Методические указания для практических занятий по дисциплине мдк. 02. 01

• Название: Методические указания для практических занятий по дисциплине мдк. 02. 01
• Дата: 09.09.2022
• Размер: 7.37 Mb.
• Имя файла: Metod_Mikroprocessornye-sistemy_PZ_09.02.01_2020.pdf
• Тип: Методические указания; #669073
• страница: 37 из 43

Рассмотрим случай, когда не было ошибки при передаче кода.
Тогда точно такой же код принял приемник. Теперь приемник проверяет правильность передачи кода, вычисляя следующие выражения:
С
11
=С
1
⊕М
1
⊕М
2
⊕М
4
=0
⊕1⊕0⊕1=0;
С
12
=С
2
⊕М
1
⊕М
3
⊕М
4
=1
⊕1⊕1⊕1=0;
С
13
=С
3
⊕М
2
⊕М
3
⊕М
4
=0
⊕0⊕1⊕1=0.
Поскольку значение, составленное из контрольных битов, равно нулю, ошибки нет, и код передается от приемника далее.
Рассмотрим случай, когда была ошибка при передаче кода.
Пусть ошибка произошла в третьем бите, т.е. принят код:
M
4
M
3
M
2
C
3
M
1
C
2
C
1

307 4
3 2
3 1
2 1
1 1
0 0
0
1 0
Теперь приемник проверяет правильность передачи кода, вычисляя следующие выражения:
С
11
=С
1
⊕М
1
⊕М
2
⊕М
4
=0
⊕0⊕0⊕1=1;
С
12
=С
2
⊕М
1
⊕М
3
⊕М
4
=1
⊕0⊕1⊕1=1;
С
13
=С
3
⊕М
2
⊕М
3
⊕М
4
=0
⊕0⊕1⊕1=0.
Поскольку, значение, составленное из контрольных разрядов, равно 011 2
, ошибка в бите
№ 3. Приемник меняет значение этого бита на противоположное.
Теперь рассмотрим код (11,7).
Пример. В канал связи нужно передать следующий блок информации: 1101010 2
Передатчик формирует код Хэмминга:
M
7
M
6
M
5
C
4
M
4
M
3
M
2
C
3
M
1
C
2
C
1 1
1 0
*
1 0
1
*
0
*
*
С
1
=М
1
⊕М
2
⊕М
4
⊕М
5
⊕М
7
=0
⊕1⊕1⊕0⊕1=1;
С
2
=М
1
⊕М
3
⊕М
4
⊕М
6
⊕М
7
=0
⊕0⊕1⊕1⊕1=1;
С
3
=М
2
⊕М
3
⊕М
4
=1
⊕0⊕1=0;
С
4
=М
5
⊕М
6
⊕М
7
=0
⊕1⊕1=0, тогда код, передаваемый в канал, будет:
M
7
M
6
M
5
C
4
M
4
M
3
M
2
C
3
M
1
C
2
C
1 1
1 0
0 1
0 1
0 0
1 1
Рассмотрим случай, когда не было ошибки при передаче кода.
Тогда точно такой же код принял приемник. Теперь приемник проверяет правильность передачи кода, вычисляя следующие выражения:
С
11
=С
1
⊕М
1
⊕М
2
⊕М
4
⊕М
5
⊕М
7
=1
⊕0⊕1⊕1⊕0⊕1=0;
С
12
=С
2
⊕М
1
⊕М
3
⊕М
4
⊕М
6
⊕М
7
=1
⊕0⊕0⊕1⊕1⊕1=0;
С
13
=С
3
⊕М
2
⊕М
3
⊕М
4
=0
⊕1⊕0⊕1=0;
С
14
=С
4
⊕М
5
⊕М
6
⊕М
7
=0
⊕0⊕1⊕1=0.
Поскольку значение, составленное из контрольных битов, равно нулю, ошибки нет, и код передается от приемника далее.
Рассмотрим случай, когда была ошибка при передаче кода.
Пусть ошибка произошла во втором бите, т.е. принят код:
M
7
M
6
M
5
C
4
M
4
M
3
M
2
C
3
M
1
C
2
C
1 1
1 0
0 1
0 1
0 0
0
1
Теперь приемник проверяет правильность передачи кода, вычисляя следующие выражения:
С
11
=С
1
⊕М
1
⊕М
2
⊕М
4
⊕М
5
⊕М
7
=1
⊕0⊕1⊕1⊕0⊕1=0;
С
12
=С
2
⊕М
1
⊕М
3
⊕М
4
⊕М
6
⊕М
7
=0
⊕0⊕0⊕1⊕1⊕1=1;
С
13
=С
3
⊕М
2
⊕М
3
⊕М
4
=0
⊕1⊕0⊕1=0;
С
14
=С
4
⊕М
5
⊕М
6
⊕М
7
=0
⊕0⊕1⊕1=0.
Поскольку значение, составленное из контрольных битов, равно 0010 2
, ошибка во втором бите. Приемник меняет значение этого бита на противоположное.
Код Хэмминга является равномерно защищенным, исправляет ошибки как в информационных, так и в контрольных битах. С его помощью возможно исправление одиночной и обнаружение двойной ошибки. Для того чтобы обнаружить двойную ошибку, в код Хэмминга

