В цифровой технике передаваемую, принятую или преобразованную информацию выражают набором символов двоичной системы счисления- двоичным кодом.

Любое привычное нам десятичное число может быть представлено как совокупность единиц и нулей этой системы. Десятичное число 7, например, в двоичной системе пишут так: 0111. Здесь крайний левый символ - старший разряд, а крайний правый символ-младший разряд четырехразрядного двоичного кодового числа. Перевод этого двоичного числа в число десятичной системы счисления выполняют в таком порядке: 0111=0X2³+1X2²+1X2¹+1Х2⁰ =0+4+2+1 =7.

В основе преобразования двоичного числа в десятичное лежит число 2. Сам же код в этом случае называют двоичным натуральным или кодом 8-4-2-1.

Переводить десятичные числа в двоичные и обратно в пределах четырехразрядного кода вам поможет таблица 1.

Таблица 1

Чтобы прочнее закрепить в памяти принцип кодирования цифровой информации в двоичной системе, предлагаем опытным путем проанализировать работу четырехразрядного двоичного счетчика, собранного, например, на JK-триггерах по схеме, приведенной на рис. 1.

Рис. 1 Четырехразрядный счетчик

Все детали счетчика смонтируйте на макетной панели. К прямым выходам всех триггеров подключите светодиоды или иные индикаторы, по которым можно было бы визуально наблюдать за логическими состояниями триггеров. Функцию источника входных счетных импульсов большой длительности выполняет RS-триггер, собранный на логических элементах 2И-НЕ DD1.1, DD1.2 и управляемый кнопкой SB1.

Заготовьте таблицу (табл. 2), в которую символами двоичной системы счисления будете записывать логические состояния триггеров счетчика импульсов. В крайней левой колонке "Счет"сразу же запишите порядковые номера входных импульсов от 0 до 15. Во второй колонке слева (Q1) записывайте логическое состояние первого триггера при каждом очередном импульсе, в третьей колонке (Q2) - логическое состояние второго триггера и т. д.

Итак, проверьте монтаж, надежность паек и, если ошибок не обнаружите, включите питание. При этом некоторые светодиоды могут загореться, сигнализируя о том, что относящиеся к ним триггеры в момент включения питания оказались в единичном состоянии. Нажмите на кнопку SB2, чтобы. на вход R триггеров подать напряжение низкого уровня и тем самым установить все триггеры счетчика в нулевое состояние. Теперь все индикаторы погасли. Это логическое состояние всех триггеров четырехразрядного счетчика импульсов обозначьте в таблице нулями.

Таблица 2

Теперь кратковременно нажмите и отпустите кнопку SB1. При этом RS-триггер переключится из нулевого состояния в единичное сам и напряжением высокого уровня на прямом выходе переключит в такое же состояние первый триггер счетчика. В результате включится светодиод HL1. Остальные триггеры счетчика будут сохранять нулевое состояние, и их светодиоды, естественно, светить не должны.

Запишите это состояние триггеров в таблицу: в колонку Ql-1, в остальные-0. Нажмите второй раз на кнопку SB1, имитируя второй входной импульс. Сразу же погаснет первый светодиод и включится второй - HL2. Теперь в единичном состоянии оказался второй триггер, а остальные в нулевом. Запишите эти логические состояния триггеров в строку, соответствующую второму входному импульсу.

Третий входной импульс снова установит первый триггер счетчика в единичное состояние и не изменит состояние второго триггера, поэтому будут светить индикаторы HL1 и HL2. В таблице такое состояние счетчика запишите в таком виде: 1100. При четвертом входном импульсе будет светить только светодиод HL3, а в таблице должна появиться запись 0010.

Так, не торопясь, нажимая на кнопку SB1 и считывая по свечению индикаторов состояния триггеров, вы постепенно заполните всю таблицу логических состояний четырехразрядного счетчика. После этого отключите RS-триггер от входа счетчика и подайте на него от генератора последовательность импульсов, следующих с частотой 1...2 Гц. Порядок вспахивания индикаторов, который при такой частоте можно проследить, подтвердит ваши записи, характеризующие работы двоичного четырехразрядного счетчика.

