Содержание отчета

1. Принципиальная схема образования инверсного кода.

2. Временные диаграммы (осциллограммы) работы узлов при выборе КП1, КП2, КП3 и КП4.

Контрольные вопросы

1. Перечислите типы и образования инверсного кода.

2. По схеме рассказать правило образования инверсного кода.

3. Как осуществляется выбор адреса и режима КП?

4. Как организуется передача контрольных символов?

Л и т е р а т у р а:

1. Ильин В.А. Телеконтроль и телеуправление. М., 1983.

Лабораторная работа № 2

ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕШИФРАТОРА ДВОИЧНОГО КОДА НА МИКРОСХЕМАХ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

1. Ознакомление с понятием системы счисления и способами перевода чисел из двоичной системы в десятичную.

2. Изучение принципа действия и исследования работы дешифратора ТТ логики в интервальном исполнении типа К155ИД1.

Теоретическая часть

Системой счисления называется метод изображения любых чисел с помощью ограниченного количества цифр.

В десятичной системе счисления для записи любого числа необходимо некоторое ограниченное количество цифр 0, 1, 2,…,9. Число 10 изображается здесь уже совокупностью двух цифр и является основанием системы счисления. В общем виде основанием системы счисления называют количество цифр, используемых для изображения любых чисел.

Десятичная система относится к классу т.н. позиционных систем счисления. В них значение цифры определяется позицией, которую она занимает по отношению к занятой. Так в числе 100,01 используются только две цифры 1 и 0, но единица, стоящая слева от запятой, определяет количество сотен в числе, а единица справа от запятой – количество сотых долей.

В десятичной системе каждая единица старшего разряда равна десяти единицам младшего разряда. Или, другими словами, позиции отдельных разрядов представляют собой ряд членов геометрической прогрессии со знаменателем десять. На основании этого, например, число 92,036 в развернутом виде выглядит следующим образом:

92,036 = 9 * 10¹ + 2 * 10⁰ + 0 * 10^-1 + 3 * 10^-2 + 6 * 10^-3.

Если обозначить цифры от 0 до 9 через a_i, количество разрядов через n, а количество в его целой части – через m, то любое число можно записать в виде:

X = ±( a₁ * 10^m-1 + a₂ * 10^m-2 +…+ a_m-1 * 10¹ + a_m * 10⁰ +…+ a_n * 10^m-n) (1)

Кроме десятичной, возможны другие позиционные системы счисления с основанием в виде целого числа р. По аналогии с (1) запишем:

Xp = ±( B₁ * p^m-1 + B ₂ * p^m-2 +…+ B _m-1 * p¹ + B _m * p⁰ +…+ B _n * p^m-n) (2)

Где Вi – есть не что иное как цифры 1,…,р-1.

Так, в пятиричной системе (Р=5) используются только пять цифр: 0,1,2,3,4.

Перевод целых чисел. Предположим, что необходимо перевести целое число из системы с основанием р в систему с основанием q.

Для этого исходное число и каждое полученное частное от деления последовательно делят на основание новой системы до тех пор, пока очередное частное не станет меньше делителя. Это и есть цифра старшего разряда. Остаток от деления исходного числа – цифра младшего разряда, остатки от деления частных – соответственно цифры промежуточных разрядов.

Например, требуется перевести число 37 из десятичной системы в двоичную (р = 10, q = 2).

Окончательно получим 37₁₀ = 100101₂

Если же основание новой системы больше основания старой, перевод делают так. Основание новой системы счисления представляют в старой системе, например 10₁₀ = 1010₂ . После этого производят деление так же, как в предыдущем случае, но остатки от деления будут представлять цифры в новой системе счисления выражения, как и основание в старой системе. Эти цифры переводятся легко в новую систему.

Например, нужно число 101100111 ₂ из двоичной системы счисления перевести в десятичную (р = 2, q = 10):

После дополнительного перевода полученных цифр из двоичной системы в десятичную ( 11₂ = 3₁₀, 101₂ = 5₁₀, 1001₂ = 9₁₀ ), получим окончательный результат:

101100111₂ = 359₁₀ .

Перевод правильных дробей производится следующим образом. Исходную дробь умножают на основание новой системы счисления, у получившегося от умножения произведения выделяем целую часть – это будет первая после запятой цифра дроби в новой системе, дробную часть этого произведения вновь умножаем на основание новой системы и вновь выделяем целую часть – получим вторую цифру после запятой и т.д., до тех пор, пока не получим необходимое количество разрядов дроби в новой системе счисления.

Например, необходимо перевести число 0,375 из десятичной системы в двоичную :

Следовательно, число 0,375₁₀ = 0,011₂

Перевод произвольных чисел, имеющих целую и дробную части, производится в два этапа. Вначале переводят целую часть, а затем дробную, и результаты записывают вместе.

Принцип работы установки.

1. Работа микросхемы К155ИД1 (рис.1).

Рис.1. Логическая структура 4-х разрядного двоично-десятичного дешифратора К155ИД1

микросхема представляет собой декадный дешифратор с выходом на высоковольтный индикатор.

Транзисторные ключи на выходе VT1÷VT10 выполняют 2 функции:

а) согласуют низкое выходное напряжение логической структуры (около 5В) со входами индикатора ИН-14, напряжение на которых при запертом состоянии ключа достигает 50-60В. Этой же цели служат диоды VД1÷VД10, ограничивающие до допустимого предела коллекторное напряжение транзисторов VT1÷VT10;

б) выполняют функции ключа 2И – “открываются” только при наличии “1” на базе и “0” на эмиттере.

Примечание: дешифратор К155ИД1 рассчитан на дешифрацию двоично-десятичного кода от счетчиков и регистров в интегральном исполнении К155ИЕ4, К155ИЕ7, у которых структура предусматривает счет только до десяти. С приходом 10-го импульса на специальном выходе этих микросхем появляется сигнал переноса в следующий разряд. Поэтому дешифрируются состояния только до 9 в двоичном коде ( до 1001₂) при наборе состояний входов 1010₂ дальше дешифрация не происходит – открываются сразу несколько выходных транзисторов.

2. Работа установки (рис.2).

Рис.2. Принципиальная схема стенда

Для работы логической структуры на выход 5 микросхемы подается питание +5 ±0,25В. Для получения этого напряжения служит стабилизатор на транзисторе V6. Напряжение со вторичной обмотки Т1 ( около 10В ) поступает на мостовую схему выпрямителя на диодах V1 – V4, далее выпрямленное напряжение поступает на коллектор V6 и одновременно на цепь R1 и стабилизатор V5. Эта цепь является простейшим параметрическим стабилизатором. Она обеспечивает стабильное напряжение на стабилитроне V5 (КС147А), около 4,7В. Известно, что проводимость перехода коллектор-эмиттер транзистора V6 будет зависеть от разности потенциалов между базой и эмиттером этого транзистора. На базу V6 стабильный потенциал с V5 а эмиттер этого транзистора соединен с нагрузкой. Таким образом, здесь сравниваются и на стабилитроне V5 и на нагрузке – микросхеме Д1. Если напряжения разные, в их цепи появляется управляющий ток, вызывающий компенсацию расхождения.

В установке применен еще один источник – первичная обмотка трансформатора Т1, диод V7 и сопротивление R2. При питании электролюминисенционоого индикатора пульсирующим напряжением, срок его службы увеличивается, а количество индикации по сравнению с питанием стабилизированным напряжением не ухудшается. Резистор R2 предназначен для ограничения тока в цепи транзисторов VT1 – VT10 на уровне 2-3мА. При больших токах транзисторы из-за перегрева выйдут из строя.

Индикатор ИН14 – токовый прибор – он зажигается, если в цепи анод-катод течет ток величиной не менее 2мА. Изменением тока в пределах 2-4мА можно менять яркость свечения. При токах меньших 2мА, индикатор гаснет. Током в цепи катодов индикатора управляют транзисторы VT1 – VT10 микросхемы.

Ключи S 1-4 управляют входами микросхемы. Замыкание ключа эквивалентно подачи “0” на соответствующих вход. Размыкание ключа эквивалентно подаче “1” на вход.