Автоматы для контроля знаний систем счисления

September 24, 2012 by admin Комментировать »

Рассмотрим автоматы, предназначенные для контроля знаний по переводу чисел из одной системы счисления в другую.

На рис. 73 приведена схема простейшего автомата для контроля знаний по переводу двоичного кода в десятичный и обратно. На передней панели автомата установлен кнопочный переключатель с фиксацией и независимым включением для ввода четырехразрядного двоичного кода, 16 гнезд для ввода десятичного кода, светодиоды «Верный ответ» и «Ошибка», кнопка «Ответ». К автомату подключен щуп-указка, предназначенный для задания десятичного кода либо ввода ответа в десятичном коде.

Рис 73. Принципиальная схема простейшего автомата для контроля знаний систем счисления

Двоичный код задается переключателями SB1-SB4. Нажатая кнопка соответствует логической единице, ненажатая логическому нулю. Набор десятичного числа осуществляется с помощью щупа, который вставляют в гнездо, соединяя его с общим проводом. Каждому гнезду соответствует определенное десятичное число.

Если контролируются знания по переводу двоичного кода в десятичный, то сначала преподаватель набирает двоичный код переключателями SB1-SB4, а затем ученик с помощью щупа вводит ответ. Если осуществляется контроль знаний по переводу десятичного кода в двоичный, то преподаватель с помощью щупа задает десятичное число, а учащийся с помощью кнопочных переключателей набирает ответ. В обоих рассмотренных случаях после ввода правильного ответа на выходе мультиплексора формируется высокий уровень, так как на информационный вход, адрес которого набран переключателями SB1-SB4, подается низкий уровень. Поэтому после нажатия на кнопку «Ответ» загорается светодиод HL2 «Верный ответ». Если ответ был неверный, на выходе мультиплексора формируется низкий уровень и после нажатия на кнопку «Ответ» загорается светодиод HL1 «Ошибка».

По аналогичной схеме можно собрать устройство для контроля знаний по переводу двоичного кода в шестнадцатиричный и обратно.

Значительно более широкими функциональными возможностями обладает автомат для контроля знаний «Экзаменатор-2». Он, как и предыду

Рис. 74. Передняя панель автомата «Экзаменатор-2»

щий автомат, предназначен для контроля знаний систем счисления. Передняя панель экзаменатора изображена на рис. 74.

Функциональная схема автомата показана на рис. 75 [25]. В «Экзаменаторе-2» реализованы два режима испытаний. Первый режим «Код цифровой»/«Код двоичный» (КЦ/КД), при котором по нажатию на кнопку SB1 «Пуск» на индикаторе цифрового кода предъявляется случайное десятичное или 16-ричное число, а учащийся кнопкой SB2 «Ввод» устанавливает на светодиодном индикаторе двоичного кода двоичный эквивалент этого числа, после чего нажимает на кнопку SB4 «Равно».

Второй режим «Код двоичный»/«Код цифровой» (КД/КЦ), при котором по нажатию на кнопку «Пуск» на светодиодном индикаторе предъявляется случайный двоичный код, а учащийся кнопкой «Ввод» устанавливает на цифровом индикаторе десятичный или 16-ричный эквивалент этого кода, после чего нажимает на кнопку «Равно».

В обоих режимах при нажатии на кнопку «Пуск» запускается таймер, который останавливается после ввода правильного ответа. Если ответ ошибочный, то отсчет времени продолжается, а учащемуся предоставляется повторная попытка для ответа. Испытания завершаются после 32 правильных ответов, при этом индикатор попыток показывает число попыток, а индикатор времени суммарное время, затраченное на 32 правильных ответа.

Перед началом испытаний переключателем SA1 «Режим» задают режим испытаний, а переключателем SA2 «Код» (“10/16") вид цифрового4 кода. Нажатием на кнопку SB3 «Сброс» обнуляют счетчики правильных ответов СТ5, попыток СТ6 и времени СТ7. RS-триггер устанавливается в единичное состояние. Низкий уровень напряжения с выхода счетчика СТ5 гасит индикаторы попыток и времени. Высокий уровень с прямого выхода RS-триггера гасит индикатор цифрового кода, а низкий уровень с инверсно

го выхода RS-триггера индикатор двоичного кода. С первого выхода тактового генератора импульсы с частотой 64 Гц поступают на счетные входы счетчиков СИ и СТ2. Низкий уровень с инверсного выхода RS-триггера* разрешает работу счетчика СИ, импульсы с выхода которого поступают на информационные входы мультиплексоров МХ1 и МХ2.

