Конспект лекцій з Основ цифрової схемотехніки. Конспект лекцій з Теоретичні ОЦСТ. Робота № 523365

Перехід до торгівельного партнера Binance

Конспект лекцій з Основ цифрової схемотехніки

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

ІТРЕ

Факультет:

Телекомунікації

Кафедра:

Кафедра Телекомунікацій

Інформація про роботу

Рік:

2013

Тип роботи:

Конспект лекцій

Предмет:

Теоретичні ОЦСТ

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА» КАФЕДРА «ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЇ» ОРЛЕВИЧ Ігор Дмитрович ЦИФРОВА ТЕХНІКА ТА МІКРОПРОЦЕСОРИ КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ Для студентів спеціальності 6.092402 «ТелекомунікаціЇ» Інституту телекомунікацій, радіоелектроніки та електронноЇ техніки Затверджено на засіданні кафедри Протокол від 2011р. Львів 2011 Зміст Вступ Математичні основи цифрової техніки Відображення інформації у ЦТ Системи числення та кодування Двійкова арифметика Основні поняття та закони булевої алгебри Функції алгебри логіки Форми зображення логічних функцій Мінімізація логічних функцій Структурна реалізація логічних функцій Схемотехніка цифрових пристроїв Цифрові сигнали, форми їх зображення Основні параметри і характеристики цифрових мікросхем Розширювачі на логічних елементах Збільшення навантажувальної здатності Логічні елементи з відкритим колектором Комбінаційні пристрої Шифратори і дешифратори Мультиплексори і демультиплексори Комбінаційні суматори Цифрові компаратори Імпульсні схеми на цифрових елементах Послідовнісні цифрові пристрої Загальна структура та класифікація тригерів Різновиди тригерів Синтез послідовнісних пристроїв Регістри Лічильники імпульсів Інтегральні запам’ятовуючі пристрої Оперативні запам’ятовуючі пристрої Постійні запам’ятовуючі пристрої Цифро- аналогові та аналого-цифрові перетворювачі Принцип ЦА - перетворення Принцип АЦ – перетворення Мікропроцесори Принципи побудови мікрокомп’ютерів Класифікація МП Принципи управління і функціонування МП Структура і типи команд Способи адресації інформації Організація переривань роботи МП Організація вводу-виводу даних Команди МП Способи адресації даних Список літератури Вступ У конспекті лекцій «Цифрова техніка та мікропроцесори» розглянуто аналіз і синтез цифрових елементів і побудованих на їх основі цифрових вузлів. Розглянуто теоретичні основи побудови цифрових пристроїв – алгебру логіки та її закони, булеві функції та їх властивості, способи мінімізації булевих функцій, а також аналіз і синтез цифрових елементів і пристроїв на базі логічних елементів (тригерів, формувачів імпульсів, цифрових вузлів комбінаційного і послідовнісного типу, пристроїв пам’яті на інтегральних мікросхемах, аналого-цифрових та цифро-аналогових перетворювачів). Розглянуто принципи побудови управління і функціонування мікропроцесорів, структура і типи команд, способи адресації, мова Ассемблер. Більш детальне вивчення мікропроцесорів відбувається в дисципліні «Мікрокомп’ютери в телекомунікаціях». Дана дисципліна викладається студентам напрямків «Телекомунікації» та «Інформаційні мережі зв’язку». Математичні основи цифрової техніки 1.1.Відображення інформації у ЦТ Інформація (латинською informatio) – роз’яснення, виклад, обізнаність як об’єкт передачі, поширення, перетворення, зберігання чи безпосереднього виконання потребує матеріального носія. Таким носієм у системах телекомунікацій є електричний сигнал – змінні у часі і за рівнем напруга чи струм. Як функція часу електричний сигнал може бути неперервним (рис. 1а) або дискретним (рис. 1б) U U t t0 t 1 t2 t3 t4 τ t рис. 1а рис. 1б Неперервний (аналоговий) сигнал у заданому діапазоні зміни аргументу t набуває довільної множини значень. Дискретний сигнал визначають лише при певних значеннях аргументу t з інтервалом дискретності τ і він набуває лише певні рівні напруги або струму. Щоб дискретний сигнал адекватно відображав інформацію, яка може бути подана у найрізноманітніших формах (числами, буквами, сигналами різної природи чи символами), число рівнів і знчення їх величин мають