Преобразование логических функций. Логические элементы. Таблицы истинности. Реализация логических функций на логических элементах, в т.ч. в базисах И-НЕ и ИЛИ-НЕ.
Позиционные системы счисления (с основанием 2, 8, 10, 16, N). Преобразование из одной системы в другую. Выполнение арифметических операций.
2. Форматы представления знаковых чисел в двоичной системе счисления.
3. Преобразование логических функций. Логические элементы. Таблицы истинности. Реализация логических функций на логических элементах, в т.ч. в базисах И-НЕ и ИЛИ-НЕ.
4. Мультиплексоры. Условное графическое обозначение. Назначение выводов. Наращивание разрядности. Принцип работы.
5. Реализация логических функций с помощью мультиплексора.
6. Демультиплексоры. Условное графическое обозначение. Назначение выводов. Принцип работы. Наращивание разрядности.
7. Шифраторы и дешифраторы. Условное графическое обозначение. Назначение выводов. Принцип работы. Наращивание разрядности.
8. Арифметический компаратор. Условное графическое обозначение. Назначение выводов. Принцип работы.
9. Микросхемы АЛУ. Условное графическое обозначение. Назначение выводов. Принцип работы.
10. Асинхронные RS-триггеры. Условное графическое обозначение. Назначение выводов. Пояснить принцип действия с помощью временных диаграмм.
11. Синхронные RS-триггеры. Условное графическое обозначение. Назначение выводов. Виды синхронизации. Пояснить принцип действия с помощью временных диаграмм.
12. D-триггеры. Условное графическое обозначение. Назначение выводов. Виды синхронизации. Пояснить принцип действия с помощью временных диаграмм. Реализация на основе JK-триггера.
|
|
|
13. Т-триггеры. Условное графическое обозначение. Назначение выводов. Пояснить принцип действия с помощью временных диаграмм. Реализация на основе JK‑триггера.
14. JK‑триггеры. Условное графическое обозначение. Назначение выводов. Пояснить принцип действия с помощью временных диаграмм. Реализация других типов триггеров с помощью JK‑триггера.
15. Счетчики. Классификация. Реализация на триггерах. Пояснить принцип действия с помощью временных диаграмм. Наращивание разрядности.
16. Регистры. Классификация. Реализация на триггерах. Пояснить принцип действия с помощью временных диаграмм. Наращивание разрядности.
17. Микросхемы памяти. Классификация. Условное графическое обозначение. Наращивание емкости.
18. Обобщенная структура микропроцессора. Основные блоки, их назначение.
19. РОНы микропроцессора Cortex-M3.
20. Организация и использование стека в микропроцессоре Cortex-M3.
21. Регистр флагов микропроцессора Cortex-M3. Значения битов и использование.
22. (?) Карта памяти микропроцессора Cortex-M3.
23. Понятие прерываний. Виды прерываний. Объяснить механизм перехода на подпрограмму обслуживания прерываний.
|
|
|
24. Набор инструкций микропроцессора Cortex-M3. Классификация. Примеры.
25. Инструкции пересылки данных микропроцессора Cortex-M3. Примеры.
26. Арифметические инструкции микропроцессора Cortex-M3. Примеры.
27. Инструкции сдвига микропроцессора Cortex-M3. Примеры.
28. Логические инструкции микропроцессора Cortex-M3. Примеры.
29. Инструкции передачи управления микропроцессора Cortex-M3. Примеры. (можно разбить)
30. Этапы создания исполняемого файла для микропроцессора Cortex-M3.
31. Разработка и отладка проекта в среде Proteus.
32. Контроллер GPIO микроконтроллера LM3S316. Структура, режимы работы, программирование.
33. Подпрограммы. Назначение, структура, способы передачи входных и выходных параметров.
Позиционные системы счисления (с основанием 2, 8, 10, 16, N). Преобразование из одной системы в другую. Выполнение арифметических операций.
