Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

Схемотехника систем управления

Сборник заданий для практических занятий и СРС

Омск 2007

Составители: А.Н. Компанейц, канд. техн. наук

Д. А. Компанейц

В сборнике рассмотрены конструкторские решения, используемые в цифровой технике. Приводятся примеры их расчётов и варианты типовых заданий.

Сборник заданий предназначен для студентов очного, очно-заочного, заочного и дистанционного обучения по специальностям: 220301 - "Автоматизация технологических процессов и производств", 220401 - "Мехатроника".

Печатается по решению редакционно-издательского совета Омского государственного технического университета

Введение

При проектировании различных модулей микропроцессорных систем управления часто используются типовые схемотехнические решения. Цель данного сборника заданий - научить студентов применять подобные решения в своей практической деятельности.

В сборнике приведено 14 заданий, которые могут быть рассмотрены на практических занятиях и СРС. Выполнение большинства задач предусматривает наличие у студентов знаний по дисциплинам "Схемотехника систем управления", "Электроника и микропроцессорная техника", а также систем автоматизированного проектирования печатных плат PCADи программирования ПЛИС.

В первом задании основная задача, стоящая перед обучающимся, - научиться, используя справочную литературу, рассчитывать временные задержки прохождения логических сигналов через микросхемы. Данная задача относится к одной из важных, так как технические решения, принятые без учёта задержек, в большинстве случаев остаются неработоспособными.

Во втором задании приводится пример подключения светодиода в качестве нагрузки элемента с открытым коллектором. Приведён типовой расчёт нагрузочного резистора.

В третьем и четвёртом задании рассматриваются примеры управления регистром и магистральным приёмопередатчиком. Подобные решения очень часто применяются в микропроцессорной технике. Приводятся расчёты временных задержек появления информации на выходе при наличии необходимых сигналов управления.

В пятом задании рассматриваются вопросы разработки дешифраторов адреса на базе различных цифровых схем. Приведён один из вариантов дешифратора адреса на базе микросхем "Исключающее ИЛИ".

Задания с шестого по одиннадцатое посвящены разработке структурных схем модулей микропроцессорной системы управления для связи с технологическим оборудованием, таких как модули входных и выходных сигналов, адаптивного управления и управления приводами, аналогового ввода/вывода, измерительных преобразователей. Данные схемы являются базовыми для разрабатываемого в дальнейшем курсового проекта по данной дисциплине.

Двенадцатое задание направлено на закрепление навыков, полученных при изучении системы автоматизированного проектирования печатных плат PCAD.

В тринадцатом задании рассматриваются вопросы разработки различных гальванических развязок, широко применяемых в модулях выходных управляющих сигналов различных МПСУ.

Последнее задание направлено на закрепление знаний, полученных при изучении автоматизированной системы программирования ПЛИС MAX+plusIIBaseline[8].

Выполнение приведённых в сборнике заданий позволит в дальнейшем успешно решать конструкторские задачи при курсовом и дипломном проектировании.