- •Разработка цифрового устройства контроля и управления
- •1. Состав и условия функционирования устройства
- •2. Выбор типа счетчика и их количества: определение входов и выходов, задействованных в схеме.
- •2. Расчет схемы блока дешифратора.
- •3. Расчет схемы установки базового кода.
- •4. Синтез функциональной схемы блока управления.
Разработка цифрового устройства контроля и управления
1. Состав и условия функционирования устройства
Устройство предназначено для подсчета импульсов перемещения механизма подачи, формирования сигнала на включение электромагнитного исполнительного механизма и записи базового кода.
Структурная схема устройства включает:
формирователь импульсов слежения Fимп;
блок управления (БУ), на который поступают: сигнал Lот датчика наличия (ДН) механизма подачи в зоне слежения, сигнал S от оператора на обнуление счетчика и сигнал V от дешифратора на запрещение счета;
блок установки базового кода (БК);
счетчик (СЧ);
дешифратор (ДШ), определяющий момент появления в счетчике заданного количества импульсов слежения и формирующий сигнал +у на включение исполнительного механизма;
формировать [F(+У)], вырабатывающий единичный импульсный сигнал [u] при поступлении на вход сигнала с дешифратора +у;
блок индикации (БИ), позволяющий контролировать содержимое счетчика и появление сигнала дешифратора. Индикация содержимого счетчика выполняется в десятичной системе счисления;
преобразователь транзисторный (РТ), усиливающий сигнал включения электромагнитного исполнительного механизма по мощности.
Двойные стрелки схемы обозначают поступление сигналов по нескольким линиям связи.
Условия функционирования устройства
При стробирующем сигнале L = 1 счетчик суммирует импульсы, поступающие с формирователя Fимп. При поступлении числа импульсов NI формируется команда на включение исполнительного механизма и сигнал запрещения счета U = 1. Через время tз сигнал запрещения счета снимается, затем снимается стробирующий сигнал с датчика наличия. При снятии сигнала L в счетчик записывается число базового кода N2. Обнуление счетчика выполняется дополнительно оператором с помощью кнопки S через формирователь F(+ S).
Контроль считаемых импульсов, базового кода и сигнала дешифратора выполняется с помощью элементов индикации.
Разработка устройства ведется для конкретных значений N1=75, N2=47 и tз=0.35мС. Основными элементами устройства рекомендуется выбрать интегральные микросхемы серии К555, индикаторы типа АЛС.
2. Выбор типа счетчика и их количества: определение входов и выходов, задействованных в схеме.
Счетчики – электронные устройства на логических элементах, обеспечивающие микрооперации счета импульсов и хранение слова.
Микрооперация счета сводится к изменению значения слова на 1.Счетчик, на котором реализуется операция Сq+1 = C + 1, называется суммирующим счетчиком, а счетчик, реализующий операциюСq+1 = С – 1, называется вычитающим счетчиком. Счетчики, на которых можно реализовать операцию сложения или вычитания по выбору, называются реверсивными.
Счетчики применяются для подсчета шагов программы, циклов сложения, вычитания, умножения, деления, преобразования кодов, построения распределителей импульсов, накапливающих сумматоров, пересчетных устройств, деления на любые, даже дробные числа в микропроцессорах и т. д.
Выбираем счетчик типа К155ИЕ6 или К555ИЕ6 который позволяет произвестизапись базового кода, его содержимое достаточно просто выводится на индикацию через микросхему типа К555ИД18. Количество счетчиков определяется разрядностью записываемого или считаемого числа. Поскольку базовый код и «задание» - числа двухразрядные, то берем два счетчика.
D0,D1,D2,D3 – входы соответственно 1, 2, 4, 8.
Q0,Q1,Q2,Q3 – выходы.
РЕ – вход параллельной записи информации с входов D0 –D3 на выходыQ0 –Q3.
R– вход сброса.
+1 – вход на увеличение счета.
-1 – вход на уменьшение счета.
≥ - выход переполнения в большую сторону.
≤ - выход переполнения в меньшую сторону.
Счетчики включаем последовательно, чтобы обеспечить счет дхухразрядных чисел (см. рисунок 3). Счетчик D1 осуществляет счет младшего разряда, а счетчикD2 - старшего разряда.