Coduri digitale

Coduri digitale pentru scanat (Iunie 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Coduri digitale

Circuite digitale


Intrebarea 1

Practică de numărare: numără de la zero la treizeci și unu în binar, octal și hexazecimal:

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Nu există răspunsuri date aici - comparați cu colegii de clasă!

Note:

Pentru a familiariza studenții cu aceste sisteme de numere "ciudate", îmi place să încep fiecare zi de instruire a circuitului digital cu practică de numărare. Elevii trebuie să fie fluenți în aceste sisteme de numerotare până la terminarea studierii circuitelor digitale!

O sugestie oferită studenților pentru a le ajuta să vadă modele în secvențele de numărare este "pad" numerele cu numerele de conducere, astfel încât toate numerele să aibă același număr de caractere. De exemplu, în loc să scrieți "10" pentru numărul binar doi, scrieți "00010". În acest fel, tiparele ciclului de caractere (în special binare, în cazul cărora fiecare biți succesiv de mare valoare are jumătate din frecvența celui anterior acestuia) devin mai evident pentru a vedea.

intrebarea 2

Dispozitivele electromecanice folosite pentru a transforma o poziție unghiulară (rotația arborelui) într-un semnal digital. Cea mai simplă formă de codificator rotativ utilizează o roată cu fantă cu o singură pereche LED / fotodetector pentru a genera impulsuri pe măsură ce roata se rotește:

Unele modele de encoder rotativ au ieșiri pe mai multe biți, fiecare pereche LED / fotodetector citește o altă "pistă" a sloturilor din disc:

În ilustrația de mai sus, identificați ce perechi LED / fotodetector reprezintă MSB (Bitul cel mai semnificativ) și LSB (cel puțin puțin semnificativ) ale ieșirii binare. De asemenea, identificați direcția în care trebuie să se rotească roata pentru a produce un număr tot mai mare.

Notă: presupuneți că cele mai întunecate zone de pe ilustrație reprezintă sloturi tăiate pe disc, în timp ce zonele gri reprezintă părțile discului care sunt opace.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Vă voi lăsa să vă dați seama de direcția MSB, LSB și de up-count pe cont propriu! Nu este greu de făcut dacă ați învățat să numărați în binar.

Note:

Adresați-vă studenților dvs. să analizeze posibile aplicații pentru encodere rotative. Unde putem folosi un astfel de dispozitiv "panou de lucru panel panoul panou-default" itemscope>

Întrebarea 3

Codoarele rotative absolute utilizează adesea un cod cunoscut sub numele de cod gri, mai degrabă decât binar, pentru a reprezenta poziția unghiulară. Acest cod a fost brevetat de Frank Gray de la Bell Labs în 1953 ca mijloc de reducere a erorilor în ieșirea codificatorului rotativ. Examinați fiecare dintre aceste discuri de codare și determinați care dintre ele este binar și care este codul Grey:

Presupunând că cele mai întunecate zone din ilustrație reprezintă sloturile tăiate prin disc, iar zonele gri reprezintă părțile discului care sunt opace, marcați sectoarele "zero", "unul" și "două" pe fiecare disc.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Nu vă voi spune direct care este discul, dar voi oferi o comparație între codul binar și codul gri de 5 biți, pentru a vă ajuta în analiza dvs.:

Binargri
0000000000
0000100001
0001000011
0001100010
0010000110
0010100111
0011000101
0011100100
0100001100
0100101101
0101001111
0101101110
0110001010
0110101011
0111001001
0111101000
1000011000
1000111001
1001011011
1001111010
1010011110
1010111111
1011011101
1011111100
1100010100
1100110101
1101010111
1101110110
1110010010
1110110011
1111010001
1111110000

Note:

Întrebați elevii dvs. ce tipare observă în secvența de coduri gri, în comparație cu numărul binar. Ce diferență pot vedea între codul binar și Gray, analizând tranzițiile de biți de la un număr la următorul "panou de panou panou de lucru panel-default" itemscope>

Întrebarea 4

Explicați de ce codul Grey este folosit adesea în encodere rotative, mai degrabă decât codarea binară. Ce diferență face tipul de cod pe care îl folosim pentru a marca sectoarele unui disc encoder, atâta timp cât fiecare sector deține un număr unic?

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Codurile gri sunt mai tolerante față de alinierea necorespunzătoare a senzorului decât marcajele binare, deoarece nu este necesară sincronizarea perfectă a tranzițiilor între mai multe sectoare între sectoare.

Note:

Acesta este probabil motivul cel mai important pentru utilizarea codului Gray în marcarea encoderului, dar nu este neapărat evident de ce noul student. Am constatat că realizarea unei machete fizice a unei roți codate binar față de o roată codată în gri mi-a ajutat să prezint mai bine acest concept elevilor. Acei studenți cu abilități de vizualizare / relații spațiale mai bune vor înțelege acest concept mai repede decât ceilalți, astfel încât ați putea dori să vă solicitați ajutorul pentru a le explica restului clasei.

Întrebarea 5

Conversia următoarelor numere binare în codul gri:

100110 2 =
110010 2 =
101001 2 =
1010100110 2 =
Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

100110 2 = 110101 Gri
110010 2 = 101011 Gri
101001 2 = 111101 Gri
1010100110 2 = 1111110101 Gri

Note:

Există multe referințe ale manualului pentru procesul de conversie dintre codul binar și cel Grey. Lăsați elevii dvs. să studieze modul în care se fac conversiile!