308
вводят дополнительный контрольный бит E
0
. Значение E
0
вычисляется как сумма по модулю 2 всех разрядов кода Хэмминга, т.е. он дополняет код Хэмминга по четности. На стороне приемника, кроме получения контрольных разрядов, которые определяют позицию с ошибкой, вычисляется контрольный разряд E
10
:
E
10
=Е
0
⊕<сложенные по модулю 2 все остальные биты принятого кода>.
Если E
10
=0, то ошибок нет. Если значение, полученное из контрольных разрядов, не равно
0 и E
10
=1, то имеет место одиночная ошибка, позиция которой определяется значением контрольных разрядов. Если значение С≠0 и E
10
=0 , то имеет место двойная ошибка.
Рассмотрим пример для кода, исправляющего одиночную ошибку и обнаруживающего двойную.
Для кода (11,7) формат блока информации:
M
7
M
6
M
5
C
4
M
4
M
3
M
2
C
3
M
1
C
2
C
1
Е
0
Пример. В канал связи нужно передать следующий блок информации: 1101010 2
Передатчик формирует код Хэмминга:
M
7
M
6
M
5
C
4
M
4
M
3
M
2
C
3
M
1
C
2
C
1
Е
0 1
1 0
*
1 0
1
*
0
*
*
*
С
1
=М
1
⊕М
2
⊕М
4
⊕М
5
⊕М
7
=0
⊕1⊕1⊕0⊕1=1;
С
2
=М
1
⊕М
3
⊕М
4
⊕М
6
⊕М
7
=0
⊕0⊕1⊕1⊕1=1;
С
3
=М
2
⊕М
3
⊕М
4
=1
⊕0⊕1=0;
С
4
=М
5
⊕М
6
⊕М
7
=0
⊕1⊕1=0,
Е
0
=С
1
⊕С
2
⊕М
1
⊕С
3
⊕М
2
⊕М
3
⊕М
4
⊕С
4
⊕М
5
⊕М
6
⊕М
7
=1
⊕1⊕0⊕0⊕1⊕0⊕⊕1⊕0⊕0⊕
1
⊕1=0, тогда код, передаваемый в канал, будет:
M
7
M
6
M
5
C
4
M
4
M
3
M
2
C
3
M
1
C
2
C
1
Е
0 1
1 0
0 1
0 1
0 0
1 1
0
Рассмотрим случай, когда не было ошибки при передаче кода.
Тогда точно такой же код принял приемник. Теперь приемник проверяет правильность передачи кода, вычисляя следующие выражения:
С
11
=С
1
⊕М
1
⊕М
2
⊕М
4
⊕М
5
⊕М
7
=1
⊕0⊕1⊕1⊕0⊕1=0;
С
12
=С
2
⊕М
1
⊕М
3
⊕М
4
⊕М
6
⊕М
7
=1
⊕0⊕0⊕1⊕1⊕1=0;
С
13
=С
3
⊕М
2
⊕М
3
⊕М
4
=0
⊕1⊕0⊕1=0;
С
14
=С
4
⊕М
5
⊕М
6
⊕М
7
=0
⊕0⊕1⊕1=0,
Е
10
= Е
0
⊕С
1
⊕С
2
⊕М
1
⊕С
3
⊕М
2
⊕М
3
⊕М
4
⊕С
4
⊕М
5
⊕М
6
⊕М
7
=
=0
⊕1⊕1⊕0⊕0⊕1⊕0⊕1⊕0⊕0⊕1⊕1=0.
Поскольку значение, составленное из контрольных битов, равно 0, и Е
10
=0, ошибки нет, и код передается от приемника далее.
Рассмотрим случай, когда была одиночная ошибка при передаче кода.
Пусть ошибка произошла во втором бите (не считая Е
0
, т.е. в С
2
) и принят код:
M
7
M
6
M
5
C
4
M
4
M
3
M
2
C
3
M
1
C
2
C
1
Е
0 1
1 0
0 1
0 1
0 0
0
1 0
Теперь приемник проверяет правильность передачи кода, вычисляя следующие выражения:
С
11
=С
1
⊕М
1
⊕М
2
⊕М
4
⊕М
5
⊕М
7
=1
⊕0⊕1⊕1⊕0⊕1=0;
С
12
=С
2
⊕М
1
⊕М
3
⊕М
4
⊕М
6
⊕М
7
=0
⊕0⊕0⊕1⊕1⊕1=1;
С
13
=С
3
⊕М
2
⊕М
3
⊕М
4
=0
⊕1⊕0⊕1=0;
С
14
=С
4
⊕М
5
⊕М
6
⊕М
7
=0
⊕0⊕1⊕1=0,
Е
10
= Е
0
⊕С
1
⊕С
2
⊕М
1
⊕С
3
⊕М
2
⊕М
3
⊕М
4
⊕С
4
⊕М
5
⊕М
6
⊕М
7
=