підпорядковуватися певній системі числення. У повсякденному житті людина користується десятковою (арабською) системою числення, що складається з десяти цифр (0,…,9). Цифрові сигнали, створені на основі десяткової системи числення, повинні мати 10 рівнів (квантів) напруги. Це реалізувати технічно непросто і економічно невигідно. Найпростішою з відомих систем числення є двійкова або бінарна система, що складається з двох цифр: 0 і 1. Звідси і походження слова-терміна «біт» – від англ. «binary digit» - «двійкова цифра», тобто 0 або 1. Відображення інформації при використанні двійкової системи числення здійснюється з допомогою електричних сигналів, якщо, наприклад, низький рівень напруги або відсутність імпульсу позначити як логічний 0, а високий рівень напруги або наявність імпульсу – як лог. 1. U “1” “0” t рис. 2 Набір, чи комбінацію бітів називають словом. З допомогою двійкових чисел у цифровій і мікропроцесорній техніці зображуються дані – відомості, тобто все, що необхідно для виконання певної дії. Одиницею зображення даних, а також обміну даними між цифровими пристроями є 8-ми розрядне (восьмибітове) двійкове число – «байт» (byte). 1 байт = 8 біт і за допомогою такого слова можна передати одне з 2 8 = 256 різних повідомлень, тобто можна, наприклад, закодувати текст якоюсь мовою, де кожному символу (букві, цифрі, розділовому знаку тощо) має відповідати одна кодова комбінація з 8-ми біт, або 1 байт. Необхідно знайти: 1КБіт = 2 10 біт = 1024 біт 1МБіт = 2 20 біт = 1048576 біт 1байт = 2 3 біт = 8 біт 1Кбайт = 2 10 байт = 1024 байт 1Мбайт = 2 20 байт = 1048576 байт Проміжною (сполучною) ланкою між двійковою і десятковою СЧ є проміжна система (системи) числення – коди, за допомогою яких можна уникнути довгих ланцюгів з 0 і 1, які властиві двійковій системі. Двійково-десятковий код (ДДК) (2-10) або (8-4-2-1) має таку особливість: кожній десятковій цифрі даного розряду відповідає чотирибітове двійкове число – тетрада. Наприклад, 10011001010002-10= 132810 1 3 2 8 Цей код має надлишковість, бо при групуванні тетрадами шість комбінацій відпадає, а саме 1010, 1011, 1100, 1101, 1110, 1111. При групуванні тріадами (трьома бітами) найзручнішою є вісімкова СЧ (1112 = 710) і надлишковості немає, але МП маніпулюють словами, які можуть мати набори з 16-ти або навіть 40-ка біт. Існують різновиди позиційних кодів: ДДК {8-4-2-1}, код {2-4-2-1} (код Айкена) код з лишком 3 {[8-4-2-1]+3}, код Грея, циклічний код Джонсона та інші. Ряд кодів призначені для спрощення реалізації цифровими пристроями арифметичних операцій – спеціальні арифметичні коди: Обернений код числа Ā2 , який отримують простою заміною всіх нулів на одиниці, а одиниць – на нулі. А2 = 110101; Ā2 = 001010. Доповняльний код двійкового числа А2 Ã = Ā2 + 1. наприклад, А2 = 110101; Ã2 = 001010 + 1 = 001011. Окреме місце в ЦТ займає кодування алфавітно-цифрової інформації. Так при передачі текстів послідовність алфавітно-цифрових символів, кожний з яких (буква, цифра, розділовий знак або математичний знак) підлягає кодуванню. Для цього існують спеціально призначені для цього стандартні коди. Часто в ЕОМ типу ІВМ застосовують код ASCII (американський стандартний код обміну інформацією). Кожний символ кодується 8-ми бітовими словами, наприклад: А – 00011000; 1 – 00010000; В – 00011001; 2 – 00010001; С – 00011010; 3 – 00010010. Існує українська версія цього коду USCII, сумісна з ІВМ РС. 1.2.Системи числення та кодування У ЦТ використовується лише позиційна система числення (СЧ), за якою значення кожної цифри, що входить у число, залежить від місця її розташування у записі цього числа. Кожна СЧ має певний набір символів (цифр), кількість символів в якому відповідає основі даної СЧ. Позиція символу у зображенні числа називається розрядом: У загальному випадку будь-яке число А у позиційній системі числення з постійною основою Р можна відобразити числовим рядом Ар= аn-1pn-1 +…+ a1p1 + a0p0 + a-1p-1 +…+ amp-m= =

Конспект лекцій Теоретичні ОЦСТ

romire

03.04.2013 22:04-

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись