Контрольные вопросы:
1. Назначение и классификация аналого-цифровых преобразователей.
2. Основные характеристики АЦП.
3. Основные принципы построения АЦП.
4. Схема АЦП последовательного счета.
5. Схема параллельного АЦП.
6. Схема параллельно-последовательного АЦП.
7. Схема АЦП последовательных приближений.
3 ВИДЫ ДВОИЧНЫХ КОДОВ
3.1. Беззнаковые двоичные коды
3.2. Знаковые обратные двоичные коды
3.3. Знаковые дополнительные двоичные коды
3.4. Представление дробных чисел в двоичном коде с
фиксированной запятой
3.5. Представление чисел в двоичном коде с плавающей
запятой
3.6. Запись десятичных чисел
3.7. Суммирование двоично-десятичных чисел
3.8. Арифметико-логические устройства
3.1. Беззнаковые двоичные коды
Первый вид двоичных кодов, который мы рассмотрим - это целые беззнаковые коды. В этих кодах каждый двоичный разряд представляет собой степень цифры 2 (рис. 3.1):
Рис 3.1.
При этом минимально возможное число, которое можно записать таким двоичным кодом, равно 0. Максимально возможное число, которое можно записать таким двоичным кодом, можно определить как:
.
Этими двумя числами полностью можно определить диапазон, чисел которые можно представить таким двоичным кодом. В случае двоичного восьмиразрядного беззнакового целого числа диапазон чисел, которые можно записать таким кодом: 0...255. Для шестнадцатиразрядного кода этот 0...65535. В восьмиразрядном процессоре для хранения такого числа используется две ячейки памяти, расположенные в соседних адресах.
Второй вид двоичных кодов, который мы рассмотрим - это прямые целые знаковые коды. В этих кодах старший разряд в слове используется для представления знака числа. В прямом знаковом коде нулем обозначается знак '+', а единицей - знак '-'. В результате введения знакового разряда диапазон чисел смещается в сторону отрицательных чисел (рис. 3.2):
Рис. 3.2.
В случае двоичного восьмиразрядного знакового целого числа диапазон чисел, которые можно записать таким кодом: -127...+127. Для шестнадцатиразрядного кода этот диапазон будет: -32767...+32767. В восьмиразрядном процессоре для хранения такого числа тоже используется две ячейки памяти, расположенные в соседних адресах.
Недостатком такого кода является то, что знаковый разряд и цифровые разряды приходится обрабатывать отдельно. Алгоритм программ, работающий с такими кодами, получается сложный. Для выделения и изменения знакового разряда приходится применять механизм маскирования разрядов, что резко увеличивает размер программы и уменьшает ее быстродействие. Для того, чтобы алгоритм обработки знакового и цифровых разрядов не различался, были введены обратные двоичные коды.
3.2. Знаковые обратные двоичные коды
Обратные двоичные коды отличаются от прямых только тем, что отрицательные числа в них получаются инвертированием всех разрядов числа. При этом знаковый разряд и цифровые разряды не различаются. Алгоритм работы с такими кодами резко упрощается.
Тем не менее, при работе с обратными кодами требуется специальный алгоритм распознавания знака, вычисления абсолютного значения числа, восстановления знака результата числа. Кроме того, в прямом и обратном коде числа для запоминания числа 0 используется два кода, тогда как известно, что число 0 ни положительным, ни отрицательным быть не может (рис. 3.3).
Рис. 3.3.