309
=0
⊕1⊕0⊕0⊕0⊕1⊕0⊕1⊕0⊕0⊕1⊕1=1.
Поскольку значение Е
10
=1 и значение, составленное из контрольных разрядов, равно
0010 2
, то ошибка во втором бите. Приемник меняет значение этого бита на противоположное.
Рассмотрим случай, когда была двойная ошибка при передаче кода.
Пусть ошибка произошла во втором (т.е. в С
2
) и в пятом битах (т.е. М
2
) и принят код:
M
7
M
6
M
5
C
4
M
4
M
3
M
2
C
3
M
1
C
2
C
1
Е
0 1
1 0
0 1
0
0
0 0
0
1 0
Теперь приемник проверяет правильность передачи кода, вычисляя следующие выражения:
С
11
=С
1
⊕М
1
⊕М
2
⊕М
4
⊕М
5
⊕М
7
=1
⊕0⊕0⊕1⊕0⊕1=1;
С
12
=С
2
⊕М
1
⊕М
3
⊕М
4
⊕М
6
⊕М
7
=0
⊕0⊕0⊕1⊕1⊕1=1;
С
13
=С
3
⊕М
2
⊕М
3
⊕М
4
=0
⊕0⊕0⊕1=1;
С
14
=С
4
⊕М
5
⊕М
6
⊕М
7
=0
⊕0⊕1⊕1=0,
Е
10
= Е
0
⊕С
1
⊕С
2
⊕М
1
⊕С
3
⊕М
2
⊕М
3
⊕М
4
⊕С
4
⊕М
5
⊕М
6
⊕М
7
=
=0
⊕1⊕0⊕0⊕0⊕0⊕0⊕1⊕0⊕0⊕1⊕1=0.
Поскольку значение Е
10
=0 и значение, составленное из контрольных разрядов, равно
0111 2
≠0, то произошла двойная ошибка. Приемник не передает код далее, а запрашивает от источника повторную передачу этого блока информации.
Практическая работа №69. Элементарные приемы программирования (ветвления и
циклы).
Цель работы: изучение принципов реализации типовых алгоритмических структур на примере ветвлений и циклических программ.
Основные сведения.
Любая процедура управления или обработки данных представляет собой совокупность некоторых алгоритмических структур, с помощью которых выполняются требуемые операции.
Наиболее распространёнными алгоритмическими структурами являются ветвления (branching) и циклы (loop). Ветвления используются для выполнения различных частей программы
(разделения ветвей алгоритма) в зависимости от некоторых условий. В циклах одна и та же операция выполняется над содержимым нескольких последовательно расположенных в памяти ячеек или элементов данных. Использование циклических программ целесообразно при обработке массивов, таблиц и подобных по структуре данных. Числом повторений цикла управляют счётчики, а обрабатываемый при данном проходе цикла элемент определяется с помощью индекса или указателя.
В циклической программе можно выделить четыре основных блока.
1. Блок инициализации (от лат. initium – начало), в котором производится присвоение начальных значений переменным, счётчикам, индексам и указателям. Указатели представляют собой адреса данных в памяти.
2. Блок обработки, в котором выполняются требуемые вычисления, т. е. одинаковые повторяющиеся действия над различными последовательно расположенными в памяти данными.
3. Блок управления циклом, в котором изменяются значения счётчиков и индексов
(указателей) перед выполнением следующей повторяющейся операции, а также производится проверка условия выхода из цикла.
4. Заключительный блок, в котором производится сохранение полученных результатов.
Блоки 2 и 3 составляют тело цикла (loop body). Для повышения быстродействия и сокращения размера циклических программ следует разгружать тело цикла от операций, которые могут быть выполнены за его пределами.
Для организации циклических программ, а также ветвлений в программах используются команды безусловных и условных переходов. Кроме того, для построения циклов могут

