Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ Án Tốt Nghiệp Máy Và Hệ Thống Điều Khiển Số Theo Chương Trình 150 tc (CDIO)GỒM CÓ TỔNG CỘNG 12 CHƯƠNG:Chương 1: Đại cương về máy cắt kim loại.Chương 2: Máy tiệnChương 3: Máy khoan doaChương 4: Máy PhayChương 5: Máy gia công bánh răngChương 6: Máy màiChương 7: Máy chuyển động thẳngChương 8: Thiết kế máy cắt kim loạiChương 9: Máy điều khiển theo chương trình sốChương 10: Hệ thống tín hiệu mã hiệuChương 11: Hệ thống điều khiển máy NC và CNCChương 12: Nội suy trong hệ thống máy điều khiển số. Sau đây là chương :Chương 10: Hệ thống tín hiệu mã hiệuCuối chương còn có phần câu hỏi ôn tập. Giúp sinh viên hệ thống lại kiến thức của chương, giúp nhớ lâu hơn, kỹ hơn và vận dụng vào thực tiễn..Cuối chương còn có phần câu hỏi ôn tập. Giúp sinh viên hệ thống lại kiến thức của chương, giúp nhớ lâu hơn, kỹ hơn và vận dụng vào thực tiễn.
Chương 10: Hệ thống tín hiệu mã hiệu CHƯƠNG 10: HỆ THỐNG TÍN HIỆU MÃ HIỆU Mục tiêu chương 10: Sau học xong chương này, sinh viên có khả năng: Trình bày khái niệm về: tín hiệu liên tục, tín hiệu không liên tục, tín hiệu tương tự, tín hiệu số Phân biệt hệ thống mã hiệu số: hệ thập phân, hệ nhị phân, hệ bát phân, hệ thập lục phân, hệ mã nhị - thập phân, mã Gray, mã bù nhị phân BCD Chuyển đổi số thập phân sang hệ số khác Chuyển đổi số nhị phân sang bát phân ngược lại Chuyển đổi số nhị phân sang thập lục phân ngược lại Chương 10: Hệ thống tín hiệu mã hiệu 10.1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI TÍN HIỆU Hình 10 – Phân loại tính hiệu Nếu dựa vào tính liên tục của tín hiệu, tín hiệu có thể phân làm hai loại chính: tín hiệu liên tục và không liên tục: - Tín hiệu liên tục: là loại tín hiệu truyền từ vị trí này đến vị trí khác liên tục theo thời gian và là một hàm liên tục theo thời gian; Ví dụ: Tín hiệu về các tượng tự nhiên như: cường độ ánh sáng, tôc độ gió, nhiệt độ - Tín hiệu không liên tục: là loại tín hiệu rời rạc, ngắt quãng Ví dụ: Tín hiệu xung đơn vị: Nếu cứ theo dạng tín hiệu, tín hiệu có thể phân làm hai loại chính: tín hiệu tương tự (Analog) và tín hiệu số (digital): - Tín hiệu tương tự: biểu diễn tương tự, một đại lượng biểu diễn một đại lượng khác mà nó tỉ lệ trực tiếp với đại lượng ban đầu Như vậy, tín hiệu tương tự là một hàm liên tục theo thời gian; Ví dụ: Tín hiệu sóng rađio, sóng truyền hình, Chương 10: Hệ thống tín hiệu mã hiệu - Tín hiệu số: biểu diễn số, các đại lượng không biểu diễn các đại lượng tỉ lệ trực tiếp mà biểu diển bằng các số Tín hiệu số là tín hiệu rời rạc Ví dụ: Tín hiệu truyền hình số vệ tinh, tín hiệu hình ảnh truyền vào màn hình vi tính, … 10.2 CÁC HỆ THỐNG MÃ HIỆU 10.2.1 Hệ thập phân (Decimal system) Hệ thập phân bao gồm mười chữ số (biểu tượng) từ đến Sử dụng biểu tượng này làm các chữ số của một số, có thể biểu diễn đại lượng nào Hệ thập phân gọi là hệ đếm số 10 nó có 10 chữ số Hệ thập phân là một hệ thống giá trị phụ thuộc vị trí mà đó giá trị của một chữ số một số phụ thuộc vào vị trí của nó Ví dụ: Xét một số hệ thập phân 23410 Chúng ta biết rằng: chữ số thực sự đặc trưng cho trăm, chữ số đặc trưng cho chục, và chữ số đặc trưng cho đơn vị Như