Рассмотрим работу устройства в каждом из двух режимов. В режиме КЦ/КД контакты переключателя режима SA1 разомкнуты и напряжение на адресных входах мультиплексоров МХ1 и МХ2 имеет высокий уровень. В результате импульсы с выхода счетчика СИ проходят через мультиплексор МХ2 на вход счетчика СТ4. Высокий уровень с прямого выхода RSтриггера блокирует подачу импульсов с частотой 1 Гц со второго выхода тактового генератора через второй элемент И на вход счетчика времени СТ7. После нажатия на кнопку SB1 «Пуск» высокий уровень с выхода инвертора устанавливает RS-триггер в нулевое состояние.

Высокий уровень с инверсного выхода триггера блокирует прохождение тактовых импульсов через счетчик СИ и мультиплексор МХ2 на вход счетчика СТ4. На его выходе формируется случайный двоичный код. Высокий уровень на входе гашения блока индикации двоичного кода и низкий уровень на входе гашения блока индикации цифрового кода разрешают индикацию состояний счетчиков СТЗ и СТ4 на светодиодном и цифровом индикаторах. При этом в зависимости от положения переключателя SA2 «Код» на цифровом индикаторе появляется случайное десятичное или 16ричное число. Низкий уровень с прямого выхода RS-триггера разрешает прохождение тактовых импульсов с частотой 1 Гц через второй элемент И на вход счетчика СТ7. Начинается отсчет времени.

Задача учащегося с помощью кнопки SB2 «Ввод» установить на светодиодном индикаторе двоичный эквивалент предъявленного числа и после этого нажать на кнопку SB4 «Равно». Нажатие на кнопку SB1 «Ввод» и удержание ее в нажатом состоянии разрешает прохождение тактовых импульсов через счетчик СТ2 и мультиплексор МХ1 на вход счетчика СТЗ. Код на его выходе и, соответственно, показания светодиодного индикатора последовательно изменяются. При каждом кратковременном нажатии на кнопку SB1 «Ввод» код на выходе счетчика СТЗ увеличивается на 1. Выходные коды счетчиков СТЗ и СТ4 сравнивает узел сравнения. Если эти коды эквивалентны, то на выходе узла сравнения формируется низкий уровень. По нажатию на кнопку SB4 «Равно» формирователь F формирует импульс низкого уровня, и код на выходе счетчика попыток СТ6 увеличивается на 1. При эквивалентности кодов на выходах счетчиков СТЗ и СТ4 на выходе первого элемента И по нажатию кнопки «Равно» формируется импульс высокого уровня, устанавливающий RS-триггер в единичное состояние. Положительный перепад напряжения на прямом выходе RS-триггера увеличивает на 1 выходной код счетчика правильных ответов СТ5. Одновременно гасятся индикаторы двоичного и цифрового кодов. Подача тактовых импульсов через второй элемент И на вход счетчика СТ7 прекращается. Для предъявления очередного числа надо вновь нажать на кнопку SB1 «Пуск». Если учащийся ввел неверный ответ и коды на счетчиках СТЗ и СТ4 в момент нажатия на кнопку SB4 «Равно» неэквивалентны, то импульс с еыхода формирователя через первый элемент И не передается и

RS-триггер не меняет своего состояния до тех пор, пока не будет дан правильный ответ. Однако по каждому нажатию на кнопку «Равно» выходной код счетчика попыток СТ6 увеличивается на 1.