Întrebarea 6

Transformați următoarele numere de coduri gri în binar:

111110 Gri =
100001 Gri =
101110 Gri =
1110001111 Gri =
Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

111110 Gri = 101011 2
100001 Gri = 111110 2
101110 Gri = 110100 2
1110001111 Gri = 1011110101 2

Note:

Există multe referințe ale manualului pentru procesul de conversie dintre codul binar și cel Grey. Lăsați elevii dvs. să studieze modul în care se fac conversiile!

Întrebarea 7

Un standard aproape universal pentru reprezentarea datelor în format digital este codul ASCII . Ce reprezintă acronimul "ASCII" și care este formatul acestui cod?

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

"ASCII" = Codul Standard American pentru schimbul de informații. ASCII de bază este un cod binar pe șapte biți, capabil să reprezinte toate caracterele alfabetice utilizate în limba engleză (superioară și inferioară), precum și cifre arabe, mărci de punctuație în limba engleză și diverse coduri de control pentru mașinile teletype.

Întrebare de provocare: deși ASCII necesită din punct de vedere tehnic doar 7 biți, un total de 8 biți (1 octet) este rezervat de obicei pentru fiecare caracter ASCII în sistemele informatice. Explică de ce.

Note:

ASCII este, fără îndoială, lingua franca a lumii digitale. În ciuda începuturilor umile și a formatului anglo-centric, acesta este utilizat în întreaga lume în sistemele digitale de calcul și telecomunicații. Lăsați elevii să știe că fiecare fișier de calculator simplu nu este altceva decât o colecție de coduri ASCII, câte un cod pentru fiecare caracter text (inclusiv spații).

Întrebarea 8

Decodează acest set de caractere ASCII, pentru a dezvălui un mesaj secret (toate codurile date în format hexazecimal):

49 20 4C 6F 76 65 20 45 6C 65 63 74 72 6F 6E 69 63 73 21

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Vă las să decodificați acest mesaj pe cont propriu!

Note:

Această întrebare oferă studenților practica folosind un tabel de referință ASCII.

Întrebarea 9

Explicați de ce Decimal codificat binar (BCD) este denumit uneori codul "8421". De ce este folosit acest cod deloc?

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

BCD utilizează grupuri de patru biți binari pentru a reprezenta fiecare cifră a unui număr zecimal. Greutatea locului LSD este de 8-4-2-1, în timp ce următoarele ponderi semnificative ale locului sunt 80-40-20-10 și așa mai departe.

Următoarea întrebare: cei patru biți utilizați pentru fiecare caracter BCD ar putea fi numiți jumătate de octet (8 biți). Există un cuvânt special pentru o grupare pe patru biți. Ce este acel cuvânt?

Note:

Discutați cu elevii dvs. despre scopul utilizării BCD pentru a reprezenta cantitățile zecimale. Deși nu este o utilizare eficientă a biților, BCD este cu siguranță convenabil pentru reprezentarea cifrelor zecimale cu stări logice discrete (0 sau 1).

Întrebarea 10

Transformați următoarele numere zecimale în formularul BCD:

739 10
25 10
92241 10

Transformați următoarele numere BCD în formă zecimală:

1000 1001
0100 0111 0110
0011 1000 0101 0001
Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

739 10 = 0111 0011 1001
25 10 = 0010 0101
92241 10 = 1001 0010 0010 0100 0001
1000 1001 = 89 10
0100 0111 0110 = 476 10
0011 1000 0101 0001 = 3851 10

Note:

Numai conversii simple aici!

Întrebarea 11

Explicați modul în care Codul Morse seamănă cu ASCII în structură și scop.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Codul Morse este digital, fiind compus numai din două tipuri de caractere, la fel ca ASCII. De asemenea, scopul său este de a transmite informații alfanumerice, la fel ca ASCII.

Note:

Un punct interesant de a aduce studenților despre codul Morse este că este autocompresor . Notați modul în care diferite caractere Morse posedă lungimi diferite de "biți", în timp ce caracterele ASCII sunt toate câte 7 biți fiecare (sau 8 biți pentru Extended ASCII). Acest lucru face Morse un cod mai eficient decât ASCII, din perspectiva economiei de biți!

Întrebați-vă elevilor ce ramificații ar avea acest aspect "auto-comprimare" al Codului Morse dacă l-am alege pe ASCII pentru trimiterea de caractere alfanumerice pe liniile de comunicații digitale sau pentru a stoca caractere alfanumerice într-o formă de suport de memorie digitală.

Întrebarea 12

Codurile standard ASCII sunt lungime de șapte biți, dar echipamentele de comunicații trimit de obicei date în grupuri de 8 biți (octeți). Bitul suplimentar este adesea folosit ca bit de paritate . Care este scopul unui "paritate bit", și cum este folosit?

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

"Biți de paritate" sunt utilizați ca o formă primitivă de detectare a erorilor. Echipamentele de comunicații care utilizează paritatea pentru detectarea erorilor pot fi configurate fie pentru "paritate par", fie pentru "paritate ciudată". Vă las să cercetați și să explicați modul în care biții de paritate sunt utilizați în transmiterea datelor ASCII.

Note:

Conceptul de paritate nu este foarte complex. Ar trebui să fie bine la îndemâna studenților să studieze pe cont propriu și să raporteze constatările lor clasei ca întreg.

  • ← Foaia de lucru anterioară

  • Fișa foilor de lucru

  • Foaia de lucru următoare →