Одной из основных задач компьютеризированных систем управления и автоматики (информационно-управляющих систем) является передача, преобразование и обработка информации. Главное звено подобных систем – источник информации, от которого поступают сведения о контролируемом объекте (информация). Последняя передается в виде сообщений, которые представляются последовательностью чисел в той или иной системе счисления. Такой процесс отображения информации называется кодированием, а сообщения, представленные тем или иным кодом, называются дискретными сообщениями.
Поскольку основным элементом современных информационно-управляющих систем является компьютер (микропроцессор, однокристальная микроЭВМ, персональная ЭВМ), то обработка информации ведется в цифровом виде, и дискретные сообщения обычно представляются двоичным кодом (ДК). Код – это правило, в соответствии с которым дискретное сообщение представляется в виде чисел в определенной системе счисления. В цифровой электронике помимо ДК используются десятичные, восьмеричные и шестнадцатеричные коды.
Название кода определяется системой счисления, используемой для представления сообщений. Подробно основные системы счисления, применяемые в цифровой электронике и микропроцессорной технике, рассматриваются в [3, 5, 19].
Ниже остановимся на нескольких основных терминах, которые будут использоваться нами в дальнейшем.
Система счисления (СС) - способ записи чисел при помощи определенных знаков, чаще всего арабских цифр, но иногда и латинских букв, например, шестнадцатеричная система счисления.
Основание СС - определяется числом символов, используемых в системе счисления. Например, двоичная система счисления имеет основание два, десятичная - десять и т. д.
Разрядность чисел. Каждое число характеризуется количеством разрядов. Разряд - это место, которое занимает цифра (буква) в числе. Крайний правый разряд в числе называют нулевым (начальным, младшим или младшим значащим разрядом (МЗР)). Если количество разрядов равно n
, то крайний левый разряд называют (n-1
)-м (старшим или старшим значащим разрядом (СЗР)).
Вес разряда. Равен основанию СС, возведенном в степень, равную номерам разрядов, которые нумеруются от 0 до (n-1). Например, если рассмотреть 3-х разрядное десятичное число, то веса его разрядов равны:
нулевого - 100 = 1;
первого - 101 = 10;
второго - 102 = 100;
Аналогично веса трехразрядного двоичного числа равны:
нулевого - 20 = 1;
первого - 21=2;
второго - 22=4.
Веса используются для определения десятичного эквивалента чисел. Например, десятичный эквивалент двоичного числа 10110 равен:
1×24 + 0×23 + 1×22 + 1×21 + 0×20 = 22
Числа, представленные в двоичной системе счисления (двоичным кодом), должны содержать справа от МЗР латинскую букву В
, в десятичной системе - D
, шестнадцатеричной - H
. Если буква отсутствует, то по умолчанию компьютер (микропроцессор) считает число, представленным в десятичной системе счисления.
Для передачи сообщений используются определенные физические процессы (сигналы), однозначно отображающие передаваемое сообщение с заданной точностью. В цифровой (компьютерной) электронике используются цифровые сигналы, которые принимают один из двух уровней (значений): низкий и высокий. Низкий уровень сигнала называют нулевым (нулем), а высокий - единичным (единицей). Такое представление сигналов имеет место в так называемой “положительной логике”. Иногда используется “отрицательная логика”, в которой низкий уровень сигнала называют единицей, а высокий - нулем.
В информационно-управляющих системах часто возникает задача обработки аналоговых сообщений, снимаемых с аналоговых датчиков. Для ввода такой информации в компьютер, ведущий обработку в цифровом виде, осуществляется дискретизация (квантование) аналоговых сигналов.
Различают 3-и вида дискретизации:
- по уровню;
- по времени;
- по уровню и времени (комбинированная).
Рассмотрим каждый из названных видов квантования более подробно.
Сложный инвертор
Рассчитать элементы базовой схемы (рис. 1) логического элемента ТТЛ
(транзисторно-транзисторная логика) 3И-НЕ, обеспечивающие ее работу.
Коэффициент разветвления принять равным 15. Значение принять равным 10 для всех тран ...
Приемник службы радиомониторинга
Радиоприемное устройство – одно из важнейших и необходимых элементов
любой радиотехнической системы передачи информации. Оно обеспечивает:
улавливание энергии электромагнитного поля, несущего полезные сообщения;
усиление мощ ...
Расчет, конструирование и проектирование радиопередающего устройства
Радиопередающими
называют устройства, предназначенные для выполнения двух основных функций -
генерации электромагнитных колебаний высокой или сверхвысокой частоты и их
модуляции в соответствии с передаваемым сообщением. Радио ...