжекційна логіка ( л). Елемент не – чи.
- •2.2.3. Транзисторно – транзисторні логічні елементи (ттл).
- •Елемент не – і з простим інвертором.
- •2.2.4. Принцип роботи транзисторів Шотки.
- •2.2.5. Логічні елементи емітерно – зв’язкової логіки (езл).
- •2.2.6. Логічні елементи на мон – та мен – транзисторах.
- •2.3. Імпульсна і потенціально – імпульсна системи елементів.
- •2.3.1. Імпульсна система елементів.
- •2.3.2. Потенціально – імпульсна система елементів.
- •2.4. Магнітна схемотехніка.
- •2.4.1.Магнітні схеми на кільцевих осердях.
- •2.4.2. Магнітні елементи із складним магнітопроводом.
- •2.4.3.Поняття про кріоелектронні магнітні елементи.
- •2.5. Тригери.
- •2.5.1. Загальні відомості.
- •2.5.2. Асинхронні та синхронні rs- тригери. Асинхронні rs- тригери.
- •Синхронні rs- тригери.
- •Двоступеневі rs- тригери.
- •3. Накопичувальні і комбінаційні вузли цифрової
- •3.1.Регістри.
- •3.1.1.Загальна характеристика регістрів.
- •3.1.2.Однофазний і парафазний спосіб записування інформації.
- •3.1.3.Мікрооперації в регістрах. Логічні мікрооперації.
- •Мікрооперації зсуву.
- •3.2. Лічильники.
- •3.2.1.Загальна характеристика лічильників.
- •3.2.2. Двійкові лічильники.
- •3.2.3.Двійково – десяткові лічильники.
- •3.3. Дешифратори і шифратори.
- •3.3.2.Основи побудови дешифраторів. Лінійні дешифратори на два входи і чотири виходи.
- •Пірамідальні дешифратори.
- •Прямокутні дешифратори.
- •3.3.3. Загальні відомості про шифратори.
- •3.3.4. Каскадування шифраторів.
- •3.4. Мультиплексори і демультиплексори.
- •Мультиплексори. Загальна характеристика мультиплексорів.
- •Каскадування мультиплексорів.
- •Мультиплексування шин.
- •3.4.2. Демультиплексори. Загальна характеристика демультиплексорів.
- •Каскадування демультиплексорів.
- •Демультиплексування шин.
- •3.5. Схеми порівняння і контролю.
- •3.5.1.Схеми порівняння. Загальні відомості.
- •Схеми порівняння слів з константою.
- •Схеми порівняння двійкових слів а і в.
- •3.5.2. Схеми контролю парності.
- •3.6. Перетворювачі кодів.
- •Перетворювач прямого коду в обернений.
- •Перетворювач двійково-десяткових чисел в код семисегментного індикатора.
- •3.7. Двійкові суматори.
- •3.7.1. Загальна характеристика суматорів.
- •3.7.2.Однрозрядні суматори.
- •3.7.3.Багаторозрядні суматори.
- •4. Цифро – аналогові та аналого – цифрові перетворювачі.
- •4.1. Елементи цап і ацп.
- •4.1.1. Загальні відомості про перетворювачі інформації.
- •4.2.2. Основні елементи цап і ацп. Електронні ключі.
- •Генератор прямокутних імпульсів.
- •Генератор пилоподібної напруги.
- •4.2 Цифро – аналогові перетворювачі.
- •4.2.1.Загальна характеристика цап.
- •4.2.2.Основні схеми цап.
- •4.2.3.Основні параметри і характеристики цап.
- •4.3. Аналого – цифрові перетворювачі інформації.
- •4.3.1. Загальна характеристика ацп.
- •4.3.2.Основні схеми ацп. Компаратор.
- •Ацп послідовної лічби.
- •Ацп паралельної дії.
- •Ацп «Напруга – код».
- •Ацп «Частота - код».
- •4.3.3. Основні параметри і характеристики ацп.
1.2.2. Переведення чисел з однієї системи числення в іншу.
Для переведення цілого числа з однієї системи числення в іншу необхідно поділити число, що переводиться, на нову основу за правилами початкової системи числення. Одержана остача є значенням молодшого розряду в новій системі. Частину від ділення знову поділити на нову основу, одержана остача буде значенням наступного розряду в новій системі. І так далі до появи неподільної частини. Приклад. Перевести число 56 з десяткової системи числення у двійкову систему числення.
56/2 28 0
28/2 14 0
14/2 7 0
7/2 3 1
3/2 1 1
1/2 - 1
Таким чином, число 56 у десятковій системі числення при переведенні у двійкову систему числення виглядає так:
5610 = 1110002
Для переведення правильного дробу з однієї системи числення в іншу систему числення необхідно, діючи за правилами початкової системи числення, помножити перевідне число на основу нової системи числення, від результату відокремити цілу частину, а дробову частину, що залишилася, знову помножити на основу нової системи. Процес продовжувати до отримання заданого числа цифр (до потрібної точності). Результат записується як цілі частини добутку в порядку їх одержання. Приклад. Перевести число 0,625 з десяткової системи числення у двійкову систему числення.
0, 625
× 2
1, 250
× 2
0, 500
× 2
1, 000
× 2
0, 000
Таким чином, число 0,625 у десятковій системі числення при переведенні у двійкову систему числення виглядає так:
0,62510 = 0,10102
Для переведення змішаних чисел з однієї системи числення в іншу систему числення потрібно окремо переводити їхні цілу і дробову частини. У записі результату ціла частина переведення відокремлюється від дробової комою. Наприклад.
118,62510 = 1110110,10102
1.2.3. Спеціальні системи числення.
Розглянуті позиційні системи числення відносять до класичних. Крім них, в цифровій схемотехніці використовують ряд спеціальних позиційних двійкових систем в тому числі:
систему з використанням символів 0, -1, або 1, -1; для зручності символ -1
позначають
як
. Систему з символами 1,
називають системою числення (1,
);
- системи з від’ємною основою q < -1 і символами 0,1,…, (q -1); систему з основою q = - 2 і символами 0,1 називають мінус – двійковою;
- надлишкову систему з основою q і кількістю символів більше q, наприклад,
при q = 2 використовують символи (1,0, ), таку систему називають також симетричною знакорозрядною.
Перевагою спеціальних систем числення є спрощення і прискорення виконання ряду арифметичних операцій (додавання, віднімання, множення, ділення) та представлення єдиним кодом додатних і відємних чисел без додаткового знакового розряду.
Недоліком спеціальних систем числення є складність правил переводу їх в класичні системи числення і навпаки, а також неоднозначне представлення ряду
чисел. Так, в системі числення (1, ) немає символу “нуль”, тому деякі цілі й дробові числа в ній не можуть бути представлені скінченою множиною символів. У мінус - двійковій системі деякі числа можуть бути представлені неоднозначно і тільки нескінченними дробами. Особливістю надлишкової системи числення є:
одне і те саме число не має єдиного запису й може записуватись по різному;
додатні та від’ємні числа зображуються без використання додаткового розряду;
можливе зменшення кількості одиниць в записі числа, що дозволяє спростити і прискорити виконання арифметичних операцій, особливо додавання і віднімання.