Густав Олссон, Джангуидо Пиани - Цифровые системы автоматизации и управления (1087169), страница 64
Текст из файла (страница 64)
7да. Распространенны .т аненные схематические обозначения логических элементов 7 1,г. Зле с д У У ойчивыми состояниями (триггнрм) дп их пор описвгвались комбинационные с выход зависит толььв пт текущего сочетания входных сигналов, Такие сети не и. е имеют памяти. о послезпват тельностных сетях (зег7иепгва! пейвогп) можно хранить зна ить значения сигналов и сомом пий и использовать их позже в друп' операциях Пам а .. мять реализуется на с двумя ус ойч ными состо пнями (Ьвзгаб(е), оторые русской термино'„„„„. ывают триггерами (17вр-/7ор; слово гг!ддег в английском языке имеет неви . иное значение — запускающий элемент, спусковой рю ).
 — к, ючокл ыход триггера „„, „не только от текущего состояния на входе, но и от преды ыдущего на выходе. простейшим элементом такого типа является ВК-триггер (с 1-77 е - езе — установс) два входа Я и К могут иметь логическое значение "0" либо "1", однако им ,б „мцельзяприниматьодноитожезначениеодновремецно. Вых л б н .
ыхоло означаетсявн внчььо на интегральных схемах существует и инвертированный, с .  — 1, н ый выход ц, сели ь = 1, в выход изменяется на у =1 (у = 0) и триггер переходит в сос дит в остояние "установка". Есдв затем вход Я принимает значение '0", то триггер "помнит", т „" омнит", что до этого он имел значение "1" и удерживает выходное значение у = 1. Если тепер К ли теперь вход вь примет зна-, ввние "1",тосучетомЯ = Отриггерсбрасываетсяинавыход. =0( = 1),и входе у = 1у = Л гвналогичвв,квкиранее, Кможет вернуться к "0" исостояниеу = 0 е у = останется до тех пор, пока нв появится новый сигнал 5 = 1.
Если с остояния в последовательные промежутки времени обозначить ачи ь уп и упь !, то эту операцию можно записать так р„„=К (Н у) Нарве. 7.13 приведены т ива и Н, р рианта реализации ЯК-триггера на двух логичес- г ис 7 13. т рн варианта реализации яп-триггер" 'в ГО Об в стандарте !ЕС Глава 7. Комбинационное и последовательностное уира ьв 288 Защелка (!агсб) или О-триггер (Π— !уеуау) имеет два входа: один лля данных ( о(ага) и один для тактовых импульсов (СР— с1осй риузез). Для каждого тактов„„ пульса выход у принимает значение, которое имел вход 0 до него, т.
е. выход „„' от входа на олин такт. 11овое состояние у„„! никогда не зависит от старого Тактируемый триггер с одним входом Т, выход которого инвертируется кз такт, называется Т-триггером (Т-торфе, переключатель состояния). Он прицеп в счетчиках и н схемах синхронизации как делитель частоты. Функции всех трех вышеперечисленных элементов объединены в двухстув,„„ том (таиег-ч(апе) ) К триггере, который имеет три входа — ) (установки), К (сб н вход для тактовых импульсов.
Это универсальный триггер, который в зависим, от входных сигналов работает как Я)(ъ О- или Т-триггер и представляе~ собон у„, нереальную двухпозиционнучо схему. 7.1.5. Реализация переключательных схем Электронные логические элементы типа АХО или О!с можно непосредствем выполнить на диодах. Каскадное соединение нескольких днодных элементов созм; некоторые проблемы, в том числе значительное ослабление сигнала на каждой сгуз! ни (дноды являются пассивными элементами), поэтому на практике такое Рев!ем не применяется. Типичный способ реализации логических цепей, позволяющий з бежать эту проблему, — применение транзисторной логики, поскольку выходя! сигнал на каждой ступени усиливается ло своего первоначального значения.
