3. Описание лабораторной установки

Лабораторная работа смонтирована на лабораторном стенде, на передней панели которого расположены:

- принципиальная схема системы ТУ двухпозиционными объектами с использованием кода Манчестер II (рис. 8.3);

- тумблер «Сеть 220 В» для подачи напряжения питания на установку;

- контрольные гнёзда X1…X9 для подключения осциллографа.

При включении питания лабораторной установки запускается генератор тактовых импульсов (ГТИ), собранный на элементах DD2.1…DD2.3. Сигналы с ГТИ поступают на вход четырёхразрядного двоичного счетчика DD3, который преобразует последовательность импульсов в параллельный двоичный код. На выходе счетчика формируются двоичные кодовые комбинации, управляющие работой мультиплексора DD1. Сигналы счетчика, поступающие на мультиплексор, поочередно опрашивают входные цепи D0…D15. Таким образом, мультиплексор обеспечивает преобразование информации из параллельной формы в последовательную.

Команды на управление объектами задаются тремя тумблерами SA1…SA3. Состояние объекта закодировано двумя битами «10»  включить объект (тумблер в правом положении), «01»  выключить объект (тумблер в левом положении). Имитация возникновения ошибки реализуется тумблером SA4 «Ошибка», который отключает тактовые импульсы и задаёт уровень лог. «0» на входе кодирующего элемента DD4.1.

Информация в последовательном виде поступает на один из входов кодирующего устройства, собранного на элементе «исключающее ИЛИ» DD4.1, на другой вход которого поступает тактовая последовательность с ГТИ. Пауза, разделяющая циклы передачи команд, формируется схемой на элементах DD5.1, DD6.1, DD2.4. При приходе девятого импульса на вход счетчика DD3 на его выходе появляется код «1001», и на выходе элемента DD6.1 устанавливается уровень лог. «0». В результате на выходе элемента DD2.4 появляется уровень лог. «1», который сохраняется до начала следующего цикла передачи данных. Таким образом, пауза отображается высоким уровнем сигнала в ЛС.

На приёмной стороне информация преобразуется из последовательной формы в параллельную с помощью двух сдвиговых регистров DD7, DD8. Строб сдвига формируется схемой удвоителя частоты на элементах DD9.1, DD9.2, DD10.1. Информация, преобразованная в параллельный код, записывается в буферный регистр-защёлку DD12 по переднему фронту сигнала, формируемого элементом DD11.1. Полученная команда отображается светодиодными индикаторами.

Дешифрация ошибки на приёмной стороне реализована на элементе DD10.2. При наличии ошибки на выходе этого элемента появляется уровень лог. «0», который сбрасывает триггер ошибки DD13.1, и на его инверсном выходе устанавливается лог. «1», включающая светодиод.

Для сброса ошибки необходимо сначала перевести тумблер «Ошибка» в нижнее положении, а затем нажать кнопку SB1 «Сброс ошибки». При этом триггер ошибки переключается и на его инверсном выходе появляется уровень лог. «0».

4. Программа исследованиЙ

4.1. Перед началом работы необходимо:

- изучить принципиальную схему системы ТУ, уяснив назначение всех элементов;

- тумблер «Сеть220 В» перевести в нижнее положение, что соответствует отсутствию напряжения питания на стенде;

- заземлить осциллограф;

- подать питание 220 В от общего щита на лабораторный стенд (выполняет преподаватель или лаборант);

- подать питание на осциллограф и прогреть его в течение 5-ти минут.

4.2. Исследовать работу системы ТУ при передаче команд без ошибок.

4.2.1. Подать питание на лабораторный стенд, переключив тумблер «Сеть» в верхнее положение. При этом должна загореться лампа «Сеть».

4.2.2. Тумблер «Ошибка» перевести в нижнее положение, исключив ошибку при формировании команды.

4.2.3. Задать с помощью тумблеров SA1…SA3 команды для всех 3-х объектов управления (например, 1-й и 2-й объекты включить, а 3-й выключить).

4.2.4. Первый вход осциллографа подключить к точке X2, а второй вход к точке X1 относительно общей шины «». Синхронизацию осциллографа установить по первому входу. Переключателем «Время/Дел.» установить развёртку осциллографа таким образом, чтобы на его экране отображалось не менее 16-ти тактовых импульсов, т.е. полный цикл передачи данных.

4.2.5. Зарисовать полученные временные диаграммы, расположив их друг под другом. При этом вначале должны быть показаны тактовые импульсы (точка X2), а ниже  все остальные временные диаграммы. Для этого последовательно подключить первый вход осциллографа к точкам X3…X7 и снять ещё 5 осциллограмм относительно второго входного сигнала, снимаемого в точке X1.

4.3. Исследовать работу системы ТУ при возникновении ошибки.

4.3.1. Тумблер «Ошибка» перевести в верхнее положение, сформировав, тем самым, сигнал в линии связи с ошибкой.

4.3.2. Тумблеры SA1…SA3 оставить в прежнем положении.

4.3.3. Первый вход осциллографа снова подключить к точке X2, не меняя при этом подключение второго входа. Убедиться в отсутствии сигнала в точке X2.

4.3.4. Последовательно подключить первый вход осциллографа к точкам X3…X9 и снять 7 осциллограмм относительно второго входного сигнала, снимаемого в точке X1. Зарисовать полученные временные диаграммы, расположив их друг под другом.