BCD چیست و چگونه در اتوماسیون استفاده می شود؟

BCD، اعشاری کد دودویی، که سهولت نسبی تبدیل بین اعداد قابل خواندن توسط ماشین و اعداد قابل خواندن توسط انسان را ارائه می دهد، خواهیم آموخت.

از آنجایی که رایانه‌ها از مدل‌های بسیار اولیه مبتنی بر ترانزیستور به رایانه‌های شخصی رومیزی با استفاده از ریزتراشه‌ها تکامل یافتند، حافظه و ثبات‌های دستورالعمل با محاسبات ۸ بیت طول داشتند و باید با سیستم استاندارد مبتنی بر اعشار سازگار شوند.

دستورالعمل‌های خاصی که در ابتدا توسط برنامه‌نویسان مورد استفاده قرار می‌گرفت، با طول ۸ بیت طراحی شدند تا همه محاسبات را تسهیل کنند.

این دستورالعمل‌ها در طول سال‌های توسعه رایانه حفظ شده‌اند و به احتمال زیاد در آینده نیز مورد استفاده قرار خواهند گرفت.

در رایانه‌ها، هر یک از ۸ بیت فقط دو مقدار برای نشان دادن یک منطق ۱ (یا True) و یک منطق ۰ (یا نادرست) دارد.

این چیزی است که در علوم کامپیوتر به آن Boolean گفته می شود.

منطق و عبارات بولی سیستم استفاده از اعداد باینری را برای استفاده در مدارها و سیستم های دیجیتال یا الکترونیکی عالی می کند.

سیستم BCD آسانی نسبی تبدیل بین اعداد قابل خواندن توسط ماشین و اعداد قابل خواندن توسط انسان را ارائه می دهد.

یکی از مزایای سیستم اعشاری کدگذاری شده باینری این است که هر رقم اعشاری با گروهی از ۴ رقم باینری نشان داده می شود و امکان تبدیل آسان بین سیستم اعشاری پایه ۱۰ و سیستم باینری پایه ۲ را فراهم می کند.

.

اعشاری با کد دودویی دارای برنامه‌های کاربردی مهمی با استفاده از نمایشگرهای دیجیتال است.

اکنون اجازه دهید در مورد سیستم شماره گذاری باینری مورد استفاده در رایانه ها صحبت کنیم.

این سیستم یک سیستم شماره گذاری Base-2 است که از همان مجموعه قوانین استفاده شده در سیستم اعداد اعشاری یا پایه-۱۰ پیروی می کند.

Base-10 از توان های ده استفاده می کند، به عنوان مثال ۱، ۱۰، ۱۰۰، ۱۰۰۰ و غیره، که در آن اعداد باینری از توان های دو استفاده می کنند و به طور موثر ارزش هر بیت متوالی را دو برابر می کنند، به عنوان مثال ۱، ۲، ۴، ۸ ، ۱۶، ۳۲ و غیره.

این تبدیل بین مقادیر باینری و اعشاری اعشاری با کد باینری نامیده می شود و امکان تبدیل آسان بین اعداد اعشاری و باینری را فراهم می کند.

اعشار یا BCD با کد دودویی، کدی است که از یک سری ارقام یا بیت‌های باینری استفاده می‌کند که وقتی رمزگشایی می‌شود یک رقم اعشاری را نشان می‌دهد.

یک عدد اعشاری شامل ۱۰ رقم، صفر تا نه است.

بنابراین، هر رقم اعشاری ۰ تا ۹ با یک سری از چهار بیت دودویی نشان داده می شود که در آن مقدار عددی هنگام رمزگشایی معادل یک رقم اعشاری است.

در BCD از اعداد باینری از ۰۰۰۰-۱۰۰۱ استفاده خواهیم کرد که معادل اعشار ۰-۹ است.

برای مثال، با استفاده از عدد اعشاری ۵، ۵ در BCD با ۰۱۰۱ و ۲ در BCD با ۰۰۱۰ و ۱۵ در BCD با ۰۰۰۱ ۰۱۰۱ نشان داده می شود.

.

بیایید کمی دقیق تر به نحوه عملکرد این تبدیل نگاه کنیم.

همانطور که در تصویر زیر می بینید، وزن اعشاری هر رقم اعشاری در سمت چپ ضریب ۱۰ افزایش می یابد.

با سیستم اعداد BCD، وزن باینری هر رقم ضریب ۲ افزایش می یابد.

اولین رقم دارای وزن ۱ یا (۲^۰)، رقم دوم دارای وزن ۲ یا (۲^۱)، رقم سوم دارای وزن وزن ۴ یا (۲^۲)، و رقم چهارم دارای وزن ۸ یا (۲^۳) است.

اکنون با درک اولیه سیستم وزن‌دهی باینری، رابطه بین اعداد اعشاری و ارقام اعشاری کد شده باینری وزن‌دار برای مقادیر اعشاری ۰ تا ۱۵ به‌عنوان جدول صدق برای BCD ارائه شده است.

به خاطر داشته باشید که اعشاری با کد دودویی با تبدیل دودویی به اعشاری یکسان نیست.

برای مثال، اگر عدد اعشاری ۷۲ را در هر دو شکل نشان دهم، شکل گیری بیت به این صورت خواهد بود:

BCD: 0111 0010

دودویی: ۰۱۰۰ ۱۰۰۰

.

وقتی از یک جدول برای توضیح و گسترش مقادیر وزنی استفاده می کنیم، با استفاده از ۱۶ بیت، می توانیم اعداد اعشاری زیر را تبدیل کنیم: ۹۶۲۰، ۱۲۰ و ۴۵۶۸ به معادل های باینری آنها.