Сеголня логические элементы реализуются в основном па интегральиь ( ' ных схемах (й! !я!ей!ауео! ага!чг — 1С); другие названия — полупроводниковые кристаллы илн мнву! схемы (сбчрз). Существуют несколько типов инте!ральных схем, кахгдый из которых' рактеризуется потребляемой мощностью и скоростью. Втечениедолго р гов емениясво (ТТЛ, Ггапггиог-гголяя зовались обычные схемы транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ, уо1рс — ТТ1.), но сейчас их вытесняют интегральные схемы других типов.
Элементы ).Я-ТТ) (маломощные ТТЛ-схемы с диодами Шотки, о -р , уого- ончегугбо"! е являются более быс!Р ТТ1.) включают в себя так называемые диоды Шотки, которые явля действующими по сравнению с обычными диодами и вдобав,р обавок пот, ебляют меньвг мощность, чем ТТЛ-элементы более старых типов.
Шнро и Око используются КМОП (комплиментарная структура металл-оксид-полупр д — о п ово ник, оотр(еже з гпеуобохЫе хет!сонг!ного г — С М ОБ) инте гр!ьль нь!е схем ы, которые выполняют на о ', ве полевых (угеЫ-еЯесГ ГгаппзГогз — РЕТ), а не на биполярных транзисторов !галу!втогв). Потребление мощности КМОП-схем на три порядка меньше, '!ем у юшихТТЛ-элементов. Вдобавок КМО! 1-схемы менее чувствительны к эх ческим наводкам и изменениям питающего напряжения. другой схемы юлее у с более чувствительны к статическому электричеству, а кроме того, Рз тно за новым поко мепленнее, чем соответст м оответствующие ТТЛ-схемы.
Булущее, вероятно, за новь ее!у СМ05 уойуо ем ! -схем -- в ! КЛОП- е ! -- высокоскоростной КМОП-логикой (Ьгоб-з)гее х СИ С, Мел!чия! Сложные схемы мо у С емы могут быть выполнены в виде средних ( — чтет аль упуе~!тГ!Оп — 3 ) и ооль М31) . ьших (БИС, уагйе 5со(е упг„п; и 1 81) те Р ль, ст е коь,понентов О ' э О экономически Оправдано ТОл!,ко при коли !естве ко !попе схем. Однако это экон м е ак назывзв,, ьких тысяч. АльтеРнативой является использование ак назь рядка нескольких т ! программируемых лог мь'х по""ч'скихустройств(рг Ю Ы 1д' !у ' Р1 ) р част!! позволяют недорог спорого производить универсальные ИС. Большинство РЕР чз новы теоРии переключательных схем , лоно 289 „к семейству 15-ТТ1.. Они содержат большое количество элементов, свялежз „„,авкими вставками (у'изез).
Используя специальное программируемое обо' зных н„е эти вставки можно избирательно выжечь, получив в результате ИС с тревхован ими логическими свойст ами. ; еммм „еистве Р1.Р существует несколько типов ИС вЂ” программируемая логичес,„на ица (ПЛМ, ргойга!втаб!е апау 1одгс — РА(.), логическая матрица, програмь„руе я в процессе эксплуатации (УчеЫ-ргойгаттаб1е!Ой!с оп иу — РРБА), програм„вРУе е постоянное запоминающее устройство (ППЗУ, ргойгаттаб1е геаг!-Оп1у — РВОМ).
Схемы ПЛМ построены на программируемой матрице О ад~ментов, соединенной с матрицей 011-элементов. 1гР).А-схемы имеют похотруктуру с той лишь разницей, что матрица ОК-элементов также программи,„;вва Существуют и специальные РАБ- и ЕР(.А-схемы с элементами ХО)1, ХОП ;, 1).три!терами. Таким образом, систему последовательностного управления можно ,„!лолннть на основе одной нли нескольких микросхем (рис. 7.14). 9~9 ФУ„К ' . Ициональнаа стРУктУРа схем РАК РРЬА н РКОМ 8в """ РогРаммнРУемого логического Устройства опРеделЯютсЯ пользователем. чгул ав ур состоит нз матрац А н ОЦ, программирование кот ы! ствляе не которых ется "выжиганием" связей между нх злементамн. (ПДМ) ма!рина АЫР пр Ра м РУемв в свлз енах рА1. Ф снрованы.