chữ số mang giá trị lớn và gọi là chữ số có ý nghĩa (MSD) Chữ số mang giá trị nhỏ và gọi là chữ số có ý nghĩa nhỏ (LSD): 23410 = 2×100 + 3×10 + Chuỗi số đếm hệ 10: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 ,24, 25, 26, 27, 28, 29 10.2.2 Hệ nhị phân (Binary system) Thật không may, hệ thập phân không thuận tiện cho việc tính toán các hệ thống tính toán số Ví dụ là khó để thiết kế một thiết bị điện tử mà có thể làm việc với 10 mức điện thế khác (mỗi mức đặc trưng cho một chữ số từ đến 9) Mặt khác, là dễ dàng để thiết kế các mạch điện xác, đơn giản mà có thể hoạt động với chỉ hai mức điện thế Vì lý này, người ta sử dụng hệ đếm nhị phân sử dụng hai chữ số và (hệ đếm số 2) Cũng hệ thập phân, hệ nhị phân có thể biểu diễn đại lượng cho nào với một số với nhiều chữ số Chương 10: Hệ thống tín hiệu mã hiệu Bảng 10 – Biểu diễn số từ hệ thập phân sang nhị phân từ đến 15 Hệ thập phân =8 =4 2 =2 = 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 10 1 11 1 12 1 0 13 1 14 1 15 1 1 10.2.3 Hệ bát phân (Octal system) Hệ bát phân sử dụng tám chữ số 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, và và gọi là hệ đếm số Mỗi chữ số của hệ có thể nhận giá trị từ đến Ví dụ: 3728= x (82) + x (81) + x (80) =25010 Đếm hệ bát phân: 10 11 12 13 14 15 16 17 20 22 23 24 25 26 27… Chương 10: Hệ thống tín hiệu mã hiệu Hệ thống số bát phân sử dụng rộng rãi điện tử và máy tính công nghiệp So với hệ nhị phân, hệ bát phân ngắn nhiều, dễ nhớ và có thể chuyển đổi qua hệ nhị phân một cách dễ dàng 10.2.4 Hệ thập lục phân (hexadecimal system) Hệ thập lục phân sử dụng 16 ký tự 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F (tương ứng với các chữ số 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 hệ thập phân) để biểu diễn một đại lượng Ví dụ: 1FE16 = x (162) + 15 x (161) + 14 x (160) = 51010 Hình 10 – Máy tính Bendix-G15 IBM sử dụng hệ thập lục phân Chương 10: Hệ thống tín hiệu mã hiệu 10.3 CHUYỂN ĐỔI GIỮA CÁC MÃ HIỆU 10.3.1 Chuyển đổi số thập phân sang hệ khác Muốn chuyển đổi một số thập phân sang một hệ có số n bất kỳ, ta chia số đó cho n và nhớ số dư, và cứ làm cho thương số bằng dừng lại Số chuyển đổi số hệ n thu là một số bao gồm tất các chữ số dư với MSD là số dư sau cùng và LSD là số dư đầu tiên - Chuyển đổi số thập phân sang nhị phân: Ví dụ: Biểu diễn số 810 hệ nhị phân: : = dư : = dư : = dư : = dư 810 = 10002 - Chuyển đổi số thập phân sang bát phân: Ví dụ: Biểu diễn số 6410 hệ bác phân: 64 : = dư : = dư : = dư 6410 = 1008 - Chuyển đổi số thập phân sang thập lục phân: Ví dụ: Biểu diễn số 25610 hệ thập lục phân: 256 : 16 = 16 dư 16 : 16 = dư : 16 = dư 25610 = 10016 Chương 10: Hệ thống tín hiệu mã hiệu 10.3.2 Chuyển đổi số nhị phân sang bát phân và ngược lại Một thuận lợi lớn của hệ đếm bát phân là dễ dàng chuyển đổi sang số nhị phân và ngược lại Để chuyển đổi một số hệ bát phân sang hệ nhị phân, chữ số của số bát phân biểu diễn bằng một số nhị phân bit tương đương của hệ nhị phân Và ngược lại, để chuyển đổi số nhị phân sang hệ bát phân, ta lần lượt tách từng cụm bit của số này, bắt đầu từ bit có ý nghĩa nhỏ nhất, sau đó biểu diễn từng cụm bit này bằng một chữ số