Системой счисления называется совокупность приемов наименования и записи чисел. В любой системе счисления для представления чисел выбираются некоторые символы (их называют цифрами), а остальные числа получаются в результате каких-либо операций над цифрами данной системы счисления. Система называется позиционной, если значение каждой цифры (ее вес) изменяется в зависимости от ее положения (позиции) в последовательности цифр, изображающих число. Число единиц какого-либо разряда, объединяемых в единицу более старшего разряда, называют основанием позиционной системы счисления. Если количество таких цифр равно P, то система счисления называется P-ичной. Основание системы счисления совпадает с количеством цифр, используемых для записи чисел в этой системе счисления. Запись произвольного числа x в P-ичной позиционной системе счисления основывается на представлении этого числа в виде многочленаx = anPn + an-1Pn-1 + ... + a1P1 + a0P0 + a-1P-1 + ... + a-mP-mАрифметические действия над числами в любой позиционной системе счисления производятся по тем же правилам, что и десятичной системе, так как все они основываются на правилах выполнения действий над соответствующими многочленами. При этом нужно только пользоваться теми таблицами сложения и умножения, которые соответствуют данному основанию P системы счисления. При переводе чисел из десятичной системы счисления в систему с основанием P > 1 обычно используют следующий алгоритм:-если переводится целая часть числа, то она делится на P, после чего запоминается остаток от деления. Полученное частное вновь делится на P, остаток запоминается. Процедура продолжается до тех пор, пока частное не станет равным нулю. Остатки от деления на P выписываются в порядке, обратном их получению;-если переводится дробная часть числа, то она умножается на P, после чего целая часть запоминается и отбрасывается. Вновь полученная дробная часть умножается на P и т.д. Процедура продолжается до тех пор, пока дробная часть не станет равной нулю. Целые части выписываются после запятой в порядке их получения. Результатом может быть либо конечная, либо периодическая дробь в системе счисления с основанием P. Поэтому, когда дробь является периодической, приходится обрывать умножение на каком-либо шаге и довольствоваться приближенной записью исходного числа в системе с основанием P.
|
|
|
|
|
|
Двоичная система счисления аналогична десятичной за исключением того, что в формировании числа участвуют всего лишь две знака-цифры: 0 и 1. Как только разряд достигает своего предела (т.е. единицы), появляется новый разряд, а старый обнуляется.Попробуем считать в двоичной системе:
0 – это ноль
1 – это один (и это предел разряда)
10 – это два
11 – это три (и это снова предел)
100 – это четыре
101 – пять
110 – шесть
111 – семь и т.д.
В восьмеричной системе счисления используется восемь знаков-цифр (от 0 до 7). Каждой цифре соответствуют набор из трех цифр в двоичной системе счисления:
000 – 0; 001 – 1; 010 – 2; 011 – 3; 100 – 4; 101 – 5; 110 – 6; 111 – 7;
Для преобразования двоичного числа ввосьмеричное достаточно разбить его на тройки и заменить их соответствующими им цифрами из восьмеричной системы счисления. Разбивать на тройки нужно начинать с конца, а недостающие цифры в начале заменить нулями.
Например:1011101 = 1 011 101 = 001 011 101 = 1 3 5 = 135
Т.е число 1011101 в двоичной системе счисления равно числу 135 в восьмеричной системе счисления. Или 10111012 = 1358.
Обратный перевод.Допустим, требуется перевести число 1008 (не заблуждайтесь! 100 в восьмеричной системе – это не 100 в десятичной) в двоичную систему счисления.1008 = 1 0 0 = 001 000 000 = 001000000 = 10000002
Перевод восьмеричного числа в десятичное можно осуществить по уже знакомой схеме:
6728 = 6 * 82 + 7 * 81 + 2 * 80 = 6 * 64 + 56 + 2 = 384 + 56 + 2 = 44210
1008 = 1 * 82 + 0 * 81 + 0 * 80 = 6410
Десятичная система счислениянаиболее распространенная система счисления в мире. Для записи чисел используются символы 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9(арабские цифры). При чем один и тот же знак (цифра) из десяти имеет различные значения в зависимости от того места, где он расположен.
Десятичная система счисления — позиционная система счисления по целочисленному основанию 10, которое образует единицу 2-го разряда, единицей 3-го разряда будет 100 = 102, вообще единица каждого следующего разряда в 10 раз больше единицы предыдущего.
1. Для перевода двоичного числа вдесятичное необходимо его записать в виде многочлена, состоящего из произведений цифр числа и соответствующей степени числа 2, и вычислить по правилам десятичной арифметики:
2. Для перевода восьмеричного числа вдесятичное необходимо его записать в виде многочлена, состоящего из произведений цифр числа и соответствующей степени числа 8, и вычислить по правилам десятичной арифметики:
3. Для перевода шестнадцатеричного числа вдесятичное необходимо его записать в виде многочлена, состоящего из произведений цифр числа и соответствующей степени числа 16, и вычислить по правилам десятичной арифметики:
Для перевода десятичного числа в двоичную систему его необходимо последовательно делить на 2 до тех пор, пока не останется остаток, меньший или равный 1. Число в двоичной системе записывается как последовательность последнего результата деления и остатков от деления в обратном порядке.
Для перевода десятичного числа в восьмеричнуюсистему его необходимо последовательно делить на 8 до тех пор, пока не останется остаток, меньший или равный 7. Число в восьмеричной системе записывается как последовательность цифр последнего результата деления и остатков от деления в обратном порядке.
Для перевода десятичного числа в шестнадцатеричную систему его необходимо последовательно делить на 16 до тех пор, пока не останется остаток, меньший или равный 15. Число в шестнадцатеричной системе записывается как последовательность цифр последнего результата деления и остатков от деления в обратном порядке.
Чтобы перевести число из двоичной системы в восьмеричную, его нужно разбить на триады (тройки цифр), начиная с младшего разряда, в случае необходимости дополнив старшую триаду нулями, и каждую триаду заменить соответствующей восьмеричной цифрой.
Чтобы перевести число из двоичной системы в шестнадцатеричную, его нужно разбить на тетрады (четверки цифр), начиная с младшего разряда, в случае необходимости дополнив старшую тетраду нулями, и каждую тетраду заменить соответствующей восьмеричной цифрой. Для перевода восьмеричного числа в двоичное необходимо каждую цифру заменить эквивалентной ей двоичной триадой.Для перевода шестнадцатеричного числа в двоичное необходимо каждую цифру заменить эквивалентной ей двоичной тетрадой.При переходе из восьмеричной системы счисления в шестнадцатеричную и обратно, необходим промежуточный перевод чисел в двоичную систему.Сложение: Если при сложении в разряде получалось число больше 9, мы вычитали из него 10, полученный результат записывали в ответ, а 1 прибавляли к следующему разряду. Из этого можно сформулировать правило:-Складывать удобнее «столбиком».-Складывая поразрядно, если цифра в разряде > больше самой большой цифры алфавита данной системы счисления, вычитаем из этого числа основание системы счисления.-Полученный результат записываем в нужный разряд.-Прибавляем единицу к следующему разряду.Вычитание:-Если при вычитании в разряде получалось число меньше 0, мы то мы «занимали» единицу из старшего разряда и прибавляли к нужной цифре 10, из нового числа вычитали нужное. Из этого можно сформулировать правило:-Вычитать удобнее «столбиком». -Вычитая поразрядно, если цифра в разряде < 0, вычитаем из старшего разряда 1, а к нужному разряду прибавляем основание системы счисления.-Производим вычитание. Умножение:Умножать удобнее «столбиком». Умножение в любой системе счисления происходит по тем же правилам, что и в десятичной. Но мы можем использовать только алфавит, данный системы счисленияДеление:Делить удобнее «столбиком». Деление в любой системе счисления происходит по тем же правилам, что и в десятичной. Но мы можем использовать только алфавит, данный системы счисления
2. Форматы представления знаковых чисел в двоичной системе счисления.