310
применяться специальные команды циклов, выполняющие несколько действий одновременно (в системе команд AVR- микроконтроллеров отсутствуют).
Команды безусловных переходов JMP, RJMP, IJMP и EIJMP передают управление по указанному в команде адресу памяти программ.
Команда JMP (Jump – переход) позволяет передавать управление внутри всего объёма памяти программ.
Команда RJMP (Relative Jump – относительный переход) обеспечивает переход в пределах
±2К слов (±4К байт) относительно текущего содержимого программного счётчика.
По команде IJMP (Indirect Jump – косвенный переход) выполняется косвенный переход по адресу, указанному регистром Z; максимальное смещение составляет 64К слов (128К байт).
Команда EIJMP (Extended Indirect Jump – расширенный косвенный переход) обеспечивает косвенный переход по всему объёму памяти программ; для расширения программного счётчика используется регистр EIND.
При выполнении команд безусловных переходов в программный счётчик загружается адрес ячейки памяти программ, на которую передаётся управление.
Команды условных переходов передают управление по указанному адресу памяти программ в случае выполнения некоторых условий.
Команды BRхх (Branch if … – перейти, если …) выполняют переход на расстояние –
64…+63 слова относительно текущего содержимого программного счётчика по результатам проверки разрядов регистра состояния SREG (кодов или флагов условий).
Регистр состояния SREG находится в адресном пространстве регистров ввода-вывода.
Коды условий (C, Z, N, V, S, H) формируются в регистре состояния при выполнении арифметических, логических команд и команд работы с битами и представляют собой признаки результата операции.
Разряд С (carry – перенос) устанавливается, если при выполнении команды был перенос из старшего разряда результата.
Разряд Z (zero – нуль) устанавливается, если результат выполнения команды равен нулю.
Разряд N (negative – отрицательный результат) устанавливается, если старший значащий разряд результата равен 1 (правильно показывает знак результата, если не было переполнения разрядной сетки числа со знаком).
Разряд V (overflow – переполнение) устанавливается, если при выполнении команды произошло переполнение разрядной сетки числа со знаком.
Разряд S = N
⊕ V (sign – знак) правильно показывает знак результата при переполнении разрядной сетки числа со знаком.
Разряд H (half carry – полуперенос) устанавливается, если при выполнении команды был перенос из третьего разряда результата.
Для организации ветвлений при сравнении операндов команды BRхх ис- пользуются совместно с командами CP (Compare) сравнения содержимого двух РОН, CPC (Compare with
Carry) сравнения с учётом признака переноса и CPI (Compare with Immediate) сравнения с константой. Команды ветвления BRхх отличаются для операндов без знака и со знаком. Числа без знака представляются прямым кодом, числа со знаком – дополнительным кодом.
Команды условных переходов, используемые для ветвлений при сравнении операндов, сведены в следующей таблице.

311
К командам условных переходов также относится команда CPSE (Compare and Skip if
Equal – сравнить и пропустить, если равно), которая сравнивает содержимое двух РОН и пропускает следующую за ней команду, если содержимое одинаково.
Команды SBRS, SBRC, SBIS, SBIC (Skip if Bit in Register [I/O Register] is Set [Cleared] – пропустить, если разряд в регистре общего назначения [ввода- вывода] установлен [сброшен]) пропускают следующую команду в случае выполнения соответствующего условия. При обработке массивов в циклических программах эффективно использование косвенной адресации памяти данных с предекрементом и постинкрементом, а также косвенной адресации памяти дан- ных со смещением. На рисунке ниже приведён фрагмент программы, в которой число 100 заносится в ячейки массива из пяти байт. Для проверки условия выхода из цикла и передачи управления используется команда BRNE. Предел повторений цикла равен 5, шаг равен –1, параметр цикла (счётчик) содержится в регистре R16.
Практическая часть.
1. Дополнить фрагмент программы необходимыми директивами. Изменить число, заносимое в ячейки массива, в соответствии с заданным вариантом. Выполнить программу в пошаговом режиме с помощью симулятора-отладчика.
2. Произвести изменения в программе: заменить команды ADD (сложение) и SUB
(вычитание) на INC (инкремент) и DEC (декремент) соответственно.

312 3. В последнем варианте программы исключить команду INC за счёт использования косвенной адресации памяти данных с постинкрементом.
4. Изменить порядок подсчёта числа проходов цикла, задав изменение параметра цикла
(счётчика) не с предела, а с нуля.
5. Составить программу пересылки массива из памяти программ в память данных. Массив в памяти программ задать в директиве .db; значения элементов массива взять из таблицы
(Массив I) в соответствии с заданным вариантом.
6. Составить программу суммирования элементов массива. Значения элементов массива задать аналогично п. 5.
7. Составить программу поэлементного сложения двух массивов. Значения элементов массивов взять из таблицы (Массив I и Массив II) в соответствии с заданным вариантом.
8. Составить программу слияния двух массивов, где в результате попарного сравнения двух элементов из разных массивов образуется новый массив из наибольших элементов.
Значения элементов массивов взять аналогично п. 7.
9. Оформить отчет. Отчёт должен содержать: титульный лист с указанием номера и названия работы, номера группы и фамилий выполнивших работу; цель работы; листинги трансляции программ в соответствии с заданием.