Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 1. Основы цифровой электроники на ИС (1987) (1092081), страница 26
Текст из файла (страница 26)
3.24, б. В цифровой технике применяются специальные декодирующие схемы, которые преобразуют код ВСР в 7-сегментный код, осуществляя при этом десятичную индикацию информации, записанной в исходном коде ВСР. 7-сегментный код не применяется для арифметической обработки данных. 152 Глава 3 Месят васса 1! е ~~с о 1 / /111 юг сюю пю Рис. 3.24. 7-сегментный код ддя цифровой индикации (десятнчный вариант). а — 7-сегментный инминатор с иаображением различных цифр; б — таблица 7 сегментно- го нона. 3.13. Восьмеричный и шестнадцатеричный коды Восьмеричный и шестнадцатеричный коды широко применяются для кодирования команд, операндов н других данных, предназначенных для использования в ЭВМ.
В микропроцессорах с однобайтовыми командами (1 байт=8 битов) определенные группы битов содержат информацию о выполняемой операции и регистрах, которые участвуют в осуществлении этой операции. Если эти группы содержат по 3 бита, кодирование удобнее выполнить в восьмеричной системе счисления, прн этом из восьмеричных цифр (от 0 до 7) можно сразу увидеть, что именно содержит данная команда.
На рис. 3.25 приведена таблица восьмеричного кода. Для шестнадцатеричного кода возможны 16 двоичных комбинаций, которые имеют буквенно-цифровые обозначения в виде цифр от 0 до 9 и букв от А до Р. Однобайтовая команда микропроцессо ра задается в этом коде двумя символами, в то время как в, восьмеричном коде для этого потребуется 3 символа. На рис. 3.26 приведена таблица шестнадцатеричного кода. Преобразование из восьмеричного и шестнадцатеричного кодов в десятичный осуществляется таким же образом, как и преобразование из двоичного кода в десятичный, т.
е. все цифры данного числа умножаются на соответствующую степень 8 или 16 и полученные члены суммируются, как показано на рис. 3.27 и 3.28. Преобразование из десятичного кода в восьмеричный (рис. 3.29) н шестнадцатеричный (рис. 3.30) можно осуществить по 163 Яиаграммь1 и коды .д700207 ШЕ007 700ди Ркс. 3.26, Таблица шестнадцатеричного кода. ° 13 16 13576 1 3 5 76 2627а7 751 Ю 2627м Рис. 3.26. Таблица восьмеричного кода. 160. ы 161=ю 162:Ю1 163 би7 Рис.
3.27. Преобразование из восьмеричной системы счисления в десятичную. Л 6 3,6 3 160 3 7160 17 45161 64 1161 ° 161 Ю 162 ° 2560 1162:2561 Рис. 3.28. Преобразование из шестнадцатеричной системы счисления в десятичную. Глава 8 154 ?54 16 ;2 1'68 — 63~8 81 8~6 — Яб 24 а 8 1г' г'18 8 П б '~ б'8 Рис 329. Преобразование из десятичной системы счисления в восьмеричную.
— 16 2627 но27 16 16 ~ 16» 162 96 /64 1 гб 16 Гб 161 уб и и Рнс. 3.30. Преобразованяе из десятичной системы счисления в шестнадцатеричную. методу многократного деления промежуточных частных на соот- ветствующее основание, при этом остатки от деления дают на- бор цифр искомого числа'). и Отметим, что восьмеричный и шестнадцатеричный коды не являются рабочими кодами ЭВМ, а служат лишь для облегчения работы пользователя с двоичными кодами. — Прилг. рад. 3.14. Буквенно-цифровые коды Буквенно-цифровые коды используются для того, чтобы кодировать в двоичной форме наряду с цифрами также буквы, знаки препинания и управляющие символы. Одним из таких кодов, широко применяемых в обработке данных, является 7-раз- 155 Дипгрпммы и коды агаааа ауш„„„ оома) в) сбвб е( б 7 ааа баа осу Отб ИСУ о а и 7 а пх асс а о ! 1 о б асс а уи 7 7 .