В режиме КД/КЦ контакты переключателя SA1 «Режим» замкнуты. Как и в предыдущем случае, после нажатия на кнопку SB3 «Сброс» и установки RS-триггера в единичное состояние индикаторы двоичного и цифрового кодов гаснут. Импульсы с выхода счетчика СИ через мультиплексор МХ1 поступают на вход счетчика СТЗ. Нажатие на кнопку SB1 «Пуск» устанавливает RS-триггер в нулевое состояние. Подача высокого уровня на Rвход Счетчика СТ1 блокирует его, и импульсы на счетчик СТЗ не поступают. Светодиодный индикатор индицирует случайный двоичный код. Низкий уровень с прямого выхода RS-триггера разрешает прохождение секундных импульсов с выхода ГТ через второй элемент И на вход счетчика СТ7. Начинается отсчет времени. Последовательными нажатиями на кнопку SB2 «Ввод» учащийся устанавливает на цифровом индикаторе десятичный или 16-ричный эквивалент предъявленного двоичного кода. Это достигается подачей тактовых импульсов через счетчик СТ2 и мультиплексор МХ2 на вход счетчика СТ4. Как и в режиме КЦ/КД, при правильном ответе после нажатия на кнопку SB4 «Равно» импульс высокого уровня с выхода первого элемента И устанавливает RS-триггер в единичное состояние, индикаторы данных гаснут, а коды на выходе счетчиков СТ5 и СТ6 увеличиваются на 1. Отсчет времени прекращается. Для предъявления нового двоичного числа следует вновь нажать на кнопку SB1 «Пуск».

В дальнейшем циклы предъявления данных и ответов учащегося повторяются до тех пор, пока на выходе счетчика СТ5 не появится высокий уровень. Это происходит после 32 правильных ответов. Тогда RS-триггер, как и после любого правильного ответа, устанавливается в единичное состояние, гасятся индикаторы двоичного и цифрового кодов, а на выходе инвертора формируется низкий уровень. Последующее нажатие на кнопку SB1 «Пуск» не приводит к изменению состояния RS-триггера и предъявлению данных. Подача высокого уровня с выхода счетчика СТ5 на первый вход второго элемента И блокирует измеритель времени, а также снимает гашение с индикаторов времени и попыток. На них индицируются результаты испытаний. Проверка знаний завершена. Дифференцированная оценка знаний производится исходя из числа попыток и времени, затраченного учащимся на 32 правильных ответа. Для начала нового цикла испытаний необходимо нажать на кнопку Сброс».

Принципиальная схема автомата «Экзаменатор-2» показана на рис. 76. Тактовый генератор реализован на микросхеме DD1, счетчики СТ1 и СТ2 на микросхеме DD6, счетчики СТЗ-СТ5 на микросхемах DD10, DD11, DD3, соответственно. Счетчик попыток выполнен на микросхемах DD16, DD19, а счетчик времени на микросхемах DD5, DD8, DD13. RSтриггер собран на элементах DD2.1, DD2.2, узел сравнения на элементах DD14.1-DD14.4, а инвертор на элементе DD4.2. Элементы DD17.1DD17.5 и DD2.3 выполняют функции первого и второго элементов И, соответственно. Мультиплексоры МХ1 и МХ2 собраны на микросхеме DD9, блок индикации двоичного кода на элементах DD18.1-DD18.4 и светодиодах HL1-HL4. Блок индикации цифрового кода образован дешиф

ратором на ПЗУ DD15, элементами DD4.4-DD4.6, DD17.6 и индикаторами HG4, HG6. Индикаторы HG5, HG7 показывают число удачных попыток, а индикаторы HG1-HG3 индицируют время, за которое учащийся правильно ответил на 32 вопроса. Элементы DD7.1-D7.4, DD4.1-DD4.3, являются согласующими.

Коды программирования ПЗУ DD15 типа К155РЕЗ, обеспечивающего индикацию цифрового десятичного или 16-ричного кодов на индикаторах HG4, HG6, приведены в табл. 32.

Таблица 32

Ад

рес

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

А

В

с

D

Е

F

0

40

79

24

30

19

12

02

78

00

10

08

03

46

21

06

1

40

79

24

30

19

12

02

78

00

10

со

F9

А4

ВО

99

92

Источник: Фромберг Э. М., Конструкции на элементах цифровой техники. М.: Горячая линия-Телеком, 2002. 264 с.: ил. (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1249).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты