Автоматизация технологических процессов и производств

Первые 32 кода (0 1F) – как правило, управляющие: они служат для представления сигналов, которые имеют специальное назначение:

при выводе информации на печать; при передаче ее по линиям;

могут использоваться по усмотрению разработчиков систем. Изображение их зависит от знакогенератора дисплея.

Расширение таблицы (80 FF) кода ASCII имеет различное наполнение:

51

1)стандартный знакогенератор IBM PC, псевдографика, математические символы и др.;

2)знакогенератор с русским шрифтом, используется в отечественных ПЭВМ (ЕС1840, ЕС1841);

3)знакогенератор с русским шрифтом (альтернативный вариант), в котором использовано зарубежное ППО без настройки на новые символы псевдографики. Поставляется обычно драйвер ALFA.exe в ОЗУ (загрузка в начале сеанса), который перехватывает

символы 80 FF при выводе на дисплей и переделывает их в то, что нужно для знакогенератора.

В1994 году в MS DOS 6.22 введена настройка на русские буквы (кодовая таблица кириллицы № 866).

ВWindows используется другая кодировка символов, отличающаяся от IBM-й.* Этот 8-битовый код называется ANSI-кодировкой. Имеется и русская версия ANSI-таблиц. Предыдущую кодировку IBM для DOS-программ стали называть ОЕМ-кодировкой.

Windows содержит стандартные функции для перекодировки из ОЕМ в ANSI и обратно.

Внастоящее время все большее распространение приобретает двухбайтовая кодировка Unicode, в которой может быть до 65 535 символов. В этой кодировке (ее поддерживает, например, OC Windows NT, Windows ХР и др.) имеются номера для практически всех применяемых символов (букв алфавитов разных языков, математических, декоративных символов и т.д.).

4.3. ЦИФРОВЫЕ КОДЫ

Цифровые коды служат для записи как дискретной (численной) информации, так и буквенной. В табл. 4.3 приведены десятичные, восьмеричные, шестнадцатеричные коды для записи как цифр, так

ибуквенных и символьных элементов. Цифровой код – позицион-

*Фигурнов И.Э. IBM PC для пользователя: краткий курс. М.: Инфра, 1997.

52

ный, т.е. значение кода зависит от места (позиции), которое занимает та или иная цифра. Число в позиционном коде определяется по фор-

муле Ni Xi ai , где i – номер разряда; X i – цифра, стоящая в i-м разряде; a – основание системы счисления. В табл. 4.3 представлены основные цифровые коды для десятичного числа 23,5. В этой таблице показано, как можно преобразовать десятичное число в двоичнодесятичное и из двоичного просто получить восьмеричное или шестнадцатеричное (символы 8-го числа от 0 до 7, символы 16-го:

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F).

За стандарт двоично-десятичного кода принята кодировка 1-2-4-8 (Binary Coded Decimal: BCD), так как она легко читается и контролируется. Возможно предложить еще 17 различных 2/10 кодов.* Двоичнодесятичный код используется как переходный при введении оператором десятичной информации в ЭВМ с целью начального запоминания с последующим преобразованием в двоичный.

Восьмеричный код используется для распечатки адреса в системе команд DEC, шестнадцатеричный код – для распечатки адреса

всистеме команд INTEL.

*Ильин О.П. [и др.] Системы программного управления промышленными установками и РТК. Минск: Высш. шк., 1998.

53

Существуют еще разновидности цифровых кодов: унитарный, позиционный, код Грея.

Унитарный код – последовательность импульсов, несущая двойную информацию: частота импульсов, количество импульсов.

Позиционный код – это один из N информационных дискретных сигналов. Поэтому его нередко называют дискретным кодом (дискретная информация).

Код Грея – код датчика положения, в котором между двумя соседними значениями кода имеется разница только в одном разряде. Для 4-разрядного числа двоичный код и код Грея представлены в табл. 4.4.

Т а б л и ц а 4 . 4

Код Грея в датчиках положения

Код Грея построен на основе диаграммы Карнауга, приведенной на рис. 4.2. Срелка показывает последовательность изменений одного из разрядов.

На рис. 4.3. изображены 4-разрядные датчики положения, которые работают по обычному коду и по коду Грея. Можно увидеть, что в датчике 1-го типа в одном из положений происходит изменение сразу по четырем разрядам (0000→1111). Это не позволяет получить простые достоверные датчики положения.

54

4.Изобразите круговой 3-разрядный датчик положения, работающий в коде Грея.

5.Приведите примеры информации в унитарном и позиционном

кодах.

56

5. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ИНФОРМАЦИИ

5.1. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ДОГИЧЕСКИЕ МИКРОСХЕМЫ

Семейства микросхем (рис. 5.2)

КМОП – комплиментарная (взаимодополняющая): металл оксид-полупроводник.

ТТЛ – транзисторно-транзисторная логика (табл. 5.1). ЭСЛ – эмиттерно-связанная логика.

Рис. 5.2. Элементы семейств интегральных логических микросхем

57

КМОП:

некритична к напряжению (Uпит 3 15 В );

очень малое потребление (в 1000 раз в статике меньше ТТЛ); наименьшее быстродействие.

ТТЛ:

самое распространенное семейство; средние показатели.

ЭСЛ:

наибольшее быстродействие; наибольшее потребление энергии.

Т а б л и ц а 5 . 1

Наиболее популярные микросхемы ТТЛ серии

Для начала следует освоить все элементы серии К155:

Логические элементы ЛЕ, ЛА, ЛП, ЛЛ, ЛИ, ЛР; буферные элементы АП, ИП; триггеры ТМ, ТЛ, ТР, ТВ; счетчики ИЕ; регистры ИР; дешифраторы и шифраторы ИД, ИВ; мультиплексоры КП; сумматоры ИМ; преобразователи кодов ПР; цифровой компаратор К555СП1.

58

Логический элемент можно представить как усилитель с коэффициентом усиления 20.

Есть логические элементы с открытым коллекторным выходом, имеющие повышенную нагрузочную способность. Эти элементы позволяют также объединять выходы нескольких элементов. На рис. 5.3 транзисторы 3 элементов по схеме «ИЛИ» работают на одну индикаторную лампу.

Рис. 5.3. Микросхема ТТЛ с открытым коллектором

Есть элементы с 3 устойчивыми состояниями: высокий потенциал, низкий потенциал, высокое сопротивление. Данные элементы позволяют подключать только один элемент на общую магистраль данных. Выходной каскад такого элемента дан на рис. 5.4.

Требуются ЦАП и АЦП с различными характеристиками:

59

число разрядов от 8 до 20; время преобразований от 0,01 мкс до 1 с.

Интегральные ЦАП исполняются, как правило, по весовому принципу (рис. 5.5). ЦАП содержит резисторную матрицу R-2R и токовые ключи ТК. На вход ОУ поступает сумма токов тех разрядов двоичного числа, где есть единица. Токи определяются только резисторной матрицей. Если учесть то, что потенциал на входе ОУ равен нулю (при Kу → ), то весовая матрица получает вид, представленный на рис. 5.6. Сопротивление матрицы равно R.

Рис. 5.5. ЦАП, реализованный по весовому принципу на резисторной матрице R-2R

Рис. 5.6. Результирующее сопртивление резисторной матрицы

60