Raqamli mantiqiy qurilmalarni loyihalashtirshda kod o‘zgartiruvchilarni sxemasini tuzish va ishlashini o’rganish

O`ZBEKISTON RESPUBLIKASI AXBOROT TEXNOLOGIYALARI VA KOMMUNIKATSIYALARINI RIVOJLANTIRISH VAZIRLIGI

MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI
TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI
UNIVERSITETI SAMARQAND FILIALI

"Kompyuter injiniring" fakulteti

"Kompyuter tizimlari" kafedrasi
"Raqamli qurilmalarni loyihalash ” fanidan

Labaratoriya Ishi-№8

Bajardi: Abdurashidov Sh.B
Qabul qildi: Qurbonov

8-LABORATORIYA ISHI
Mavzu: Kod o‘zgartiruvchilarni loyihalashtirish
Ishdan maqsad: Raqamli mantiqiy qurilmalarni loyihalashtirshda kod o‘zgartiruvchilarni sxemasini tuzish va ishlashini o’rganish.
Nazariy qism:
Raqamli-analog oʻzgartirgich (RAO’) va analog-raqamli oʻzgartirgich (ARO’) raqamli kattalikni unga proporsioanl boʻlgan elektr tok yoki kuchlanish koʻrinishidagi analog kattalikka oʻzgartirish uchun qoʻllaniladi.
Operatsion kuchaytirgich (OK) deb, analog signallar ustidan turli amallarni bajarishga moʻljallangan, differensial kuchaytirish prinsipiga asoslangan, kuchlanish boʻyicha katta kuchaytirish koeffitsiyentiga ega boʻlgan oʻzgarmas tok kuchaytirgichiga aytiladi. Bunday amallarga qoʻshish, ayirish, koʻpaytirish, boʻlish, integrallash, differensiallash, masshtablash kabi matematik amallar kiradi. Hozirgi kunda OKlar analog va raqamli qurilmalarda kuchaytirish, cheklash, koʻpaytirish, chastotani filtrlash, generatsiyalash, signallarni barqa-rorlashda qoʻllanilib kelmoqda. Buning uchun OKlarga musbat va manfiy teskari aloqa (TA) zanjirlari kiritiladi. TA zanjirlari yordamida OKlar yuqorida qayd etilgan amallarni (operatsiyalarni) bajaradilar.
MikroEHMlar, turli avtomatlar, ilmiy tajribalarni olib borishni boshqaradi. Bu va boshqa qurilmalar, oʻlchov asboblari va tizimlarida uzluksiz (analog) elektr signallari bilan ishlaydigan elektr datchiklar ishlatiladi. Datchik va ijro organlari (masalan, elektrodvigatellar) ni mikroEHM bilan bogʻlash uchun analog signalni shu signal amplitudasiga proporsioanl songa oʻzgartirish va aksincha oʻzgartirish talab qilinadi.
Analog shakldagi ma’lumotni raqamli shaklga oʻzgartirish prinsipini richagli tarozilarda oʻlchash jarayoni bilan solishtirish mumkin. Tarozida oʻlchashni amalga oshirish uchun uning bir elkasiga noma’lum ogʻirlikdagi yuk qoʻyiladi, ikkinchi elkasiga esa, toshlar. Toshlar (masalan 1 g ogʻirlikdagi) tarozi muvozanat qolga kelguncha qoʻyilib boriladi. Toshlar soni yukning grammlardagi vazniga toʻgʻri keladi. 1 g. Ogʻirlikdagi toshlar bilan oʻlchanganda analog kattalik 0,5 g. xatolik, 10 g.li toshlar bilan oʻlchanganda esa 5 g. xatolik bilan oʻlchanadi. Bu xatolik kvantlash xatoligi deb ataladi.
Oʻlchash algoritmiga mos ravishda richagli tarozi rolini ikki kirishli solishtirish sxemasi (komparator) bajaradi. Tarozining bir elkasiga oʻzgarmas kattalikdagi oʻlchanayotgan kuchlanish oʻrnatiladi, ikkinchi elkasiga raqamli datchik nazorati ostida pogʻonasimon ortib borayotgan kuchlanish beriladi. Kuchlanishning har bir pogʻonasi tarozi elkasiga qoʻshimcha tosh qoʻyish amaliga mos keladi. Olingan ma’lumot esa tarozilar muvozanatga kelgach qayd etiladi.
Solishtirish jarayoni maxsus signal yordamida startstop trigger sxemasining ishga tushirilishi bilan boshlanadi. Triggerli sxema pogʻonasimon ortib boruvchi kuchlanish generatori va ikkilik hisoblagichni boshqaruvchi toʻgʻri burchakli impulslar shakllantiradi. Bu generator pogʻonpsimon kuchlanish ishlab chiharadi, hisoblagich esa hisobni noldan boshlaydi.
Pogʻonasimon kulchanish kirish bilan tenglashsa, uni komparator qayd etadi, startstop trigger dastlabki holatiga qaytadi va toʻgʻri burchakli signallarning kelishi qoʻshimcha mantiqiy element yordamida blokirovka qilinadi.
