Преобразователь двоичного кода в код джонсона

Разработка интегральной микросхемы средней степени интеграции

Анализ разработки преобразователя кода из прямого двоичного и циклического кода Джонсона. Описание функций и синтеза структуры устройства и функциональных узлов. Изучение проектирования регистра памяти, мультиплексора, сдвигового регистра и счетчика.

Подобные документы

Структура и диаграмма работы генератора чисел как «черного ящика». Методы и способы построения ГЧ на базе счетчика Джонсона, сдвигового регистра, триггеров, двоичного и кольцевого счетчика. Выбор оптимального ГЧ в соответствии с критерием оптимизации.

курсовая работа [4,3 M], добавлен 13.11.2013

Получение канонической формы представления логических функций. Минимизация совершенной дизъюнктивной нормальной формы функций методами Карно и Кайва. Моделирование схемы преобразователя двоичного кода в код индикатора с помощью Electronics Workbench.

курсовая работа [1,7 M], добавлен 14.12.2012

Разработка схемы преобразователя двоичного кода в код индикатора, ее реализация на базе простых логических элементов и с использованием комбинационных устройств. Получение совершенной дизъюнктивной нормальной формы, основные методы ее минимизации.

курсовая работа [1,5 M], добавлен 28.12.2012

Разработка преобразователя двоичного кода на базе элементов 2И и его расчет с простым инвертором по максимальным значениям входного и выходного тока для уровня логического нуля. Построение двоичного счётчика со схемой гашения на базе синхронного триггера.

курсовая работа [753,2 K], добавлен 26.02.2013

Основные способы реализации преобразователей кодов. Структурная схема преобразователя двоичного кода, описание работы ее составных элементов: DIP-переключателей, семисегментного индикатора с дешифратором. Основы моделирования схемы в среде Quartus II.

контрольная работа [414,9 K], добавлен 31.07.2010

Подсчет числа сигналов, поступающих на вход реверсивного счетчика, фиксации числа в виде кода, хранящегося в триггерах. Разработка структурной и функциональной схем счетчика, выбор элементной базы устройства. Электрические параметры микросхемы КР1533.

курсовая работа [670,1 K], добавлен 07.01.2014

Системы радио и проводной связи, цифровые устройства. Схема формирования входного двоичного кода, преобразования кодов и управления. Индикация выходного двоичного кода, состоящая из светодиодов. Схема индикации десятичного эквивалента преобразуемого кода.

курсовая работа [857,0 K], добавлен 10.02.2012

Разработка и описание принципиальной схемы дискретного устройства. Синтез основных узлов дискретного устройства, делителя частоты, параллельного сумматора по модулю два, параллельного регистра, преобразователя кодов. Генератор прямоугольных импульсов.

курсовая работа [1,6 M], добавлен 20.05.2014

Сферы применения цифровых устройств и цифровых методов. Преобразование одного кода в другой с помощью преобразователей кодов. Структурная схема устройства, его основные узлы. Синтез схем формирования входного двоичного кода и его преобразования.

реферат [719,9 K], добавлен 10.02.2012

Цифровые автоматы — логические устройства, в которых помимо логических элементов имеются элементы памяти. Разработка микропрограммного цифрового автомата на основе микросхем малой степени интеграции. Синтез преобразователя кода и цифровая индикация.

курсовая работа [2,7 M], добавлен 26.05.2012

Источник

Преобразователи кодов

Преобразователи кодов предназначены для перевода чисел из одной формы представления в другую. Например, при вводе информации в ЭВМ необходимо преобразовывать десятичные числа в двоичные, а при выводе информации на индикаторы или печатающее устройство — двоичные или двоично-десятичные коды в коды управления знакогенератором, светодиодными или жидкокристаллическими индикаторными панелями, механизмом печати.

Отправным пунктом для построения преобразователя кодов является таблица соответствия, в которой записывается полный набор входных и соответствующий набор выходных слов. Если входные и выходные слова записаны двоичными символами, то синтез преобразователя кода сводится к нахождению для каждого разряда выход­ного слова булевой функции, устанавлива­ющей связь данного разряда с входными наборами двоичных переменных. Нахожде­ние такой связи и минимизация булевого выражения осуществляются с помощью карт Карно (диаграмм Вейча). На заклю­чительном этапе полученная функция пре­образуется к виду, удобному для реализа­ции в заданном (выбранном) элементом базисе.