با جمع کردن تمام مقادیر اعداد اعشاری از راست به چپ از هر یک از موقعیت های بیت که با یک ۱ معادل اعشار را به ما می دهد.

۹۶۲۰ (=۸۱۹۲+۱۰۲۴+۲۵۶+۱۲۸+۱۶+۴) برابر است با این مقدار دودویی: ۰۰۱۰ ۰۱۰۱ ۰۱۰۱ ۰۱۰۰

۱۲۰ (=۶۴+۳۲+۱۶+۸) برابر این مقدار دودویی است: ۰۰۰۰ ۰۰۰۰ ۰۱۱۱ ۱۰۰۰

۴۵۶۸ (=۴۰۹۶+۲۵۴+۱۲۸+۶۴+۱۶+۸) برابر است با این مقدار دودویی: ۰۰۰۱ ۰۰۰۱ ۱۱۰۱ ۱۰۰۰

اما، برای همان عدد اعشاری، نمایش فرم BCD به این صورت خواهد بود:

۹۶۲۰ (۹، ۶، ۲، ۰) برابر این مقدار BCD است: ۱۰۰۱ ۰۰۱۰ ۰۰۱۰ ۰۰۰۰

۱۲۰ (۱، ۲، ۰) برابر این مقدار BCD است: ۰۰۰۱ ۰۰۱۰ ۰۰۰۰

۴۵۶۸ (۴، ۵، ۶، ۸) برابر است با این مقدار BCD: 0100 0101 0110 1000

مدارها و سیستم های الکترونیکی را می توان به دو نوع مدار آنالوگ و دیجیتال تقسیم کرد.

مدارهای آنالوگ سطوح ولتاژ متفاوتی را تقویت می‌کنند که می‌تواند بین یک مقدار مثبت و منفی در یک دوره زمانی متناوب باشد و مدارهای دیجیتال سطوح ولتاژ مثبت یا منفی مجزا تولید می‌کنند که نشان‌دهنده سطح منطقی ۱ یا سطح منطقی ۰ است.

.

ولتاژهای مورد استفاده در مدارهای دیجیتال می‌تواند هر مقداری باشد، اما در سیستم‌های دیجیتال و کامپیوتری کمتر از ۱۰ ولت است.

در مدارهای دیجیتال ولتاژها سطوح منطقی نام گذاری می شوند و معمولاً یک سطح ولتاژ نشان دهنده حالت بالا و سطح ولتاژ پایین نشان دهنده وضعیت LOW است.

یک سیستم اعداد باینری از هر دو حالت استفاده خواهد کرد.

سیگنال‌های دیجیتال از سطوح ولتاژ مجزا تشکیل شده‌اند که بین این دو حالت بالا و پایین تغییر می‌کنند.

BCD در گذشته معمولاً برای نمایش اعداد الفبا استفاده می‌شد، اما در امروزی BCD هنوز با ساعت‌های بی‌درنگ یا تراشه‌های RTC برای ردیابی زمان ساعت دیواری استفاده می‌شود و ریزپردازنده‌های تعبیه‌شده را شامل می‌شود.

یک RTC.

برای RTCها بسیار معمول است که زمان را در قالب BCD ذخیره کنند.

یک ساعت باینری ممکن است از LED برای بیان مقادیر باینری استفاده کند.

با این ساعت، هر ستون از LED ها یک عدد اعشاری با کد باینری را نشان می دهد.

.

در روزهای قبل، قبل از صفحه نمایش لمسی، نمایشگرهای هفت بخش و سوئیچ های چرخ شست برای یک رابط عددی بین PLC و انسان استفاده شد.

حتی قبل از PLC، این دستگاه‌های نوع BCD تنها راه گرافیکی برای ارتباط عددی با مدارهای سیستم بودند.

برخی PLCها برای مثال، استاندارد زیمنس S7 تایمر و انواع داده های شمارنده از اعشار کدگذاری شده باینری در ساختار داده های خود استفاده می کنند زیرا این ساختارها به زمانی برمی گردد که مهندسان مجبور بودند با مواردی مانند این چرخ های شست و نمایشگرهای ۷ قسمتی سروکار داشته باشند. .

در واقع، نقطه تنظیم تایمر S7 همچنان به عنوان S5T#2S برای یک نقطه تنظیم دو ثانیه ای وارد می شود، زیرا این نقطه از پلت فرم S5 PLC به ارث رسیده است.

این تایمرها از سه رقم BCD یا ۱۲ بیت و دو بیت اضافی برای پایه زمان استفاده می کنند.

این برای شمارنده‌هایی که فقط از ۰ تا ۹۹۹+ شمارش می‌کنند، صادق است.

این مقاله را به پایان می‌رساند، Binary-Coded-Decimal یا BCD چیست و چگونه در اتوماسیون استفاده می‌شود.

اگر مایل به دریافت آموزش های تکمیلی در مورد موضوع مشابه هستید، لطفاً در بخش نظرات به ما اطلاع دهید.

به زودی برای موضوعات کنترل اتوماسیون بیشتر با ما تماس بگیرید.

یک دوست، مشتری یا همکار دارید که بتواند از برخی از این اطلاعات استفاده کند؟ لطفاً این مقاله را به اشتراک بگذارید.

 در صورت هرگونه سوال و نظر با مجموعه پرگاران تماس حاصل فرمایید

جهت کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.