Bunday sodda oʻzgartirish sxemasi yordamida analog kattalik raqamli shaklga ancha uzoq vaqt davomida oʻzgartiriladi, chunki pogʻonasimon kuchlanish ketma-ket kiritiladi.
Oʻzgartirish vaqtini qisqartirish maqsadida pogʻonasimon kuchlanish generatori raqamli-analog oʻzgartirgich bilan almashtiriladi. Shuning uchun analog-raqamli oʻzgartirgich (AROʻ) sxemasiga raqamli-analog oʻzgartirgich (RAOʻ) sxemasi bilan tanishib boʻlgach qaytamiz.
Kompyuterlar va komunikatsiya vositalari zamonaviy axborot texnalogiyalarining asosi bo‘lib, ular insonlarni yaqinlashtiradi. Axborot bir joydan ikkinchi joyga tezkor etib boradi, yangiliklar tez tarqaladi. Kompyuter yordamida aloqa qilish uchun foydalanuvchiga modem zarur bo‘ladi.
Uzatilayotgan ma’lumot tovush, matn yoki videotasvir iborat bo‘lishi mumkun.
Ma’lumotlar ikki turdagi signallar yordamida uzatilishi mumkin: analogli va raqamli. Analogli signallar uzluksiz uzatiladi. Raqamli esa diskret shaklida.
Zamonaviy raqamli tizimlarning asosiy vazifasi axborot uzatish samaradorligi va sifatini oshirishdir. Ushbu muammoning echimi ikki yo'nalishda rivojlanmoqda: bir tomondan, xarajatlarni cheklash bilan birga uzatilayotgan ma'lumotlarning tezligi va ishonchliligini oshirish uchun diskret xabarlarni uzatish va qabul qilish usullari takomillashtirilmoqda, boshqa tomondan, ularning ishlashining yuqori ishonchliligini ta'minlaydigan raqamli tizimlarni yaratishning yangi usullari ishlab chiqilmoqda.
Ushbu yondashuv moslashuv zarurati bilan tasodifiy ta'sir sharoitida murakkab boshqaruv algoritmlarini amalga oshiradigan va xatolarga bardoshlik xususiyatiga ega bo'lgan raqamli tizimlarni ishlab chiqishni talab qiladi.
Raqamli tizimning uzatuvchi qismi diskret xabarni signalga bir qator konvertatsiya qilishni amalga oshiradi. O'tkazilgan xabarlarni signalga aylantirish bilan bog'liq operatsiyalar to'plamiga operator aloqasi bilan tavsiflanishi mumkin bo'lgan uzatish usuli deyiladi.
- kodlash operatori;
- modulyatsiya operatori;
-transmitterda nosozliklar va nosozliklar paydo bo'lishining tasodifiy jarayoni.
Transmitterda nosozliklar va nosozliklar paydo bo'lishi holatning buzilishi va raqamli tizimdagi xatolar sonining ko'payishiga olib keladi. Natijada, transmitterni shunday qilish kerakki, shart buzilganligi sababli xatolar sonining ko'payishi
Tarqatish muhitida uzatiladigan signallar unda susayish va buzilishlarga uchraydi. Shuning uchun signallar qabul qilish punktiga kelish transmitter tomonidan uzatilgandan sezilarli darajada farq qilishi mumkin.
Raqamli tizimlarning ishonchliligini oshirish yo'llari
Zamonaviy raqamli tizimlar - bu ma'lumotlarning o'z vaqtida va sifatli uzatilishi uchun muhim vazifalarni bajaradigan geografik jihatdan taqsimlangan murakkab komplekslar.
Murakkab raqamli tizimlarga texnik xizmat ko'rsatish va zarur ta'mirlash va tiklash ishlarini ta'minlash muhim masaladir.
Raqamli tizimlarni tanlashda siz ularning ishlab chiqaruvchilari nafaqat kafolat, balki butun xizmat muddati davomida texnik ko'mak ko'rsatishga tayyor ekanligiga ishonch hosil qilishingiz kerak, ya'ni. cheklovchi davlat boshlanishidan oldin. Shunday qilib, raqamli tizimlarni sotib olish to'g'risida qaror qabul qilishda operatorlar uzoq muddatli xizmat ko'rsatish va ta'mirlash xarajatlarini hisobga olishlari kerak.
Shuni ta'kidlash kerakki, taqdim etilayotgan xizmatlarning sifati, shuningdek operator tomonidan o'z faoliyatida ko'rgan xarajatlar miqdori ko'p jihatdan raqamli tizimlarga texnik xizmat ko'rsatish va ta'mirlash jarayonini tayyorlash va tashkil etishga bog'liq. Shu bois, geografik jihatdan taqsimlangan raqamli tizimlarga texnik xizmat ko'rsatish va ta'mirlash usullarini takomillashtirish vazifasi tobora muhim ahamiyat kasb etmoqda.
