Nella tecnologia digitale, le informazioni trasmesse, ricevute o convertite sono espresse da un insieme di simboli del sistema numerico binario: un codice binario.

Qualsiasi numero decimale a noi familiare può essere rappresentato come un insieme di uno e zero di questo sistema. Il numero decimale 7, ad esempio, nel sistema binario è scritto così: 0111. Qui, il carattere più a sinistra è il bit più significativo e il carattere più a destra è il bit meno significativo di un numero di codice binario a quattro bit. La traduzione di questo numero binario in un numero decimale viene eseguita in questo ordine: 0111=0X2³+1X2²+1X2¹+1x2⁰ =0+4+2+1 =7.

La base per convertire un numero binario in decimale è il numero 2. Il codice stesso in questo caso è chiamato binario naturale o codice 8-4-2-1.

La tabella 1 ti aiuterà a convertire i numeri decimali in binari e viceversa all'interno di un codice a quattro cifre.

Tabella 1

Al fine di fissare più saldamente in memoria il principio della codificazione dell'informazione digitale in un sistema binario, proponiamo di analizzare sperimentalmente il funzionamento di un contatore binario a quattro bit, assemblato, ad esempio, su flip-flop JK secondo il circuito mostrato in Figura. uno.

Riso. 1 Contatore a quattro cifre

Montare tutte le parti del contatore sulla breadboard. Collegare LED o altri indicatori alle uscite dirette di tutti i trigger, mediante i quali sarebbe possibile osservare visivamente gli stati logici dei trigger. La funzione di sorgente di impulsi di conteggio in ingresso di lunga durata è svolta da un trigger RS ​​montato su elementi logici 2I-NOT DD1.1, DD1.2 e comandato dal pulsante SB1.

Preparare una tabella (Tabella 2) in cui registrerete gli stati logici dei trigger del contatore di impulsi con i simboli del sistema numerico binario. Nella colonna più a sinistra "Count" annotare immediatamente i numeri di sequenza degli impulsi di ingresso da 0 a 15. Nella seconda colonna da sinistra (Q1) annotare lo stato logico del primo trigger ad ogni impulso successivo, nella terza colonna ( Q2) - lo stato logico del secondo trigger, ecc. d.

Quindi, controlla l'installazione, l'affidabilità della saldatura e, se non trovi errori, accendi l'alimentazione. In questo caso, alcuni led potrebbero accendersi, segnalando che i trigger ad essi relativi si trovavano in un unico stato al momento dell'accensione. Premere il pulsante SB2 per. applicare una tensione di basso livello all'ingresso R dei trigger e quindi impostare tutti i trigger del contatore allo stato zero. Ora tutti gli indicatori sono spenti. Questo stato logico di tutti i flip-flop di un contatore di impulsi a quattro cifre è indicato nella tabella da zeri.

Tabella 2

Ora premi e rilascia brevemente il pulsante SB1. In questo caso il trigger RS ​​passerà dallo stato zero allo stato singolo stesso e, tramite una tensione di alto livello all'uscita diretta, porterà il primo trigger del contatore nello stesso stato. Di conseguenza, il LED HL1 si accende. I restanti trigger del contatore manterranno lo stato zero e i loro LED, ovviamente, non dovrebbero accendersi.

Registrare questo stato dei trigger nella tabella: nella colonna Ql-1, nel resto-0. Premere una seconda volta il pulsante SB1, simulando il secondo impulso di ingresso. Immediatamente si spegnerà il primo LED e si accenderà il secondo - HL2. Ora il secondo trigger è nello stato singolo e il resto è nello stato zero. Scrivi questi stati logici dei flip-flop sulla riga corrispondente al secondo impulso di ingresso.

Il terzo impulso di ingresso imposterà nuovamente il primo trigger del contatore su un singolo stato e non cambierà lo stato del secondo trigger, quindi gli indicatori HL1 e HL2 si accenderanno. Nella tabella, scrivere questo stato del contatore nella forma seguente: 1100. Al quarto impulso di ingresso si accenderà solo il LED HL3 e nella tabella dovrebbe apparire la voce 0010.

Quindi, piano piano, premendo il pulsante SB1 e leggendo al bagliore degli indicatori di stato dei trigger, si compilerà gradualmente l'intera tabella degli stati logici del contatore a quattro cifre. Successivamente, scollegare il trigger RS ​​dall'ingresso del contatore e applicargli una sequenza di impulsi dal generatore, seguendo una frequenza di 1 ... 2 Hz. L'ordine di aratura degli indicatori, che a tale frequenza può essere tracciato, confermerà i tuoi record che caratterizzano il funzionamento di un contatore binario a quattro cifre.

Riassumiamo. Il primo trigger del tuo contatore avanzato è l'LSB e il quarto è l'MSB del contatore a quattro cifre. Di conseguenza, le colonne dei simboli degli stati logici dei trigger si trovano nella tabella. Ma nel sistema binario, i caratteri delle cifre inferiori rispetto a quelle più vecchie si trovano sul lato destro. Pertanto, per determinare lo stato del codice del contatore dalla tabella compilata per ciascuno dei quindici impulsi di ingresso, le voci in esso contenute dovrebbero essere lette da destra a sinistra o la tabella dovrebbe essere capovolta in uno specchio.

Il risultato è: al primo impulso di ingresso - 0001, al secondo - 0010, al terzo - 0011, ecc. fino al quindicesimo impulso, quando lo stato del codice del contatore è 1111, dopodiché viene ripetuto il conteggio degli impulsi. Insomma, questa tabella dei codici di stato del misuratore, ma ovviamente capovolta..

Esperimenti simili con le uscite corrispondenti possono, ovviamente, essere effettuati con un contatore a quattro cifre sui flip-flop D, collegando le loro uscite inverse agli ingressi D in modo che i flip-flop funzionino in modalità di conteggio. È utile condurre tale studio con il chip K155IE2. Accendendolo secondo lo schema di Fig. 2, è possibile compilare una tabella degli stati del codice di tale contatore di impulsi da 0 a 9.

Riso. 2 Esperienza con il chip K155IE2

Come già saprai, il massimo numero decimale esprimibile in codice binario a quattro cifre è 15. E se questo numero è a tre cifre, ad esempio 137? Nel codice binario sembrerà ingombrante e non sempre conveniente per l'elaborazione: 10001001. Pertanto, nella tecnologia digitale, oltre al codice binario, viene utilizzato anche il codice decimale binario, in cui ogni cifra di un numero decimale è rappresentata in forma binaria. Nel codice decimale in codice binario, lo stesso numero di tre cifre 137 ha questo aspetto:

E come vengono tradotti in cifre del sistema numerico decimale gli stati del codice binario o binario-decimale dei contatori di impulsi? Questo viene fatto con l'aiuto di decoder e indicatori di sintesi dei segni.

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