Целые числа
Прямой знаковый код. Прямой код двоичного числа совпадает по изображению с записью самого числа. Значение знакового разряда для положительных чисел равно 0, а для отрицательных чисел 1.
| 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 
|
| + | 4 | 
|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 
|
| - | 1 | 
|
Знаковый код со смещением.(обратный код). Обратный код для положительного числа совпадает с прямым кодом. Для отрицательного числа все цифры числа заменяются на противоположные (1 на 0, 0 на 1), а в знаковый разряд заносится единица.Например: 0000=-4; 1001=-3; 2010=-2; 3011=-1; 4100=0; 5101=1; 6110=2; 7111=3;
Дополнительный код. Дополнительный код положительного числа совпадает с прямым кодом. Для отрицательного числа дополнительный код образуется путем получения обратного кода и добавлением к младшему разряду единицы.
В любом представлении старший бит определяет знак числа:
0 - положительное число;
1 - отрицательное число; Например:100=-4; 101=-3; 110=-2; 111=-1; 000=0; 001=1; 010=2; 011=3;
В первом (основной) — для записи только неотрицательных чисел:
В этом варианте (для восьмибитного двоичного числа) мы можем записать максимальное число 255 (всего чисел 256 — от 0 до 255)
Второй вариант — для записи как положительных, так и отрицательных чисел.
В этом случае старший бит (в нашем случае — восьмой) объявляется знаковым разрядом (знаковым битом).
При этом если:
—знаковый разряд равен 0, то число положительное
— знаковый разряд равен 1, то число отрицательное
В этом случае диапазон десятичных чисел, которые можно записать в прямом коде составляет от — 127 до +127:
Обратный код
Обратный код — метод вычислительной математики, позволяющий вычесть одно число из другого, используя только операцию сложения.
Обратный двоичный код положительного числа состоит из одноразрядного кода знака (битового знака) — двоичной цифры 0, за которым следует значение числа.
Обратный двоичный код отрицательного числа состоит из одноразрядного кода знака (битового знака) — двоичной цифры 1, за которым следует инвертированное значение положительного числа.
Для неотрицательных чисел обратныйкод двоичного числа имеет тот же вид, что и запись неотрицательного числа в прямом коде.
Для отрицательных чисел обратный код получается из неотрицательного числа в прямом коде, путем инвертирования всех битов (1 меняем на 0, а 0 меняем на 1).
Для преобразования отрицательного числа записанное в обратном коде в положительное достаточного его проинвертировать.
При 8-битном двоичном числе — знаковый бит (как и в прямом коде) старший (8-й)
Диапазон десятичных чисел, который можно записать в обратном коде от -127 до + 127
Обратный код решает проблему сложения и вычитания чисел с различными знаками, но и имеет свои недостатки:
—арифметические операции проводятся в два этапа
— как и в прямом коде два представления нуля — положительный и отрицательный
Дополнительный код
Дополнительный код — наиболее распространенный способ представления отрицательных чисел. Он позволяет заменить операцию вычитания на операцию сложения и сделать операции сложения и вычитания одинаковыми для знаковых и беззнаковых чисел.
В дополнительном коде (как и в прямом и обратном) старший разряд отводится для представления знака числа (знаковый бит).
Диапазон десятичных чисел которые можно записать в дополнительном коде от -128 до +127. Запись положительных двоичных чисел в дополнительном коде также, что и в прямом и обратном кодах.
Дополнительный код отрицательного числа можно получить двумя способами
1-й способ:
-инвертируем значение отрицательного числа, записанного в прямом коде (знаковый бит не трогаем)
-к полученной инверсии прибавляем 1
Пример:
Дано десятичное число -10. Переводим в прямой код: 10 = 0000 1010 —-> -10 = 1000 1010. Инвертируем значение (получаем обратный код): 1000 1010 —-> 1111 0101. К полученной инверсии прибавляем 1:
1111 0101 + 1 = 1111 0110 — десятичное число -10 в дополнительном коде
2-й способ:
Вычитание числа из нуля
Дано десятичное число 10, необходимо получить отрицательное число (-10) в дополнительном двоичном коде. Переводим 10 в двоичное число: 10 = 0000 1010. Вычитаем из нуля: 0 — 0000 1010 = 1111 0110 — десятичное число -10 в дополнительном коде
Преобразование логических функций. Логические элементы. Таблицы истинности. Реализация логических функций на логических элементах, в т.ч. в базисах И-НЕ и ИЛИ-НЕ.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 769; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!