РГР / Отчет РГР

МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Московский технический университет связи и информатики

Кафедра РОС

Расчетно-графическая работа

по цифровой схемотехнике.

Вариант №12.

Выполнил студент группы БРВ2202

Стецкий Никита Сергеевич

Проверил Андреев Игорь Борисович

Москва 2024

Содержани

1. Техническое задание 3

2. Алгоритмы работы устройства 3

3. Реализация программы 5

4. Описание работы схемы по блокам 6

4.1. Блок принятия решения 6

4.2. Блок подсчета шагов 6

4.3. Блок выходного преобразования 6

5. Проверка работоспособности схемы 7

6. Выводы 8

1. Техническое задание 3

2. Алгоритмы работы устройства 3

3. Реализация программы 4

4. Описание работы схемы по блокам 6

4.1. Блок принятия решения 6

4.2. Блок подсчета шагов 6

4.3. Блок выходного преобразования 6

5. Проверка работоспособности схемы 6

6. Вывод 7

1. Техническое задание

Техническое задание состоит в следующем:

Робот в лабиринте. Роботизированная тележка оснащена двигателем хода по прямой и двумя поворотными двигателями. Управление любым двигателем – подачей последовательности прямоугольных импульсов определенной частоты (быстро) или частоты в четыре раза меньше (медленно). Тележка оснащена одним датчиком препятствия впереди (дальнего действия) и четырьмя датчиками препятствий ближнего действия (по одному с каждой стороны).

При отсутствии сигнала с датчика дальнего препятствия ходовой двигатель работает на максимальной скорости. При появлении информации о препятствии впереди, скорость тележки снижается, активируются датчики близких препятствий. При появлении препятствия впереди в непосредственной близости осуществляется поворот в ту сторону, где нет препятствия. После пропадания препятствия впереди, поворот отключается, включается медленный ход вперед, если через 10 шагов вперед не появляется сигнал далекого препятствия впереди – полный ход. Поворот осуществляется не на месте, а с медленным ходом вперед (импульсы последовательно подаются на двигатель хода и поворота (с пониженной частотой).

2. Алгоритмы работы устройства

На рисунке 1 представлен алгоритм работы устройства, спроектированного в ходе данной расчётно-графической работы.

На вход устройства подается источник синусоидального импульса или любой другой источник переменного сигнала. В данной работе будет рассмотрен источник именно синусоидального импульса, так как он является одним из наиболее удобных и наглядных сигналов.

Данный сигнал поступает на блок преобразования переменного тока в постоянный при помощи выпрямителя тока (подробнее будет описано ниже). Далее преобразованный сигнал поступает на вход АЦП. Полученный после аналого-цифрового преобразования двоичный код преобразуется в двоично-десятичный (подробнее будет описано ниже) и попадает на три семисегментных индикатора, которые выводят для удобной визуализации измеренное напряжение с некоторой погрешностью, так как на пиковом детекторе часть напряжения тратится на диоде.

Рисунок 1 – Алгоритм работы

3. Реализация программы

Реализация программы была выполнена в прикладной программе Micro-Cap 12.2.0.3 и представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема роботизированной тележки

Таблица компонентов всего устройства цифрового вольтметра представлена в таблице 1.

Таблица 1- Список компонентов

Номер п/п	Наименование элементов	Количество, шт.
1	Синхронный счетчик, 7493A	2
2	И, 7408	16
3	Инвертор, 7404	10
4	ИЛИ, 7432	3

4. Описание работы схемы по блокам

1. Блок принятия решения

Блок получает входные данные, такие как:

- Сигнал с дальнего датчика

- Сигнал, с ближнего переднего датчика

- Сигнал, с ближнего правого датчика

- Сигнал, с ближнего левого датчика

- Сигнал, с ближнего переднего датчика

- Сигнал со счетчика о прохождении 10 шагов вперед.

На основе данных сигналов и в соответствии с алгоритмом блок выдает следующие сигналы:

-Движение вперед быстро

-Движение вперед медленно

-Движение вправо

-Движение влево

-Никаких сигналов( когда робот попадает в тупик, так же загорается соответствующий светодиод (Tupik)

2. Блок подсчета шагов

Данный блок считает количество шагов пройденных тележкой вперед. Перестает осуществлять подсчет после того как достигает значения 1010 (10). Так же счетчик сбрасывается при появлении сигнала с датчика дальнего действия и не ведет подсчет при сигнале от блока принятия решения о повороте направо или налево.

После выпрямления и сглаживания сигнал подается на устройство, которое анализирует его на наличие переменной составляющей. Если частота сигнала ниже порогового значения (например, 20 Гц), сигнал считается постоянным током. Если частота выше, сигнал считается переменным током.

3. Блок выходного преобразования

Данный блок содержит делитель частоты на 4 а так же логику, которая преобразовывает команды от блока принятия решений в выходной сигнал для 3 электро моторов роботизированной тележки

5. Проверка работоспособности схемы

Рисунок 3 – Вывод схемы при моргающем датчике дальнего препятствия

Рисунок 4 – Вывод схемы при наличии препятствий по бокам и отсутствии спереди

Рисунок 5 – Вывод схемы при препятствиях спереди и справа близко

Рисунок 6 – Вывод схемы при препятствиях спереди и слева близко

Рисунок 7 – Вывод схемы при препятствиях спереди, справа и слева близко

6. Выводы

В ходе расчетно-графической работы была спроектирована принципиальная схема роботизированной тележки. Однако данная схема имеет недостатки ввиде:

- неоптимально использованных корпусов логических элементов.

-при старте, робот не движется сразу с максимальной скоростью.

-при попадании в препятствие типа «Р» с левым поворотом внутри, робот не способен из него выбраться.