デジタル回路(続き) コンピュータ(ハードウェアを中心に)

Slides:



Advertisements
Similar presentations
論理回路 第 11 回
Advertisements

第10章 マイコン機器とマイコンプロ グラム ● マイコン回路とプログラミン グ ● サーボモータ,直流モータ制 御以外のプログラム マイコンでどのようなことができるのか? モータのマイコン制御を使いこなす!
1.コンピュータと情報処理 p.20 第1章第1節 3.ソフトウェア ソフトウェア 基本ソフトウェア
全加算回路 A, Bはそれぞれ0または1をとるとする。 下位桁からの繰り上がりをC1とする。(0または1)
マイコン入門実践教育プロセス説明 第4システム部 ES443 塩島秀樹.
電子回路設計 電子制御設計製図Ⅰ  2009年11月17日 Ⅳ限目.
計算機システムⅡ 主記憶装置とALU,レジスタの制御
第2回 真理値表,基本ゲート, 組合せ回路の設計
テープ(メモリ)と状態で何をするか決める
プログラムはなぜ動くのか.
第10回 Dフリップフロップ ディジタル回路で特に重要な D-FF 仕組みを理解する タイミング図を読み書きできるようにする 瀬戸
1.コンピュータと情報処理 p.14 第1章第1節 1.わたしたちの生活と情報技術 情報機器の発展 情報機器は,アナログデータから
補数 n:桁数、b:基数 bの補数 bn-x 253(10進数)の10の補数は、 =747
2016年度 プログラミングⅠ ~ 内部構造と動作の仕組み(1) ~.
ディジタル回路 1. アナログ と ディジタル 五島 正裕.
1. アナログ と ディジタル 五島 正裕.
7. 順序回路 五島 正裕.
第7回 2006/6/12.
5. 機能的な組み合わせ回路 五島 正裕.
画像のディジタル化 1 A/D変換器 光強度のアナログ情報をディジタル信号に変換する 標本化:sampling
コンピュータの原理 1E17M053-9 奈良 皐佑 1E17M070-7 師尾 直希        1E17M078-6 渡邊 惇.
ICトレーナーの構成 7セグメントLED ブレッドボード XOR OR AND NAND 電源端子 スイッチ端子 LED端子 データLED
第6回 よく使われる組合せ回路 瀬戸 重要な組合せ回路を理解し、設計できるようにする 7セグディスプレイ用デコーダ 加算回路・減算回路
メカトロニクス 12/1 アナログ電子回路 メカトロニクス 12/1.
・コンピュータのアナログデータの 扱いについて ・制御
電界効果トランジスタの動作原理 トランジスタを用いた回路のバイアス
メカトロニクス 12/8 OPアンプ回路 メカトロニクス 12/8.
電界効果トランジスタの動作原理 トランジスタを用いた回路のバイアス
コンピュータを知る 1E16M009-1 梅津たくみ 1E16M017-8 小沢あきら 1E16M035-0 柴田かいと
1.コンピュータと情報処理 p.18 第1章第1節 2.コンピュータの動作のしくみ CPUと論理回路
2. 論理ゲート と ブール代数 五島 正裕.
第5回 今日の目標 §1.6 論理演算と論理回路 ブール代数の形式が使える 命題と論理関数の関係を示せる
コンピュータ系実験Ⅲ 「ワンチップマイコンの応用」 第1週目 アセンブリ言語講座
コンピュータの基本構成について 1E16M001-1 秋田梨紗 1E16M010-2 梅山桃香 1E16M013-3 大津智紗子