В табл. 5.1 приведены наиболее распро­страненные в цифровой схемотехнике дво­ичные коды. В обозначениях кодов 8421, 7421, 5421, 2421 указан десятичный вес р_i двоичной единицы x_i соответствую­щего разряда.

Код Грея образован последовательнос­тью двоичных чисел, в которой два любых соседних числа (первое и последнее число также считаются соседними) отличаются только одним разрядом. В коде Джонсона переход к последующему числу осуществляется последовательной заменой 0 на I, начиная справа, а после уста­новки во всех разрядах 1 — заменой 1 на 0. Коды N + 3,9 — N, 10 — N используются в арифметических устройствах для выпол­нения операций сложения и вычитания двоично-десятичных чисел.

Деся-тичное число N

Код 8421 N

Код 7421

Код 5421

Код Айке-на 2421

Код грея

Код «с избыт-ком» N+3

Допол-нение до 9 «9-N”

Допол-нение до 10 «10-N”

Код Джон-сона

Пусть необходимо построить преобразователь двоичного кода 421 в 3-разрядный код Грея. Запишем таблицу соответствия (табл. 5.2).

Десятичное число	Код 421 Х2 х1 х0	Код Грея У2 у1 у0
0 0 0	0 0 0
0 0 1	0 0 1
0 1 0	0 1 1
0 1 1	0 1 0
1 0 0	1 1 0
1 0 1	1 1 1
1 1 0	1 0 1
1 1 1	1 0 0

Каждый разряд y_i получаемого на выходе кода является независимой функцией входных наборов x₂ x₁ x₀ , которую необходимо найти и минимизировать. Для этого воспользуемся кар­тами Карно, записав в клетки карты значения y_i для каждого из наборов (5.1- 5.3).

Соответственно тождественным выражениям (5.1) — (5.3) можно получить различные варианты преобразователя (рис. 5.1,а, б, в).

Выбор наилучшего варианта реализации производит разра­ботчик, руководствуясь техническими соображениями. Аналогично, используя ту же табл. 5.2, можно выполнить обратное преобразование кода Грея в код 421.

На рис. 5.2 показан один из возможных вариантов преобразова­теля кода Грея в двоичный код 421. (5.4-5.6)

Визуализация двоично-десятич­ных чисел часто производится с по­мощью семисегментных панелей на основе жидких кристаллов или светодиодов (рис. 5.3,а), широко ис­пользуемых в микрокалькуляторах, электронных часах и т. д. Если сегменты обозначены буквами, как по­казано на рис. 5.3,б, то табл. 5.3 устанавливает соответствие между двоично-десятичным числом и требуемыми для отображения десятичной цифры набором сегментов.

Десятичное число

Код 8421 DCBA

Семисегментный код abcdefg

Сегмент a определяется наборами кода 8421 (5.7). Аналогично получим булевы выражения для остальных сегментов (5.8).

Схема преобразователя кода 8421 в код семисегментного индика­тора, реализованная на элементах И-НЕ, показана на рис. 5.4.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Комбинаторные коды. Код Грея и Джонсона. Пример.

Десятичное число	Двоичный код	Код Грея
0	0000	0000
1	0001	0001
2	0010	0011
3	0011	0010
4	0100	0110
5	0101	0111
6	0110	0101

Код, обладающий арифметическими свойствами, называется арифметическим. Код, не обладающий арифметическими свойствами, наз. комбинаторным (по названию раздела математики-комбинаторики). Однопеременным наз. код, у кот. Кодовое расстояние равно единице, т.е. при переходе от одной кодовой комбинации к соседней, знак меняется лишь в одном разряде (например 0110, 0111, 0101). Построить однопеременный код можно с помощью диаграммы Карнауга, кот. Имеет 4 столбца и 4 строки. На их пересечении образуется 16 ячеек. Каждая ячейка и каждый столбец нумеруется. Адрес каждой ячейки формируется из номера строки и номера столбца. Задается направление обхода диаграммы, и последовательно выписываются их адреса. Такой код наз. кодом Грея. Правила построения: -направление обхода выбирается произвольно, одну и ту же вершину нельзя обходить дважды, запрещается движение по диагонали. Применение кода Грея повышает надежность кодирования.

Принципы формирования кода Джонсона

1. Код Джонсона является кодом с избытком, то есть для числа разрядов больше 2 в коде Джонсона длякодирования некоторого числа состояний требуется большее число разрядов, чем в двоичномарифметическом коде.

2. Код Джонсона является помехозащищенным кодом. Это означает, что каждая последующая комбинацияотличается от предыдущей значением только одного разряда.

В схемотехнике счетчиков это свойство устраняет одновременное переключение многих элементов,характерное для двоичных счетчиков при некоторых переходах. Одновременное переключение многихэлементов создает такие токовые импульсы в цепях питания схем, которые могут вызвать сбои в работесхемы.

3. Код Джонсона является циклическим кодом. То есть последняя комбинация отличается от первой такжезначением только одного разряда.

4. Формирование кода Джонсона осуществляется со стороны правых в сторону левых разрядов, причемвведение каждого нового разряда осуществляется до тех пор, пока во всех разрядах не будут стоятьединицы. После этого в том же порядке (со стороны правых в сторону левых разрядов) заполняются нули дотех пор, пока только в старшем разряде не останется единица.

Пример. Четырёхбитный код Джонсона.

Корректирующая способность кода.

При ручной подготовке управляющих программ необходимо осуществлять пересчёт координат с учётом диаметра и длинны инструмента. Требуется упрощение программирования и для этого в системах с ЧПУ предусматривается программирование эквидистанты ,под которой понимается совокупность координат (…) центра фрезы при обходе контура.

Для автоматического учёта эквидистанты применяются корректирующие коды :

Коды G-43 и G-44 записываются перед каждой координатой для которой требуется коррекция . Коррекция считается положительной (G-43) ,если координаты центра фрезы больше координаты контура и отрицательной (G-44) если координаты центра фрезы меньше координаты контура..

Отмена коррекции осущ. функцией G40- для всех координат, либо функцией Д00-для той координаты перед которой она указана.

Расчёт величины смещения инструмента можно выполнить автоматически с помощью коррект. кодов G41-при обходе детали справа,G42-при обходе деталислева.

Коды, обнаруживающие ошибки.Пример.

Пример. Пусть у нас есть канал с единичными ошибкой с частотой 10-6 на бит. Если мы хотим исправлять единичные ошибки при передаче блока в 1000 бит, то нам потребуется 10 контрольных бит. При передаче 1 Мбит данных, потребуется 10 000 контрольных бит. В тоже время для обнаружения единичной ошибки достаточно одного бита четности. Поэтому, если мы применим технику повторной передачи, то на передачу 1000 блоков надо будет потратить 1001 бит дополнительно или с повторной передачей 2002 бит, вместо 10,000 бит в случае кода с исправлением ошибки.Применение техники четности «в лоб» в случае групповых ошибок не даст нужного результата. Однако, ее можно скорректировать. Пусть нам надо передать слов по бит. Расположим их в виде матрицы . Для каждого столбца вычислим бит четности и разместим его в дополнительной строке. Матрица затем передается по строкам. По получению матрица восстанавливается и если хоть один бит нарушен, то весь блок передается повторно.Этот метод позволяет обнаружить групповые ошибки длины . Против групповых ошибок длины он бессилен. В общем случае вероятность правильной передачи при длине групповой ошибке , равна .

Простейшим способом обнаружения ошибок является контроль по четности. Обычно контролируется передача блока данных (М бит). Этому блоку ставится в соответствие кодовое слово длиной N бит, причем N>M. Избыточность кода характеризуется величиной 1-M/N. Вероятность обнаружения ошибки определяется отношением M/N (чем меньше это отношение, тем выше вероятность обнаружения ошибки, но и выше избыточность).
При передаче информации она кодируется таким образом, чтобы с одной стороны характеризовать ее минимальным числом символов, а с другой инимизировать вероятность ошибки при декодировании получателем. Для выбора типа кодирования важную роль играет так называемое расстояние Хэмминга.

Код Хемминга. Пример

Коды Хэмминга — самоконтролирующийся и самокорректирующийся код построенный применительно к двоичной системе счисления.

Построение кодов Хемминга основано на принципе проверки на четность числа единичных символов: к последовательности добавляется элемент такой, чтобы число единичных символов в получившейся последовательности было четным. (+)-означает сложение по модулю

S=0-ошибки нет. S=1 однократная ошибка . Такой код называется (к+1,к) или (n,n-1). Первое число –количество элементов последовательности , второе –количество информационных символов. Для каждого числа проверочных символов r=3,4,5… существует классический код Хемминга с маркировкой (n,k)=(2 r -1.2 r -1-r).

(код (7,4))

На вход декодера поступает кодовое слово штрихом помечено то что может исказиться.

Дата добавления: 2018-08-06 ; просмотров: 1195 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник