23. Общие сведения о регистрах, классификация. Счётчики с произвольным коэффициентом пересчёта. Кольцевые счётчики.

Регистры - самые распространённые узлы цифровых устройств. Они оперируют с множеством связанных переменных, составляющих слово. Над словами выполняется ряд операций: приём, выдача, хранение, сдвиг в разрядной сетке, поразрядные логические операции.

Регистры состоят из разрядных схем, в которых имеются триггеры и, чаще всего, также и логические элементы. Действуют они как единое целое.

По количеству линий передачи переменных регистры делятся на однофазные и парафазные, по системе синхронизации на однотактные, двухтактные и многотактные. Однако главным классификационным признаком является способ приёма и выдачи данных. По этому признаку различают параллельные (статические) регистры, последовательные (сдвигающие) и параллельно-последовательные.

В параллельных регистрах приём и выдача слов производится по всем разрядам одновременно. В них хранятся слова, которые могут быть подвергнуты поразрядным логическим преобразованиям.

Для современной схемотехники характерно построение регистров на триггерах D-типа, преимущественно с динамическим управлением. Многие имеют выходы с третьим состоянием. Некоторые регистры относятся к числу буферных, то есть рассчитаны на работу с большими ёмкостными и / или низкоомными активными нагрузками. Это обеспечивает их работу непосредственно на магистраль (без дополнительных схем интерфейса).

Из статических регистров составляются блоки регистровой памяти - регистровые файлы.

Главные функции регистров:

Хранение информации,

Прием информации,

Выдача информации,

Сдвиг информации,

Преобразование кодов,

Установление в ноль или в единицу нужного числа,

Поразрядные логические операции: дизъюнкция, конъюнкция, сложение по модулю 2.

Регистры классифицируются по следующим видам:

• 
  накопительные (регистры памяти, хранения)
  
• 
  сдвигающие или сдвиговые
  

В свою очередь сдвигающие регистры делятся:

• 
  по способу ввода-вывода информации:
  
  • 
    параллельные: запись и считывание информации происходит одновременно на все входы и со всех выходов
    
  • 
    последовательные: запись и считывание информации происходит в первый триггер, а та информация, которая была в этом триггере, перезаписывается в следующий — то же самое происходит и с остальными триггерами
    
  • 
    комбинированные;
    

---

• 
  по направлению передачи информации:
  
  • 
    однонаправленные;
    
  • 
    реверсивные
    

Двоичные N-разрдные счетчики позволяют осуществлять деление частоты следования сигналов счета с коэффициентом пересчета, равным 2^N. На их основе могут быть построены делители чпастоты и счетчики с произвольным коэффициентом пересчета.

Для построения пересчетных схем с произвольным коэффициентом деления частоты могут использоваться Т-триггеры, имеющие дополнительные входы установки триггера в состояние логической 1 (вход S) или установки в состояние логического (вход R).

Если использовать дополнительные (установочные) входы триггера S, то сигнал окончания счета формируется как логическое произведение счетного импульса и сигналов с единичных выходов тех разрядов счетчика, которые соответствуют единицам в двоичном числе равном К-1, где К – коэффициент пересчета.

Такие счетчики чаще всего используются для формирования управляющего сигнала после поступления заданного числа счетных импульсов.

Если триггера не имеет дополнительных входов для установки в единичное состояние, но имеют выходы для устанровки в состояние 0, то счетчик с произвольным коэффициентом счета строится следующим образом: сигнал окончпания счета представляет собой логическое произведение единичных разрядов счетчика, которые соответствуют единицам в двоичном числе Ксч.

Полученный сигнал может быть использован для установки в 0 всех разрядов счетчика.

Кольцевые счетчики – это замкнутые в кольцо регистры сдвига, состояние триггеров которых изменяется под воздействием входных сдвигающих импульсов. Простой вариант такого счетчика, состоящего из двух D-триггеров и схемы 2ИЛИ-НЕ

24. Общие сведения об аналого-цифровых преобразователях, схемы, области применения.

Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) являются устройствами, которые принимают входные аналоговые сигналы и генерируют соответствующие им цифровые сигналы, пригодные для обработки микропроцессорами и другими цифровыми устройствами.



АЦП этого типа осуществляют квантование сигнала одновременно с помощью набора компараторов, включенных параллельно источнику входного сигнала. На рис. 3 показана реализация параллельного метода АЦ-преобразования для 3-разрядного числа.

---

С помощью трех двоичных разрядов можно представить восемь различных чисел, включая нуль. Необходимо, следовательно, семь компараторов. Семь соответствующих эквидистантных опорных напряжений образуются с помощью резистивного делителя. Если приложенное входное напряжение не выходит за пределы диапазона от 5 /2h, до 7 /2h, где h=Uоп/7 - квант входного напряжения, соответствующий единице младшего разряда АЦП, то компараторы с 1-го по 3-й устанавливаются в состояние 1, а компараторы с 4-го по 7-й - в состояние 0. Преобразование этой группы кодов в трехзначное двоичное число выполняет логическое устройство, называемое приоритетным шифратором, диаграмма состояний которого приведена в табл.1.



В многоступенчатом АЦП процесс преобразования входного сигнала разделен в пространстве. В качестве примера на рис. 4 представлена схема двухступенчатого 8-разрядного АЦП.



АЦП встроены в большую часть современной звукозаписывающей аппаратуры, поскольку обработка звука делается, как правило, на компьютерах; даже при использовании аналоговой записи АЦП необходим для перевода сигнала в PCM-поток, который будет записан на информационный носитель.

• 
  АЦП является составной частью цифрового вольтметра и мультиметра.
  
• 
  Специальные видео-АЦП используются в компьютерных ТВ-тюнерах, платах видеовхода, видеокамерах для оцифровки видеосигнала. Микрофонные и линейные аудиовходы компьютеров подключены к аудио-АЦП.
  
• 
  АЦП являются составной частью систем сбора данных.
  
• 
  АЦП последовательного приближения разрядностью 8-12 бит и сигма-дельта-АЦП разрядностью 16-24 бита встраиваются в однокристальные микроконтроллеры.
  
• 
  Очень быстрые АЦП необходимы в цифровых осциллографах (используются параллельные и конвейерные АЦП)
  
• 
  Современные весы используют АЦП с разрядностью до 24 бит, преобразующие сигнал непосредственно от тензометрического датчика (сигма-дельта-АЦП).
  
• 
  АЦП входят в состав радиомодемов и других устройств радиопередачи данных, где используются совместно с процессором ЦОС в качестве демодулятора.
  
• 
  Сверхбыстрые АЦП используются в цифровых антенных решётках (SMART-антеннах) в базовых станциях сотовой связи и РЛС.
  

25. Общие сведения об цифро-аналоговых преобразователях, схемы, области применения.

---

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) предназначен для преобразования числа, определенного, как правило, в виде двоичного кода, в напряжение или ток, пропорциональные значению цифрового кода. Схемотехника цифро-аналоговых преобразователей весьма разнообразна. На рис. 1 представлена классификационная схема ЦАП по схемотехническим признакам. Кроме этого, ИМС цифро-аналоговых преобразователей классифицируются по следующим признакам: • По виду выходного сигнала: с токовым выходом и выходом в виде напряжения • По типу цифрового интерфейса: с последовательным вводом и с параллельным вводом входного кода • По числу ЦАП на кристалле: одноканальные и многоканальные • По быстродействию: умеренного и высокого быстродействия



ЦАП с широтно-импульсной модуляцией Очень часто ЦАП входит в состав микропроцессорных систем. В этом случае, если не требуется высокое быстродействие, цифро-аналоговое преобразование может быть очень просто осуществлено с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Схема ЦАП с ШИМ приведена на рис. 1а



Последовательный ЦАП на переключаемых конденсаторах Рассмотренная выше схема ЦАП с ШИМ вначале преобразует цифровой код во временной интервал, который формируется с помощью двоичного счетчика квант за квантом, поэтому для получения Nразрядного преобразования необходимы 2N временных квантов (тактов). Схема последовательного ЦАП, приведенная на рис. 2, позволяет выполнить цифро-аналоговое преобразование за значительно меньшее число тактов.


Применение ЦАП

Пользуясь их свойствами можно определять произведения двух или более сигналов, строить делители функций, аналоговые звенья, управляемые от микроконтроллеров, такие как аттенюаторы, интеграторы. Важной областью применения ЦАП являются также генераторы сигналов, в том числе сигналов произвольной формы.

26. Конструкция современной ЭВМ, последовательность этапов разработки и стадий выпуска конструкторской документации.

документация

1. Техническое задание

---

В ТЗ входит:

• наименование и область применения изделия,

• основание для его разработки,

• цель и назначение разработки,

• технические требования,

• экономические показатели,

• необходимые стадии работ,

• порядок контроля и приемки изделия.

Техническое задание согласуется в установленном порядке с заказчиком. Если исходные данные технического задания не определяют однозначно рационального конструкторского решения, то осуществляют 2-ой этап.

2. Техническое предложение

Техническое предложение составляется при необходимости, оно расширяет и уточняет ТЗ. Техпредложение содержит технические и технико- экономические данные о целесообразности разработки изделия, а также различные варианты возможных решений. Производится сравнительная оценка этих вариантов и даются предложения по выбору оптимального варианта изделия .

На этих первых стадиях рассчитываются лимитные цены и экономическая эффективность от производства и использования новой продукции.

3. Эскизный проект

Экизный проект дает представление о назначении, устройстве и принципе работы изделия, а также определяет основные параметры и габаритные размеры нового изделия.

Сущность его заключается в разработке первоначального наброска будущей продукции. Он должен быть защищен. Если изделие простое, то эта стадия может отсутствовать.

Эскизный проект может быть составлен в виде схем, эскизов или упрощенной 3д-модели изделия.

4. Технический проект

Техпроект - это совокупность конструкторских документов, которые содержат окончательные технические решения, дающие полное представление об устройстве проектируемого изделия, и исходные данные для разработки рабочей конструкторской документации. На этой стадии выполняются следующие работы:

• Расчеты на прочность, жесткость, долговечность и т.д.;

• Разработка компоновочных чертежей, чертежей агрегатов, сборочных единиц и ответственных деталей;

• Макетирование;

• Составление технических условий на эксплуатацию;

• Экономическое обоснование проекта.

5. Рабочая документация

В состав РД входят:

• Чертежи, схемы и спецификации всех сборочных единиц и комплектов;

---

Смотрите также файлы

• Унитарное или Федеративное.docx

• Тема Процессы и инструменты управления проектами системный подход Смоделируйте процесс Инициализация проекта.docx

• Дисциплина Основы управления образовательной организацией Практическое задание 3, Модуль 3.doc

• Ковалёвой Лилии Олеговны курс 2 группа 3 Форма обучения заочная предметы ухода за больными и правила пользования.doc

• Вариант Вопрос Парафиновые, нафтеновые и ароматические углеводороды. Парафиновые углеводороды.docx