ICトレーナーの構成 7セグメントLED ブレッドボード XOR OR AND NAND 電源端子 スイッチ端子 LED端子 データLED
コンピュータ概論B ー ソフトウェアを中心に ー #02 システムソフトウェアと アプリケーションソフトウェア
音・音楽の設計と表現Ⅱ キーワード : サンプリング(標本化)、周波数、量子化 音は空気を伝わる波 → 音をデジタル(0と1の数値)にする。
1.情報機器について知ろう(p.8-9) 第1章 第1節
計算機構成 第2回 ALUと組み合わせ回路の記述
ユビコン環境構築のためのソフトウェアプラットフォーム ユビコン環境における化身話利用の可能性
ICトレーナーの構成 7セグメントLED ブレッドボード XOR OR AND NAND 電源端子 スイッチ端子 LED端子 データLED
電気電子情報第一(前期)実験 G5. ディジタル回路
3. 論理ゲート の 実現 五島 正裕.
ディジタル信号処理 Digital Signal Processing
7. 機能的な組み合わせ回路 五島 正裕.
ディジタル回路 7. 機能的な組み合わせ回路 五島 正裕.
アナログ と ディジタル アナログ,ディジタル: 情報処理の過程: 記録/伝送 と 処理 において, 媒体(メディア)の持つ物理量 と
先週の復習: CPU が働く仕組み コンピュータの構造 pp 制御装置+演算装置+レジスタ 制御装置がなければ電卓と同様
本時の目標 コンピュータが情報を処理するしくみを知る。
2010年度 情報科学序論 ~ 内部構造と動作の仕組み(2) ~.
基本情報技術概論(第2回) 埼玉大学 理工学研究科 堀山 貴史
論理回路 第12回
  第3章 論理回路  コンピュータでは,データを2進数の0と1で表現している.この2つの値,すなわち,2値で扱われるデータを論理データという.論理データの計算・判断・記憶は論理回路により実現される.  コンピュータのハードウェアは,基本的に論理回路で作られている。              論理積回路.
第2回 標本化と量子化.
マイコンプログラムの実際.
情報基礎Ⅱ (第1回) 月曜4限 担当:北川 晃.
計算機アーキテクチャ1 (計算機構成論(再)) 第一回 計算機の歴史、基本構成、動作原理
2013年度 プログラミングⅠ ~ 内部構造と動作の仕組み(2) ~.
2017年度 プログラミングⅠ ~ 内部構造と動作の仕組み(1) ~.
コンピュータアーキテクチャ 第 5 回.
エレクトロニクスII 第12回増幅回路(1) 佐藤勝昭.
メカトロニクス 12/15 デジタル回路 メカトロニクス 12/15.
Ibaraki Univ. Dept of Electrical & Electronic Eng.
計算機アーキテクチャ1 (計算機構成論(再)) 第二回 命令の種類と形式
第4回 CPUの役割と仕組み2 命令の解析と実行、クロック、レジスタ
コンピュータアーキテクチャ 第 5 回.
2014年度 プログラミングⅠ ~ 内部構造と動作の仕組み(1) ~.
2008年度 情報科学序論 ~ 内部構造と動作の仕組み(2) ~.
アナログ と ディジタル アナログ,ディジタル: 情報処理の過程: 記録/伝送 と 処理 において, 媒体(メディア)の持つ物理量 と
Ibaraki Univ. Dept of Electrical & Electronic Eng.
Presentation transcript:

