Преобразование кодов

Преобразование кодов

• 1. Простейшие преобразования

• 2. Преобразование параллельных и последовательных кодов

• 3. Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразования

В задачах управления может возникнуть необходимость преобразования информации из одной формы представления в другую. Это связано с тем, что обработка данных в МК осуществляется в параллельном двоичном коде, а поступать в МК и выводиться из него информация может в иной форме представления.

Наиболее распространены в задачах логического управления следующие преобразования: из унитарного кода в двоичный (при вводе информации с клавиатуры или от оцифрованных переключателей) и из двоичного в унитарный; из одной системы счисления в другую (при работе со специальными клавиатурами); специальные преобразования (для организации индикации и при выводе информации на периферийные устройства); из последовательного кода в параллельный (при вводе) и из параллельного в последовательный (при выводе) ; из аналоговой формы представления в цифровую и наоборот (для связи с аналоговыми датчиками и исполнительными механизмами) .

1. Простейшие преобразования

Преобразование унитарного кода в двоичный позиционный. Двоичный эквивалент унитарного кода равен номеру бита, в котором находится единственная единица. Поэтому преобразование унитарного кода в двоичный позиционный удобно осуществлять путем сдвига исходного унитарного кода в сторону младших бит с одновременным подсчетом числа сдвигов. При "выдвигании" из младшего бита значения 1 сдвиги прекращаются, а в счетчике сдвигов будет содержаться двоичный эквивалент унитарного кода.

Преобразование двоичного позиционного кода в унитарный. Необходимость такого преобразования возникает, например, при выборке одного из исполнительных устройств, мультиплексирующих шину BUS (Р0) по его номеру.

Пусть, например, требуется преобразовать 3-битный двоичный код из регистра R4 в 8-битный унитарный:

;версия для МК48

DECODE: CLR A           ;сброс аккумулятора

        CLR C           ;сброс флага переноса

        CPL C           ;установка флага переноса

ROTATE: RLC A          ;сдвиг унитарного кода

        DJNZ R4, ROTATE ;декремент и цикл, пока не нуль

Преобразование осуществляется путем "вдвигания" единицы из флага переноса. Результат формируется в аккумуляторе за N сдвигов (где N - эквивалент исходного двоичного кода). Недостатком приведенной программы является то,что для преобразования N=0 понадобится 256 сдвигов. Избежать этого можно, "модифицировав программу DECODE следующим образом:

Преобразование в этом случае осуществляется за N + 1 сдвигов.

Преобразование кодов из одной системы счисления в другую. Преобразование кода из одной позиционной системы счисления в другую осуществляется делением исходного числа на основание новой системы счисления. При этом деление должно выполняться по правилам исходной системы счисления. Например, для преобразования двоичного числа в двоично-десятичное исходное двоичное число должно быть поделено на 10. Деление должно осуществляться по правилам двоичной арифметики.

Пусть требуется выполнить преобразования 8-битного двоичного числа в двоично-десятичное. Исходный двоичный код хранится в аккумуляторе. Результат преобразования состоит из 12 бит: младшие 4 бита - единицы, представляют собой остаток от деления исходного числа на 10; следующее 4 бита - десятки, представляют собой остаток от деления на 10 полученного частного; старшие 4 бита - сотни, являются частным от второго деления:

;версия для МК48

 В результате выполнения процедуры в младшей тетраде R1 хранятся сотни, в аккумуляторе - десятки и единицы двоично-десятичного эквивалента исходного двоичного числа.

Обратное преобразование (из двоично-десятичного кода в двоичный) осуществляется делением исходного числа на 16 по правилам десятичной арифметики. Программа преобразования приведена ниже. Исходный двоично-десятичный код хранится в аккумуляторе. После окончания работы программы в A находится двоичный эквивалент исходного двоично-десятичного числа.

Программа универсальна и может выполняться в МК48 и в МК51, так как команда DIV AB (МК51) не может быть использована для деления чисел по правилам десятичной арифметики:

Кроме рассмотренного способа преобразования чисел из одной системы счисления в другую можно воспользоваться более медленным, но зато и более простым способом "двух счетчиков". При этом способе из исходного кода вчитается, а к новому коду прибавляется по единице до обнуления исходного кода, причем вычитание осуществляется "в старой", а прибавление - в "новой" системе счисления. Пример программы преобразования двоичного числа в двоично-десятичное методом двух счетчиков приводится ниже. Для упрощения программы принято, что исходное двоичное число, заданное в A, не превышает его десятичного эквивалента 99:

;версия для МК48

После выхода из процедуры в A находится двоично-десятичный эквивалент исходного двоичного кода.

2. Преобразование параллельных и последовательных кодов

Преобразование данных из параллельного кода в последовательный. Наиболее важным применением процедур преобразования формы представления данных "параллельный/последовательный" является связь с удаленными датчиками, исполнительными механизмами и другими МК по однопроводным линиям передачи информации. Обычно при передаче байта данных в прямом последовательном коде для обеспечения согласования работы приемника и передатчика используют старт-стопный (асинхронный) режим обмена. Передача последовательного кода байта предваряется посылкой старт-бита (0) и завершается выдачей стоп-бита (1).

Процедура выдачи одного бита последовательного кода реализуется выдачей в линию передачи статического сигнала 0 или 1 и вызовом подпрограммы временной задержки заданной длительности:

;версия для МК48

В МК51 имеются средства аппаратурного преобразования параллельного кода в последовательный с использованием УАПП. Вся программа преобразования параллельного кода в последовательный сводится при этом к одной команде передачи байта в буфер УАПП: MOV SBUF,A.

Преобразование данных из последовательного кода в параллельный. Эта процедура является составной частью процедуры приема информации в последовательном коде. При обмене информацией в последовательном коде необходима предварительная настройка приемника на начало слова. При асинхронном обмене процедура настройки сводится к ожиданию старт-бита.

После обнаружения старт-бита на входе приемника начинается преобразование кода, совмещенное с процедурой в вода последовательного кода. Схема алгоритма процедуры SPCONV, реализуемой в МК48, представлена на рис.6.11. МК48 обеспечивает прием бита последовательного кода и его распознавание (конкретный вид этого блока зависит от способа представления бита информации в последовательном коде). При длине слова не более 8 бит для формирования параллельного кода удобно воспользоваться аккумулятором; тогда дешифрированный бит "вдвигается" в аккумулятор через флаг переноса. Поскольку последовательный код принимается младшими битами вперед, сдвиг параллельного кода осуществляется вправо. Аккумулятор предварительно сбрасывается, а после N сдвигов (где N - разрядность слова, передаваемого в последовательном коде) в нем фиксируется параллельный код принятого слова данных.

Для обеспечения временного согласования работы приемника и передатчика, а также для снижения вероятности неправильного прочтения сигнала при вводе стартовый бит после его обнаружения необходимо стробировать в середине интервала его представления. С этой целью программа повторяет анализ старт-бита через время, равное половине периода бита, и если старт-бит не подтвердился, то процедура ожидания повторяется.