3.2. Специальные виды кодов

Р

Рис. 9

ассмотрим те специальные коды, которые используются датчиками и задатчиками, а также коды, наиболее удобные для управления исполнительными и индикаторными устройствами (рис. 9 – приведены наиболее простые решения, не связанные

Таблица 7

q=10	q=2	q=8	q=16
0	00000	0	0
1=20	00001	1	1
2=21	00010	2	2
3	00011	3	3
4=22	00100	4	4
5	00101	5	5
6	00110	6	6
7	00111	7	7
8=23	01000	10	8
9	01001	11	9
10	01010	12	A
11	01011	13	B
12	01100	14	C
13	01101	15	D
14	01110	16	E
15	01111	17	F
16=24	10000	20	10
17	10001	21	11
18	10010	22	12
19	10011	23	13
20	10100	24	14
21	10101	25	15
22	10110	26	16
23	10111	27	17
24	11000	30	18
25	11001	31	19
26	11010	32	1A
27	11011	33	1B
28	11100	34	1C
29	11101	35	1D
30	11110	36	1E
31	11111	37	1F

Продолжение табл. 7

32=25	заполните	40	20
63	на бумаге →	77	3F
64=26	восьмеричные	100	40
100	и 16-ричные	144	64
127	эквиваленты,	177	7F
128=27	затем проверьте результаты, выделив зону справа и придав ей черный цвет шрифта :-)	200	80
255		377	FF
256=28		400	100
511		777	1FF
512=29		1000	200
1000		1750	3E8
1023	1111111111	1777	3FF
1024=210	10000000000	2000	400

с   программными средствами преобразования кодов на консоли оператора). Наиболее распространенный код информации о положении – код Грея, коды задатчиков – двоично-десятичный и унитарный. Наиболее распространенные коды индикации – код Джонсона и многосегментной индикации (кодирование символов). Более сложные – например, помехозащищенные – коды в УЧПУ не используются, за исключением кода с контролем на четность/нечетность.

Двоично-десятичный код, двоично-десятичное представление чисел (BCD – Binary Coded Decimal) используется для ввода данных с кодовых задатчиков и вывода данных на десятичные индикаторы. В нем кодируется каждая десятичная цифра (обычно естественным способом 8-4-2-1). Данные для вывода должны затем преобразовываться в соответствии с типом индикаторов.

Двоичный код с битом паритета (Р) – простейший из помехозащищенных кодов – используется для контроля достоверности при передаче данных по линиям связи. Контроль возможен как на четность, так и на нечетность.

Бит контроля на нечетность вычисляется по формуле

г

 2

де – сумма по модулю 2 всех разрядов слова X.

Передатчик должен добавлять к слову кода бит паритета, а приемник анализировать четность или нечетность комбинации в соответствии с соглашением.

Код Грея³ формируется кодовыми датчиками положения.

Преобразование n-разрядного двоичного позиционного числа X = {х_n-1 х_n-2 …х₁  х₀} в  слово  кода  Грея  A = {α _n-1 α _n-2 …α₁ α₀} выполняется по несложному алгоритму:

О

2

братное преобразование (G→B) описывается выражением

^или .

Унитарный код формируется различными переключателями с подвижным (обегающим) контактом, причем обычно инверсно (1110111).

Код Джонсона используется в индикаторах уровня столбчатого типа (термометрическая шкала). Это код с последовательным заполнением разрядов единицами, затем с заполнением нулями (используется только первая половина).

Составим таблицу эквивалентов десятичных чисел в специальных кодах (по приведенным выше формулам и описаниям) – табл. 8.

Таблица 8

Десятичный код	Двоично-десятичный код	Двоичный позиц. код		Код Грея	Унитарный код	Код Джонсона
0	0000 0000	0000	1	0000	000000000000000	000000000000000
1	0000 0001	0001	0	0001	000000000000001	000000000000001
2	0000 0010	0010	0	0011	000000000000010	000000000000011
3	0000 0011	0011	1	0010	000000000000100	000000000000111
4	0000 0100	0100	0	0110	000000000001000	000000000001111
5	0000 0101	0101	1	0111	000000000010000	000000000011111
6	0000 0110	0110	1	0101	000000000100000	000000000111111
7	0000 0111	0111	0	0100	000000001000000	000000001111111
8	0000 1000	1000	0	1100	000000010000000	000000011111111
9	0000 1001	1001	1	1101	000000100000000	000000111111111
10	0001 0000	1010	1	1111	000001000000000	000001111111111
11	0001 0001	1011	0	1110	000010000000000	000011111111111
12	0001 0010	1100	1	1010	000100000000000	000111111111111
13	0001 0011	1101	0	1011	001000000000000	001111111111111
14	0001 0100	1110	0	1001	010000000000000	011111111111111
15	0001 0101	1111	1	1000	100000000000000	111111111111111
99	1001 1001

Проанализируем столбец с кодами Грея. Видно, что код Грея является однопереходным – переход от слова к соседнему, предыдущему и последующему, происходит с изменением только одного бита. Это обусловливает применение именно этого кода при считывании положения многоразрядных кодовых датчиков в УЧПУ (на рис. 10 слева дорожки позиционного кода, справа – кода Грея, красная полоса – перекошенная линейка считывающих элементов). Код Грея используется также для кодирования номеров дорожек в жёстких дисках. Итак, код Грея позволяет предотвратить ложные комбинации при многоразрядном переключении (например, 153123191716). Это двоичный непозиционный однопереходный код. Код Грея называют также рефлексным, т.к. в каждом его разряде значения перебираются сначала в одной последовательности, а затем – в обратной (в столбце табл. 8 разделены линией).

0	1	1	0	1			0	1	0	1	1
0	1	1	1	0			0	1	0	0	1
0	1	1	1	1			0	1	0	0	0
1	0	0	0	0			1	1	0	0	0
1	0	0	0	1			1	1	0	0	1
1	0	0	1	0			1	1	0	1	1
1	0	0	1	1			1	1	0	1	0

Рис. 10

Вид кодового диска для такого датчика на 8 разрядов (256 секторов) приведен на рис. 11 (построен программно – GrayCode.exe).

Самостоятельно проведите анализ ситуации с перекошенной линейкой считывающих элементов для этого диска.

Рис. 11

Следует отметить, что код Джонсона (в полном виде !) так же, как и код Грея, является двоичным непозиционным однопереходным кодом.