Ma'lumki, sifat sohasidagi xalqaro standartlarning talablari aloqa operatorini xizmat ko'rsatuvchi provayder sifatida sifat tizimiga - raqamli tizimlarga texnik xizmat ko'rsatish va ta'mirlash sohasiga kiritishni majbur qiladi.
Telekommunikatsiya tarmog'ini ommaviy raqamlashtirish va printsipial yangi xizmatlarni joriy etish davri o'tgan rivojlangan mamlakatlarning xalqaro tajribasi o'tib ketganligi sababli, bu vazifa tashkiliy-texnik qo'llab-quvvatlashning rivojlangan infratuzilmasini yaratish orqali samarali hal qilinmoqda, unga xizmat ko'rsatish markazlari va ta'mirlash markazlari tizimi ham kiradi.
Shu sababli, raqamli tizimlarni etkazib beruvchilar o'zlarining asbob-uskunalariga kafolatli va kafolatli xizmat ko'rsatishni amalga oshirish, uning joriy ishlashi va ta'mirlanishi uchun xizmat ko'rsatish markazlarini tashkil qilishlari shart.
Odatda xizmat ko'rsatish markazlari tizimining tarkibiga quyidagilar kiradi.
boshqa barcha xizmat ko'rsatish markazlarining ishlarini muvofiqlashtiradigan va eng murakkab ish turlarini bajarish qobiliyatiga ega bo'lgan asosiy xizmat ko'rsatish markazi;
hududiy xizmat ko'rsatish markazlari;
xizmat ko'rsatuvchi provayderga texnik xizmat.
Biroq, amaliyot shuni ko'rsatadiki, etkazib beriladigan uskunalarning yuqori sifati va uning keng funktsionalligi bilan bir qatorda bir qator muammolar yuzaga keladi:
etkazib beriladigan raqamli tizimlar uchun xizmat ko'rsatish tarmog'ining etarli darajada rivojlanmaganligi (va ba'zi hollarda yo'qligi);
raqamli tizimlarni etkazib beruvchilar xizmat ko'rsatish markazlariga qaraganda ko'proq;
raqamli tizimlarni ta'mirlashning yuqori narxi.
Shu munosabat bilan etkazib beruvchilarga etkazib beriladigan uskunalarga texnik xizmat ko'rsatishni tashkil qilish va raqamli tizimlarning nosoz tugunlarini almashtirish muddatlari bo'yicha tegishli talablarni taqdim etish kerak.
Raqamli tizimlarga xizmat ko'rsatish funktsiyalarining qulaylik darajasi har bir tizimda turlicha bo'lganligi sababli, turli tizimlar bilan ishlash texnik xodimlarning har xil tayyorgarligini talab qiladi.
AROʻlarni tuzishning turli usullari mavjud boʻlib, amaliyotda maxsus kuchaytirgich va rezistorlarda bajarilgan sxema keng qoʻllaniladi. AROʻ vazifasini OKda bajarilgan jamlovchi kuchaytirgich bajarishi mumkin. Kirishlar soni oʻzgartirilayotgan ikkilik kodning razryadlari soni bilan aniqlanadi. K1-K4 kalitlardan har biri ochiq yoki berk holatda boʻlish mumkin. Soddalik uchun K4 K3 K2 K1 ikkilik kirish soʻziga ega boʻlgan toʻrtrazryadli RAOʻni koʻrib chiqamiz.
Mos razryadlardagi qarshilik qiymatlari 2 martaga farq qiladi. Bu holda, mazkur RAOʻ sxemasi 0 dan 15 gacha boʻlgan natural qator sonlarini ikkilik sanoq tizimdan oʻnlik sanoq tizimga oʻzgartiradi. Bunday oʻzgartirish mexanizmini koʻrib chiqamiz.
Jamlagich tomonidan bajarilayotgan amal, kirishdagi rezistorlarning berilgan qarshiliklari uchun quyidagi ifoda yordamida keltiriladi:

Demak, RAOʻ kirishidagi ikkilik sanogʻidagi bir uning chiqishida oʻnlik sanogʻidagi birga, ikki - ikkiga, ..., 15 esa, 15 ga mos keladi. RAOʻ registorlariga barharorlik va nominal aniqligi boʻyicha jiddiy talablar qoʻyiladi. Ayniqsa AROʻ keng temperatura intervalida ishlaganda. Bir hil va proporsional qarshilikli rezistorlarni texnologik jihatdan rezistorli matritsali mikrosxemalar koʻrinishida yasash qulay. Shuning uchun rezistorli matritsali modifikatsiyalangan AROʻ keng tarqalgan variant boʻlib hisoblanadi. U ikki marotaba koʻp sonli rezistorlardan tuzilgan boʻlib, ular atigi ikki nominalga R va 2R teng boʻladi. Raqamli kodni boshqa usullarda kuchlanish va tokka oʻzgartiruvchi AROʻlar ham mavjud.
2-rasmda keltirilgan AROʻ sxemasi, ikki marta integrallovchi yuqori aniqlikdagi AROʻ deb ataladi.



2-rasm
Electronics Workbench dasturida kod o‘zgartirishda “Word Generator” ni ishga tushiramiz.