Подведем итоги. Первый триггер вашего опытного счетчика представляет собой младший разряд, а четвертый - старший разряд четырехразрядного счетчика. Соответственно расположены в таблице и колонки символов логических состояний триггеров. Но в двоичной системе символы младших разрядов по отношению к старшим располагают с правой стороны. Поэтому, чтобы по составленной вами таблице определить кодовое состояние счетчика при каждом из пятнадцати входных импульсов, записи в ней следует читать справа налево или предварительно таблицу перевернуть зеркально.

В результате получится: при первом входном импульсе - 0001, при втором - 0010, при третьем - 0011 и т. д. до пятнадцатого импульса, когда кодовое состояние счетчика будет 1111, после чего счет импульсов повторяется. Короче говоря, эта таблица кода состояния счетчика, но, конечно, в перевернутом виде..

Подобные опыты с соответствующими выводами можно, разумеется, провести и с четырехразрядным счетчиком на D-триггерах, соединив их инверсные выходы с входами D, чтобы триггеры работали в счетном режиме. Полезно провести такое исследование и с микросхемой К155ИЕ2. Включив ее по схеме, изображенной на рис. 2, можно составить таблицу кодовых состояний такого счетчика импульсов от 0 до 9.

Рис. 2 Опыт с микросхемой К155ИЕ2

Как вы уже знаете, максимальное десятичное число, которое можно выразить двоичным четырехразрядным кодом, - 15. А если это число трехзначное, например, 137? В двоичном коде оно будет выглядеть громоздко и не всегда удобно для переработки: 10001001. Поэтому в цифровой технике, кроме двоичного кода, применяют еще код двоично-десятичный, где каждую цифру десятичного числа представляют в двоичном виде. При двоично-десятичном коде то же трехзначное число 137 имеет такой вид:

А каким образом двоичные или двоично-десятичные кодовые состояния счетчиков импульсов переводят в цифры десятичной системы счисления? Это выполняется с помощью дешифраторов и знакосинтезирующих индикаторов.

Смотрите другие статьи раздела Начинающему радиолюбителю.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Акустические маяки защитят от столкновения с птицами 07.03.2018 Обычно люди пытаются отогнать птиц при помощи знаков, которые те смогут увидеть, например, отметок на окнах и световых сигналов, но такой метод работает не всегда. Одно из возможных объяснений заключается в том, что глаза птиц, как правило, посажены не спереди головы, а по ее бокам, так что прямо по центру их обзора оказывается слепое пятно. Поэтому ученым пришла идея, что, возможно, звук будет лучшим предупреждающим сигналом. Ученые обучили 16 содержащихся в неволе зебровых амадин пролетать через специальный коридор длиной примерно с автобус. Иногда птицам разрешалось свободно преодолевать всю длину коридора, но в других опытах в нем была установлена сеть, которая мягко задерживала птиц, в качестве безопасного эквивалента удара о здание. Птицы снижали скорость, приближаясь к сети, но еще больше они замедлялись, если в метре от сети слышали громкий звук. При этом звук сам по себе не заставлял их снижать скорость, поэтому ученые предполагают, что действие "звукового маяка" повышало общую внимательность птиц, и они замечали сеть быстрее. Дополнительными свидетельствами в пользу этой гипотезы стали изменения в позах птиц по время полета: они начинали держаться в воздухе прямее, услышав звук. Научное сследование показало, что меньше птиц сталкиваются со зданиями, если для предупреждения их об опасности использовать сирену и световой сигнал. Авторы исследования признают, что этот метод необходимо испытать также и "в полевых условиях", пронаблюдав, как такие "акустические маяки" будут действовать на птиц в природе. Этот вопрос касается не только спасения птиц, но также имеет экономическую важность: столкновения птиц с воздушными судами и наземными строениями повышают риск неполадок и катастроф и ежегодно приносят миллиардные убытки авиаиндустрии и другим отраслям экономики.

Другие интересные новости:

▪ Микроконтроллер ATmega169

▪ Гибкий нанотонкий тачскрин

▪ Умный пинцет для исследования микробиома

▪ За стеной видны микрообъекты

▪ Причал с присосками

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Домашняя мастерская. Подборка статей

▪ статья Жан-Альфонс Карр. Знаменитые афоризмы

▪ статья Как дизайнеры концепт-кара Mako Shark обхитрили начальника? Подробный ответ

▪ статья Рекорды погоды. Холод. Советы туристу

▪ статья Мощный блок питания передатчиков из блока питания персонального компьютера, 220/13,8 вольт 300 ватт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Простой умножитель добротности. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025