デジタル回路(続き) コンピュータ(ハードウェアを中心に) メカトロニクス 12/22 デジタル回路(続き) コンピュータ(ハードウェアを中心に) メカトロニクス 12/22

メカトロニクス機器に欠かせないコンピュータについて簡単な原理の紹介を行う。 メカトロニクス 12/22

黄:データの流れ 青:アドレス信号の流れ マイクロプロセッサ(CPU)の内部構造 メカトロニクス 12/22

レジスタはCPU内部でデータを一時的に格納し計算などの処理を行うためのフリップフロップの集合。 メカトロニクス 12/22

緑:メモリやインタフェースのアドレスを指示する信号 これは8ビットのCPUのピン配置で 緑:メモリやインタフェースのアドレスを指示する信号 赤:データのやり取りをする信号 黄:データのやり取りのコントロール信号 となっている。それ以外は電源や割り込みの制御などの信号線である。 マイクロプロセッサ(MC6809)のピン配置 メカトロニクス 12/22

マイクロプロセッサシステム構成 メカトロニクス 12/22

温度の制御を行う処理の流れを書いた図(フローチャート)。プログラムを作成する前にこのように処理の流れを図にしておくとプログラム作成の助けになる。 温度コントロールプログラム フローチャート メカトロニクス 12/22

図6 温度コントロールシステム概要 メカトロニクス 12/22

リスト1 アセンブラ言語による制御プログラム リスト1 アセンブラ言語による制御プログラム メカトロニクス 12/22

リスト2 BASIC言語による制御プログラム メカトロニクス 12/22

同じような処理を何度も行う場合サブルーチン(C言語では関数)にするとプログラムがコンパクトになる。 サブルーチンを使ったプログラムの流れ メカトロニクス 12/22

入れ子構造(サブルーチンからさらにサブルーチンを呼び出す)のサブルーチンを使ったプログラムの流れ メカトロニクス 12/22

AD変換とDA変換 コンピュータはすべての情報を“0”、“1”の2種類の符号の組み合わせで表現する。それに対してアナログの信号は電圧の値が情報となっているそのためコンピュータに電圧の情報を入力するためにアナログ電圧を符号で表現する形への変換が必要となる。これをAD変換(analog to digital conversion)という。 メカトロニクス 12/22

AD変換とDA変換 逆にコンピュータで求めた結果で機器を動かす際に電圧の情報に変換する必要がある。このときの変換をDA変換(digital to analog conversion)と呼ぶ。 メカトロニクス 12/22

上の図のように連続的に変化する信号を4ビットの分解能でAD変換するとデジタル化した4ビットの信号は下の図のように変化する。 図9 連続的に変化する信号のAD変換 上の図のように連続的に変化する信号を4ビットの分解能でAD変換するとデジタル化した4ビットの信号は下の図のように変化する。 メカトロニクス 12/22

上の図のように変化する信号を4ビットの信号をDA変換すると下の図のように電圧が出力される。 図10 連続的に変化する信号のDA変換 上の図のように変化する信号を4ビットの信号をDA変換すると下の図のように電圧が出力される。 メカトロニクス 12/22

図11 AD変換におけるビット数の違い メカトロニクス 12/22

デジタルの符号データを受け取りそれを電圧に換算したアナログ信号を出力する素子をDAC(digital to analog converter)と呼ぶ。一般的には8~16ビットのデジタル信号入力とアナログの出力を持つ素子である。 図12 DACの概念 メカトロニクス 12/22

図13 2進重み付DAC メカトロニクス 12/22

図14 ラダー型DAC メカトロニクス 12/22

図15 ラダー型抵抗の原理 メカトロニクス 12/22

図16 フラッシュ型ADコンバータ メカトロニクス 12/22

図17 2段型フラッシュ型ADコンバータ メカトロニクス 12/22

図18 逐次比較型ADコンバータ メカトロニクス 12/22

図19 逐次比較型ADコンバータ メカトロニクス 12/22

図20 積分型ADコンバータ メカトロニクス 12/22

図21 積分型ADコンバータ メカトロニクス 12/22

図22 積分型ADコンバータ メカトロニクス 12/22

図23 ΔΣ型ADコンバータ メカトロニクス 12/22

図24 ΔΣ型ADコンバータ メカトロニクス 12/22

12/22 課題 4つのデジタル入力信号a,b,c,dがある。それらの信号が左の 表の3つの状態の時、出力が”1”それ以外の組み合わせの場合は”0”となるデジタル回路を設計しなさい。not, and, or, nand, norなどを使う。多入力の論理回路を使っても良い。 a b c d 1 締切は1月11日(水)17:00まで 6号館事務室レポート提出箱まで メカトロニクス 12/22