2.1.4. Синтез управляющих устройств с позиционной структурой.

Структурная схема УУ

На схеме приняты следующие обозначения:

БЛУ - блок логических условий переключения элементов памяти в БП, формирующий включающие S и выключающие R сигналы;

БП - блок памяти, содержащий RS- триггеры, формирующие на своих прямых выходах сигналы "а";

БВ - блок выходов, формирующий выходные сигналы управляющего устройства и поступающие на объект U, блок таймеров D и пульта управления I.

Последовательность и правила логического синтеза УУ с позиционной структурой.

Синтез выполняется на основе составленного графа переходов в следующей последовательности.

1. Синтез блока БП. Количество элементов памяти БП выбирается равным числу состояний на графе переходов N =N, где N - число состояний на графе.

2. Синтез блока БЛУ. Под синтезом данного блока понимается составление структурных формул для включающих S и выключающих R сигналов каждого элемента памяти в БП. При этом под включающим сигналом понимается дискретный сигнал, приводящий триггеры в единичное состояние на прямом выходе. Каждый включающий сигнал S формируется при одновременном выполнении следующих условий:

• БП находится в правильном предшествующем состоянии, чему соответствует включённое состояние только одного из триггеров БП;

• выключены все триггеры возможных предшествующих состояний данного состояния;

• выполнены условия перехода в последующие состояния..

Все три условия объединяются логической операцией “ И ”:

S = условие1 & условие2 & условие3.

Выключающий сигнал R формируется при следующем условии: при переходе БП в каждое последующее состояние все триггеры предшествующих состояний выключаются. Если выключающих сигналов несколько, то все они объединяются логической операцией “ ИЛИ “.

3. Синтез блока выходов.

БВ может быть построен двумя способами:

• на базе элементов “ИЛИ”;

• на базе RS-триггеров.

В первом случае на графе переходов находят все состояния, в которых данный выходной сигнал принимает единичные значения. Тогда структурная формула для этого сигнала принимает вид

U_i = a_i1 + a_i2 + … + a_ir.

Во втором случае на графе переходов находят состояния, в которых данный выходной сигнал совершает переход из 0 в 1. Выходами элементов памяти этих состояний формируют включающий сигнал S_i. Аналогично записывают выключающий сигнал при переходе 1 в 0. Если таких состояний несколько, то все они объединяются логической операцией «ИЛИ».

4. Составление функциональной схемы УУ в виде совокупности всех трёх блоков.

Пример.

Т₀

Т₁

Т₂

Т₃

Т₄

Т₅

Т₆

Выполнить синтез управляющего устройства с позиционной структурой на примере графа переходов полученного на этапе системного проектирования.

Cинтез осуществляется в следующей последовательности:

- синтез БП = 7.

- синтез БЛУ

структурные формула включающих и выключающих сигналов.

триггер T	триггер T	триггер T
триггер T	триггер T	триггер T
триггер T

- синтез блока выходов БВ:

а) на элементах “ ИЛИ ” б) на RS-триггерах

- составляется функциональная схема управляющего устройства.

Примечание.

Преимуществом управляющих устройств с позиционной структурой является несложная методика проектирования (синтеза), а также возможность обнаружения некоторых отказов в процессе эксплуатации, благодаря простой логике работы БП, а именно, при нормальной работе во включенном состоянии находится только один триггер.

Однако данное преимущество достигается благодаря избыточному числу элементов памяти БП по сравнению с возможным, для уменьшения элементов БП могут быть использованы другие методики синтеза, в частности синтез с кодированием состояний БП.