Базовые логические схемы

РАЗДЕЛ 3. ОСНОВЫ ЦИФРОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

РИС 85

Она состоит в общем виде из дискретного устройства управления (ДУУ) и объекта управления О. В состав ДУУ при аппаратной реализации входят входной логический преобразователь ЛП1 и выходной ЛП2, блок памяти П и генератор тактовых импульсов Г. Это устройство представляет собой последовательный синхронный автомат, каждое новое состояние У_(К+1) которого определяется на основе текущего состояния У(К) автомата и текущего состояния входов Х и запоминается на период времени Т (интервал дискретизаций), определяемый генератором Г.

ЛП1 формирует функцию перехода автомата из текущего в новое состояние, а преобразователь ЛП2 определяет вектор выхода U(К) (текущее состояние выходов автомата), используя сигналы векторов входа Х и текущего состояния автомата У(К).

На вход ЛП1 подаются сигналы от оператора с ПУ, программных задатчиков, датчиков Д₁… Д_m состояния объектов и с элемента памяти П. С выхода ЛП2 управляющие сигналы U (U₁… U_n) идут на исполнительные механизмы ИМ1… ИМn объекта и сигнализацию пульта управления.

В момент времени (к+1)Т импульсом С генератора производится запись рассчитанного состояния перехода в память автомата. После этого следует новая фаза вычислений очередного состояния перехода У(к+1) и выхода U (К), т.е. в дискретные моменты времени кТ, где к = 0,1,2…,n происходят дискретные изменения состояния автомата и его выхода: дискретная система переходит от точки к точке в пространстве состояний.

Дискретное управляющее устройство выполняется по жёсткой (монтажной) логике с параллельным выполнением алгоритма управления либо по программируемой логике с последовательным решением уравнений алгоритма управления. В последнем случае используется процессор, снабжённый программой вычислений управляющих воздействий и состояний автомата.

Устройства жёсткой логики выполняются на реле, контакторах, интегральных микросхемах малой и средней степени интеграции. Недостаток – отсутствие гибкости при внесении изменений (введение новых функций), трудность реализации сложных алгоритмов.

Устройства гибкой логики выполняются на типовых микроконтроллерах, управляющих микроЭВМ или на микропроцессорных средствах по индивидуальным проектам.

Электронные схемы, выполняющие простейшие логические операции, называются логическими элементами или схемами. Для реализации в цифровых системах разнообразных логических функций достаточно иметь логические элементы, реализующие операции того или иного минимального базиса. Этот набор логических элементов называется минимальным элементным базисом. В современной цифровой схемотехнике таким базисом чаще всего служат элементы И-НЕ, либо ИЛИ-НЕ. Однако реализация цифровых систем с использованием только элементов минимального базиса часто приводит к излишней сложности устройств и ухудшает их основные эксплуатационные параметры. Поэтому для улучшения характеристик систем при их построение во многих случаях используют расширенные (избыточные) элементные базисы, в которых кроме элементов И-НЕ, ИЛИ-НЕ входят схемы, выполняющие функции И-ИЛИ-НЕ, И, ИЛИ, исключающее ИЛИ и др.

Рассмотрим условные обозначения и выполняемые функции логических элементов, входящих в состав наиболее распространенных серий цифровых интегральных схем.

Дата добавления: 2014-03-11; просмотров: 583; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!