'7 а и и в а бо сдо О7 Оег о О 7 П 77 або о !в и 7 а и СР СУ ю аа ву ае 7 717 О Рис, 3.3!. Код А5СКС НОС вЂ” пусто; ОСŠ— еавторегистр !» (АР1); БР— символ пробела; БОН вЂ” символ вачала заголовка; ОС( — символ управления устройством 1; БТХ вЂ” свивал начала тек. ста; ОСБ — символ управления устройством й; ЕТХ вЂ” символ конца текста; ОСЗ вЂ” сямвол управлеивя устройством $; ЕСТ вЂ” символ йонца передачи; ОС4 — символ управления устройством 4; ЕМΠ— символ запроса; НАК вЂ” символ отрицания; АСК вЂ” символ подтвьрждения; 5УМ вЂ” символ сивлроннзацпи; ВЕС вЂ” снмвол сигвализецвп; ЕТ — сямвол «онца передачи блока; ВБ — свмвол возврата на шаг; САМ вЂ” символ анктлпроваяпя; НТ вЂ” символ горизонтальной табуляцяя; ЕМ вЂ” символ конце носителя (ивФермации)1 СР— символ перевода строки; БО — символ замены; чт — символ вертикальной табуляцви; Е5С вЂ” символ расшпренвя кода; РР— символ перевода формы; РБ — разделитель файлов; СИ вЂ” символ возврата каретка; С5 — разделитель групп: Бо — самвел установки дополнительного регистра; ИБ — разделитель записей; 51 — спмаол уставовкн стандартного (латинского) регвстра; ОБ — разделитель элементов; ) (вша АСК вЂ” символ подтверждения); ) — (ялн символ изменения режиме); — (илв $5С вЂ” символ расширения); ОЕЬ вЂ” символ забоя.
'1 АВС11 — Ашег!сап 5!апбагб Себе 1ог 1п1огшаноп 1п1егс)гапке — американский стандартный код для обмена информацией. — Прим. лврвв. '1 ЕВС()1С вЂ” Ех!епбеб В)лагу Собеб )вес!ша! 1п!его))апяе Соде — расширенный двоично-десятичный код для обмена информацией. — Прим. перев. ° 1 15С11 — 1п(егпапопа! 5!апбагб Соде (ог 1п(оппапоп 1п(его)тапке — международный стандартный код для обмена информацией.— Прим перев. рядный буквенно-цифровой код АВСН, таблица которого приведена на рис. 3.31. Наряду с кодом АВС!11) нам известны также 8-разрядный нод ЕВС1в1Сй) и 7-разрядный код 1ЯС11~). В таблице кода АВС11 мы видим, что кроме цифр, букв и знаков препинания вней закодирован ряд функциональных символов, Эти символы требуются при работе с телетайпом, для которого и был первоначально разработан код АВС11.
Этот же код содержит также команды, предназначенные для передачи дан- 166 Глава 3 3.15. Избыточные коды Об избыточности мы уже говорили при обсуждении булевой алгебры: произведение и сумма являются в общем случае избыточными функциями, т. е., другими словами, оии содержат боль ше информации, чем это строго необходимо. Избыточность исчезает после минимизации соответствующего произведения или суммы. Отметим, что при передаче информации определенная избыточность часто вводится неосознанно.
Возьмем в качестве примера страницу из какой-либо книги, которая состоит из 150 строк текста. На этой странице можно убрать (без всякого ущерба для качества передачи информации) 25 — 50аго всех слов. Текст при этом становится похожим по стилю на телеграмму. Читать его очень трудно, так как у нас нет навыка чтения сжатых тек- дип! ппгпнппгпп 1 а ~ У а У У П~1~О ! ОП У а И У(1( пйпн'л !пппппнпппп йппнп ! - Ыппг ппгпппаупи! блпн 1Ядпгппб+ у депп аппгппгпгп) Рис, З.за. Кодирование информации в ниде двух блоков, кансдый из которых содержит 1 байт+! бит четности. Второй блок имеет двоичную конфигурацию, которая является дополнением байта из первого блока.
