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.
Статическая модель системы частотной автоподстройки частоты
Радиопередающие устройства (РПдУ) применяются в сферах
телекоммуникации, телевизионного и радиовещания, радиолокации, радионавигации.
Стремительное развитие микроэлектроники, аналоговой и цифровой
микросхемотехники, микропроц ...
Реализация системы технического зрения (СТЗ) на базе многокристального микропроцессора (К1804)
Микропроцессорный комплект серии К1804 включает в себя ряд модулей для
построения операционных и управляющих устройств. Основой операционного
устройства (ОУ) может служить микропроцессорная секция (МПС) ВС1 и ВС2. Кроме
то ...
Расчет параметров основных блоков прибора для измерения толщины диэлектрических покрытий
Темой данной работы является расчет параметров основных блоков прибора
для измерения толщины диэлектрических покрытий.
Для безопасной эксплуатации оборудования и материалов, защиты их от
внешних факторов и повреждений широ ...