
- •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.
1.3.Арифметичні операції з числами.
1.3.1. Арифметичні операції додавання та віднімання.
Числа, які беруть участь у операціях, називаються операндами. Основною арифметичною операцією у цифровій схемотехніці є операція додавання. Операція віднімання замінюється додаванням операндів в оберненому або доповняльному кодах. Операції множення і ділення зводяться до багатократних додавань і зсувів.
Правила виконання операцій додавання, віднімання, множення і додавання за модулем два у двійковій системі наведені у таблиці.
-
Додавання
Віднімання
Множення
Модуль 2
0+0=0
0 - 0=0
0×0=0
0+0=0
0+1=1
1 – 0=1
0×1=0
0+1=1
1+0=1
1 – 1=0
1×0=0
1+0=1
1+1=10
0 – 1=11
1×1=1
1+1=0
Перенесення
Позика
Операції додавання виконуються типовими функціональними вузлами – суматорами. В суматорах реалізуються тільки операції додавання умовно додатних машинних зображень. Машинні зображення додатних операндів у всіх кодах збігаються. Машинні зображення від’ємних операндів одержують за правилами представлення чисел в оберненому і доповняльному кодах. В операціях віднімання знак другого операнда (який віднімається) автоматично змінюється на протилежний і після цього одержують його машинне зображення. У машинних зображеннях (для оберненого і доповняльного кодів) знаковий розряд і цифрова частина числа розглядаються як єдине ціле. Вони однаково беруть участь в операції додавання. При додаванні в обернених кодах перенесення із старшого знакового розряду результату подається на вхід перенесення молодшого розряду (циклічне перенесення). При додаванні в доповняльних кодах перенесення із старшого знакового розряду результату не враховується, тому в суматорі ланцюг циклічного перенесення розривається. Знак результату при додаванні машинних зображень утворюється автоматично. Приклади.
1. Додати двійкові числа А= 1010 і В= 0011 в оберненому коді. Числа додатні і всі їх коди однакові.
[A]об = 0,1010
[В]об = 0,0011
[С]об = 0,1101 = 1310
2. Додати двійкові числа А= - 1010 і В= - 0011 в оберненому і доповняльному кодах.
[A]об = 1,0101
обернений [В]об = 1,1100
[С]об = 1,0001
+ 1 переніс одиниці зі знакового розряду
1,0010
С = - 1101 = - 1310
[A]д = 1,0110
доповняльний [В]д = 1,1101
[С]д = 1,0011
[С]д обертаємо і додаємо 1 для переходу у прямий код. С = - 1101= -1310
3. Додати в оберненому і доповняльному кодах А = 1111 і В = - 1001.
[A]об = 0,1111
обернений [В]об = 1,0110
[С]об = 0,0101
+ 1 переніс одиниці зі знакового розряду
0,0110
С = 0110 = 610.
[A]д = 0,1111
доповняльний [В]д = 1,0111
[С]д = 0,0110 число додатне.
4.Додати в оберненому та доповняльному кодах А = 0111 і В = - 1110 .
[A]об = 0,0111
обернений [В]об = 1,0001
[С]об = 1,1000
С = - 0111 = - 710
[A]д = 0,0111
доповняльний [В]д = 1,0010
[С]д = 1,1001
[С]об = 1,0110
+ 1
1,0111 С = - 0111 = - 710.