стон. Уменьшая избыточность информации, мы ухудшаем «благозвучие» текста, т. е. стиль изложения. Данная книга также содержит определенную избыточность, которая введена сознательно. Однако чем более избыточен текст, тем легче читателю понять его содержание. Лучше понто. рить еще раз, чем отсылать читателя на стр. №№. При передаче информации соответствующие коды делаются избыточными за счет присоединения к ним дополнительных битов. Это вызвано тем, что при передаче данных может произой- ных. Мы не будем описывать здесь специальные символы, применяемые при работе с телетайпом. Единицей кодирования в этих кодах является байт (8 бит) и наряду с управлением телексами они широко применяются в цифровой технике для связи с принтерами, перфораторами и для передачи данных между системами обработки данных.
В этих приборах входные кодированные команды преобразуются в те операции, которые необходимо выполнить данному устройству. Диаграммы и коды ти искажение кода из-за,помех или паводок, в частности при передаче через телефонные и телеграфные кабели и по радиоканалам. В результате информация, поступившая в приемную систему, интерпретируется неправильно. Отсюда следует, что при приеме информации необходимо знать, не возникают ли какие- либо искажения в процессе передачи данных (проблема детектирования ошибок).
Кроме того, требуется разработать код с такой избыточностью, чтобы обнаруженные ошибки можно было исправить (проблема коррекции ошибок). С этой целью при записи ияформации на магнитную ленту широко применяется метод кодирования, по которому информация кодируется в виде двух блоков, причем второй блок является дополнением первого. Кроме того, оба блока снабжены битами четности. Этот метод кодирования иллюстрируется рис. 3.32. Бит четности указывает, является ли число единиц в закодированном сообщении четным нли нечетным. Этот бит всегда передается вместе с сообщением.
В приемнике четность определяется заново и новый бит четности сравнивается с тем битом, который был передан передатчиком. Такая проверка, безусловно, не. очень надежна, так как если возникнет большое число ошибок одновременно, может оказаться, что четность останется «правильной». Однако вероятность того, что в закодированном сообщении могут возникнуть две или большее число ошибок, значительно меньше, чем вероятность появления одной ошибки, которая надежно контролируется по биту четности.
В последнем примере кода, состоящего из двух групп битов, которые являются взаимно дополнительными, с помощью проверки на четность и сравнения битов из обеих групп после передачи можно с довольно высокой степенью надежности определить качество передачи данных. Кроме того, при такой передаче мы можем также скорректировать обнаруженные ошибки.
В случае избыточного кода набор битов должен быть составлен и упорядочен так, чтобы после появления ошибки не возникал другой вариант кода, присутствующий в данной кодовой таблице. В предыдущих разделах уже говорилось о том, что группу цифр всегда может сопровождать контрольная цифра (контрольный бит). В случае банковских счетов эта цифра используется для исключения ошибки пробивки при перфорации.
Во время пробивки номера банковского счета перфоратор обрабатывает первые цифры этого номера, причем результат обработки должен быть равен цифре, которая напечатана последней. Если эти цифры не равны, пробитый на перфораторе номер не принимается и этот факт сообщается перфораторщику с помощью сигнала зуммера. Глава 4 СЕМЕЙСТВА ЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ 4.1. Транзистор в качестве элемента схемы При обсуждении базовых логических схем И, ИЛИ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ и инвертора мы ради простоты использовали для объяснения логических функций механические переключатели. В цифровой технике в качестве активных элементов схем применяются только транзисторы, тиристоры и симисторы. Последние два элемента используются в основном для переключения постоянного и переменного токов в сильноточных цепяхдля привода моторов, управления работой нагревательных приборов и других мощных устройств для обработки данных.
Эти элементы являются бесконтактными переключателями, которые имеют гораздо ббльшие надежность и срок годности, чем механические переключатели, к которым мы относим также и реле. Кроме того, транзисторы, тиристоры и симисторы являются усилителями, т. е. они могут переключать относительно большие токи при небольших затратах энергии на управление. Из цифровых транзисторных схем легко компоновать более сложные логические схемы, н получаемые в результате ИС могут содержать от нескольких десятков до нескольких десятков тысяч транзисторов на одной кремниевой пластинке (чипе) площадью в несколько квадратных миллиметров.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
