47

Пермский Государственный Технический Университет

Кафедра электрификации и автоматизации горных предприятий.

Утверждено :

на заседании кафедры

"___" ___________ 2006г

Лабораторная работа технические средства автоматизации для цифровых систем.

методическое руководство к лабораторным работам по курсу

"АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ РАБОТ "

для специальностей горного факультета

- 2006 г. -

Составитель : доц. САЖИН Р.А.

УДК 622.6

Технические средства автоматизации для цифровых систем.. (сост. Доц. Сажин р.А. Пгту 2006 г.)

Приведены структуры основных элементов цифровой автоматики и описан принцип их работы и даны их характеристики.

Технические средства автоматизации для цифровых систем.

3.1. Логические элементы цифровой автоматики.

Основой систем цифровой автоматики являются логические элементы, принцип работы которых основан на законах науки, называемой «АЛГЕБРОЙ ЛОГИКИ». Все входные параметры (сигналы элементов) по этим законам принимают за аргументы, а выходные параметры (сигналы элементов) в свою очередь принимают за функции. При этом как аргументы, так и функции этих логических законов (элементов) всегда дискретны и могут принимать только одно из двух значений «ИСТИННО» или «ЛОЖНО». Применительно к логическим элементам автоматики «истинно» всегда соответствует значению «логической единицы», а «ложно» это всегда «логический ноль». Основные логические элементы и соответствующие им логические функции алгебры логики представлены в следующей таблице.

Таблица 1

	Название логического элемента	Название логического закона, по которому работает элемент	Релейный эквивалент элемента	Обозначение
				По стандарту России	По Евро стандарту
1	Элемент «НЕ»	Логической инверсии	А Р	Рис 49а	Рис 49и
2	Элемент «ИЛИ»	Логического сложения	А В Р	Рис 49б	Рис 49к
3	Элемент «И»	Логического умножения	А Р В	Рис 49в	Рис 49л
4	Элемент «ИЛИ-НЕ»	Логического сложения с инверсией	А В Р	Рис 49ж	Рис 49м
5	Элемент «И-НЕ»	Логического умножения с инверсией	А Р В	Рис 49з	Рис 49н

Логический элемент «НЕ» (изображается согласно схемы, представленной на Рис 49а) работает на принципе реализации закона «Логической инверсии», по которому выходной параметр (сигнал) всегда противоположен входному. Принципиально этот элемент реализуется на одном транзисторе Рис. 49г. При отсутствии сигнала «А» транзистор закрыт, поэтому выходной потенциал «Р» равен напряжению источника питания «Е», т.е. всегда равен «1». При подаче сигнала «А» равном потенциалу открытия транзистора (т.е. равном «1») выходной потенциал «Р» снижается до нуля, поэтому на выходе в этом случае появляется нулевой сигнал.

Рис.49. Схемы основных логических элементов представленных в различных

вариантах стандартах и их транзисторная реализация .

Логический элемент «ИЛИ» (изображается согласно схемы, представленной на Рис 49б) работает на принципе реализации закона «Логического сложения», по которому изменение выходного параметра (сигнала) определяется суммой двух входных параметров (сигналов) в соответствии с таблицей истинности, приведенной на Рис. 49б. Технически этот элемент для двух входных сигналов реализуют по транзисторной схеме показанной на Рис. 49д.

Логический элемент «И» (изображается согласно схемы, представленной на Рис 49в) работает на принципе реализации закона «Логического умножения», по которому изменение выходного параметра (сигнала) определяется произведением двух входных параметров (сигналов) в соответствии с таблицей истинности, приведенной на Рис. 49в. Практически этот элемент для двух входных сигналов реализуют по транзисторной схеме,

показанной на Рис. 49е.

Логический элемент «ИЛИ-НЕ» (изображается согласно схемы, представленной на Рис 49ж) работает на принципе реализации двух законов «Логического сложения» и «Логической инверсии» при этом вначале выходной сигнал получается по закону «Логического сложения», а затем инвертируется.

Логический элемент «И-НЕ» (изображается согласно схемы, представленной на Рис 49з) так же работает на принципе реализации двух законов «Логического умножения» и «Логической инверсии» при этом вначале выходной сигнал получается по закону «Логического умножения», а затем инвертируется.

В таблице 1 даны эквивалентные релейные схемы для каждого из этих элементов, а так же эквивалентные схемы их изображения по ЕВРО стандарту.