
- •Министерство образования Российской Федерации
- •Н.Н. Номоконова
- •Введение
- •Тема 1. Способы преобразования цифровой информации Лекция 1. Цифровые устройства и цифровая информация
- •1.1. Цифровая обработка радиосигналов
- •1.2. Некоторые сведения о цифровых интегральных схемах
- •1.3. Краткие сведения о системах счисления
- •Представление чисел в различных системах счисления
- •Примеры перевода чисел из одной системы счисления в другую
- •Вопросы и упражнения
- •Лекция 2. Логические функции и тождества
- •2.1. Понятие кодирования цифровой информации
- •Окончание табл. 2.1
- •2.2 Представление операндов в прямом, обратном и дополнительном кодах
- •2.3. Основные логические функции
- •На основе этих постулатов построены тождества булевой алгебры, приведенные в табл. 2.2.
- •Логические тождества
- •Окончание табл.2.2
- •Данные тождества являются основой при построении цифровых устройств, реализующих различные логические функции
- •Логические функции двух аргументов
- •2.4. Простейшие логические элементы
- •2.5. Функционально полный набор
- •Вопросы и упражнения
- •3.2. Способы борьбы с состязаниями сигналов
- •1. Подбор задержек элементов таким образом, чтобы задержки в различных ветвях распространения сигнала стали бы равными
- •2. Введение дополнительной синхронизации
- •3. Введение логической избыточности
- •Вопросы и упражнения
- •Лекция 4. Кодопреобразователи и компараторы
- •4.1. Шифраторы (cd – coder)
- •4.2 Дешифраторы (dc от слова decoder)
- •4.3. Цифровые компараторы
- •4.4. Мультиплексоры (mux от слова multiplexor)
- •5.2. Основные параметры триггеров
- •5.3. Взаимозаменяемость триггеров
- •Лекция 6. Схемы триггеров
- •6.1. Триггер с установочными входами – rs-триггер (set – устанавливать, reset – восстанавливать)
- •Асинхронный rs-триггер со статическим способом управления записью
- •Функционирование асинхронного rs-триггера
- •Параметры асинхронного rs-триггера
- •Функционирование rs-триггера с инвертированным входами
- •Синхронный rs-триггер
- •Функциональная схема синхронного rs-триггера
- •Лекция 7. Счетный триггер и jk-триггер
- •7.1. Счетный триггер (от английского слова topple – кувыркаться)
- •Асинхронный т-триггер
- •Асинхронный jk-триггер
- •Функционирование асинхронного jk-триггера
- •Характеристическая таблица jk-триггера
- •Лекция 8. Счетчики
- •8.1. Определение, основные характеристики и классификация счетчиков
- •Параметры счетчиков
- •8.2. Классификация счетчиков
- •8.3. Синхронные двоичные счетчики
- •Синхронный вычитающий двоичный счетчик
- •Лекция 9. Реверсивные и асинхронные счетчики
- •9.1. Синхронный двоичный реверсивный счетчик
- •9.2. Асинхронные счетчики
- •Асинхронный суммирующий двоичный счетчик
- •Вопросы и упражнения
- •Лекция 10. Регистры
- •10.1. Назначение и классификация регистров
- •Регистр памяти на d-триггерах
- •Регистры сдвига
- •Вопросы и упражнения
- •Список литературы
- •Содержание
- •Тема 1. Способы преобразования цифровой информации 4
- •Тема 2. Цифровые устройства комбинационного типа 15
- •Тема 3. Цифровые устройства последовательностного типа 23
- •Номоконова Наталья Николаевна
- •690600, Владивосток, ул. Гоголя, 41
- •690600, Владивосток, ул. Державина, 57
Примеры перевода чисел из одной системы счисления в другую
Наиболее простым представляется перевод чисел из двоичной системы счисления к системам с основанием 8 и 16 и обратно. Например:
.
Обратный перевод состоит из двух действий. В зависимости от системы, в которую переводится двоичное число, производится разбиение разрядов, начиная с крайнего правого – младшего, на триады (к восьмеричной) и тетрады (шестнадцатеричной). Затем каждая из полученных групп переводится в цифры соответствующей системы счисления.
,
.
Вопросы и упражнения
1.1. Дайте определение цифрового сигнала.
1.2. Назовите достоинства обработки радиотехнических сигналов цифровыми методами.
1.3. Что подразумевается под понятием «серия цифровых микросхем»?
1.4. Дайте определение АЦП и ЦАП.
1.5. Переведите числа (А) = 177 и (В) = 53 в двоичную, восьмеричную и шестнадцатеричную системы счисления.
1.6. Определите правила выполнения арифметических операций с двоичными числами.
1.7. Напишите правила выполнения операции суммирования по модулю два.
Лекция 2. Логические функции и тождества
Кодирование цифровой информации. Двоично-десятичные коды. Логические функции двух аргументов и двухвходовые логические элементы. Функционально полный набор элементов. Элементы Пирса и Шеффера
2.1. Понятие кодирования цифровой информации
Цифровая информация может быть представлена определенным набором символов. Этот процесс носит название кодирования, а состав символов для конкретной цифровой информации является алфавитом данного кода.
Все коды можно классифицировать на две самостоятельные группы. Коды, использующие все возможные комбинации, – не избыточные коды. И вторая группа – это коды, в которых используется лишь часть всех возможных комбинаций, или избыточные коды. Оставшиеся комбинации несут в себе информацию об ошибках в системах обработки и передачи данных [13, 14].
Указанные коды классифицируются на равномерные и неравномерные, взвешенные и не взвешенные и т.д. Например, натуральный двоичный код является взвешенным кодом, поскольку каждый разряд имеет свой вес, равный степени числа 2.
Существуют различные взвешенные двоично-десятичные коды, например: 8421, 7421, 5311, 5221, 4421, 4321, 3331.
Для определения символов в различных кодах введено обобщенное правило:
,
(2.1)
где символы WЗ... W0 являются постоянными весовыми коэффициентами соответствующего кода; символы ХЗ... ХО – двоичные цифры 1 или 0. В соответствии с формулой в табл. 2.1 приведены комбинации.
Таблица 2.1
X10 |
8421 |
4221 |
Не взвешенный |
2421 |
4221 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
0 1 2 3 4 |
0000 0001 0010 0011 0100 |
0000 0001 0010 0011 0110 |
0000 0001 0010 0011 0110 |
0000 0001 0010 0011 0100 |
0000 0001 0010 0101 1000 |
Окончание табл. 2.1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
5 6 7 8 9 |
0101 0110 0111 1000 1001 |
0111 1010 1011 1110 1111 |
0111 1110 1111 1100 1101 |
1011 1100 1101 1110 1111 |
0111 1010 1101 1110 1111 |