tương ứng hệ bát phân Ví dụ: Biểu diễn số 2738 sang hệ nhị phân ↓ ↓ ↓ 010 111 011 2738 = 0101110112 = 101110112 Ví dụ: Biểu diễn số 100011002 hệ bát phân 010 001 100 ↓ ↓ ↓ 100011002 =2148 10.3.3 Chuyển đổi số nhị phân sang thập lục phân và ngược lại Cách chuyển đổi hệ thập lục phân và nhị phân tương tự chuyển đổi hệ bát phân và nhị phân Nhưng chữ số của hệ thập lục phân biểu diễn một số nhị phân bit tương ứng Ví dụ: Biểu diễn số 9F216 sang hệ nhị phân F ↓ ↓ ↓ 1001 1111 0010 Chương 10: Hệ thống tín hiệu mã hiệu 9F216 = 1001111100102 Ví dụ: Biểu diễn số 1111001011002 hệ thập lục phân 1111 0010 1100 ↓ ↓ ↓ F C 1111001011002 = F2C16 10.4 CÁC HỆ THỐNG MÃ HIỆU KHÁC 10.4.1 Hệ mã nhị - thập phân BCD (BCD code: binary-coded-decimal code) Nếu chữ số của một số hệ thập phân biểu diễn một số nhị phân bit tương đương, điều này tạo một mã gọi là nhị thập phân (BCD) Ví dụ: Biểu diễn số 87410 bằng mã nhị thập phân (BCD) ↓ ↓ ↓ 1000 0111 0100 87410 = 1000 0111 0100(BCD) Hình 10 – Bìa đục lỗ dùng mã BCD để lưu trữ thông tin Chương 10: Hệ thống tín hiệu mã hiệu 10.4.2 Mã Gray Mã Gray thuộc về một các loại mã gọi là các mã có sự thay đổi nhỏ nhất, mà đó chỉ có một bit thay đổi nhóm mã đó nó chuyển từ bước này sang bước tiếp theo Bảng 10 – Chuyển đổi mã thập phân, nhị phân, mã gray Mã thập phân Mã nhị phân M ã Gray 000 00 00 000 00 01 001 00 11 001 00 10 011 01 10 010 01 11 011 01 01 011 01 00 100 11 00 100 11 01 10 101 11 11 11 101 11 10 12 110 10 10 13 110 10 11 Chương 10: Hệ thống tín hiệu mã hiệu 14 111 10 01 15 111 10 00 Hình 10 – Encoder tuyệt đối sử dụng mã Gray Hình 10 – Thước đo hành trình dùng mã Gray 10.4.3 Mã bù nhị phân Xét một số nhị phân, nếu ta đảo giá trị của từng chữ số số nhị phân này, ta thu một số gọi là mã bù nhị phân Ví dụ: Số nhị phân 1001 có số bù nhị phân là 0110 10 Chương 10: Hệ thống tín hiệu mã hiệu CÂU HỎI ÔN TẬP Trình bày cách phân loại tín hiệu Đổi số sau sang hệ nhị phân hệ thập lục phân: 12; 24; 192; 2079; 15492; 0,25; 0,375; 0,376; 17,150; 192,1875 Đổi số nhị phân sau sang hệ thập phân BCD: 1011; 10110; 101,1; 0,1101; 0,001; 110,01; 1011011; 10101101011 Đổi số sau sang hệ 10 hệ 8: FF; 1A; 789; 0,13; ABCD,EF Đổi số nhị phân sau sang hệ hệ 16: 111001001,001110001; 10101110001,00011010101; 1010101011001100,1010110010101 Mã hóa số thập phân dùng mã BCD: 12; 192; 2079; 15436; 0,375; 17,250 11 [...].. .Chương 10: Hệ thống tín hiệu mã hiệu CÂU HỎI ÔN TẬP 1 Trình bày các cách phân loại tín hiệu 2 Đổi các số sau đây sang hệ nhị phân và hệ thập lục phân: 12; 24; 192; 2079; 15492; 0,25; 0,375; 0,376; 17 ,150; 192,1875 3 Đổi các số nhị phân sau đây sang hệ thập phân và BCD: 101 1; 101 10; 101 ,1; 0, 1101 ; 0,001; 110, 01; 101 1011; 101 0 1101 011 4 Đổi các số sau đây sang hệ 10 và hệ 8: FF; 1A; 789;... 101 1; 101 10; 101 ,1; 0, 1101 ; 0,001; 110, 01; 101 1011; 101 0 1101 011 4 Đổi các số sau đây sang hệ 10 và hệ 8: FF; 1A; 789; 0,13; ABCD,EF 5 Đổi các số nhị phân sau đây sang hệ 8 và hệ 16: 1 1100 1001,001 1100 01; 101 01 1100 01,000 1101 0101 ; 101 0101 0 1100 1100 ,101 0 1100 1 0101 6 Mã hóa số thập phân dưới đây dùng mã BCD: 12; 192; 2079; 15436; 0,375; 17,250 11