8 рНОМ (ППзу) матрица АХР не меняется,, ОР Фикс лу элементами АХР нннр .тся, а матрица Ок проруема. 8 этом случае, например, каждая ком"ннацня вхолны - б ( "вн! " х нт !т. е. "адрес") рует олин АыР-элемент, а ОР-матрнна обеспечивает выбор ной я ку значения нз ал! ячейки. ррБА допускает изменение связей "" енх матрицах АХР н Ой оЧ!нцо АХР >1 >1 О! Ог Оз 04 290 291 „цвпиальные схемы 7 ГР" стандарт 1УПЯ 19239 американские символы — (~— —— С)— б 7.2. Принципиальные схемы 7.2.1. Основные элементы Пример 7.2 Комбинационная цепь нармально разомкнутый контакт нармабьно замкнутый контакт заземление литаиие гг~ выгоды реле — Ч вЂ” Ч Рис.
7.!5. Структура принципиальной схемы Глава 7, Комбинационное и последоввтельностное уп Разде~ Программирование Р).П упрощается при использовании специально„ ого „ граммного обеспечения, доступного и для персональных компьютеров. Эти „ Регрв мы транслируют описание управляющей последовательности из булевых ний в данные для программируемого устройства, а также позволяют тес Р выр т" Роватб запрограммированные микросхемы.
На сегодняшний день болыпинство логических схем построено на полупрово одне ковых элементах. Хотя электромеханические реле продолжают применяться доля постоянно уменьшается, так как они заменяются электронной логикой. Это ь нако, не означает, что электромеханические реле теряют свое значение, поскол,к, фактически они остаготся незаменимым интерфейсом между управляющей элехгР,. никой и исполнительными механизмами.
Релейные цепи обычно изображаются в виде монтажных схем (эггпп~ йараюбг на которых показываются источник питания и физическое размещение различньа ' компонентов схемы (выключатели, реле, двигатели и т. д.), а также их соединении Эти схемы используются техниками при монтаже панелей управления. Широко распространено изображение логических цепей в виде принципигьзьныг схем (рис. 7.15). Принципиальная схема ((абИег а(а9тат) — это упрошенный вариьп обычной монтажной схемы без явного указания всех электрических связей.
На прияли. пиальной схеме каждая ветвь управляющей цепи показана отдельным горизонтальвык рядом, ступенькой лестницы' (английское название происходит от 1ааб(ег — лествиай и отражает одну конкретную функцию и соответствующую ей последовательность от. раций. В принятой системе обозначений косвенно подразумевается, что одна вертикатк ная линия присоединяется к источнику питания, а другая заземлена пбг Принципиальные схемы очень популярны при описании комбииац г ионныхвв фуб. ледовательностных сетей. Они также применяются при программиро ' ванин пягРР вых регуляторов.
На принципиальной схеме показываются контакты реле, которые могут оыть мально замкнуты или нормально разомкнуты (нормальным состояни ем свитке~ то, при котором в катушке не течет ток). Выходное реле (катушка) может обозвал более сложную цепь или триггер Символы для контактов и исполнительного ° ройства (реле) показаны на рис. 7.16. р с 7 1Д. Символы, использУемые па пРинципиальных схемах: а — ноРмально РазомРис. кнуто утого контакта, б — нормально замкнутого контакта я в — катушки реле Комбинационную цепь из рис.7.11 можно представить в виде принпипипьвой схемы (рис. 7,17).
Последовательное включение ключей представляет логическое А)к11), а параллельное — логическое Ок. П, 12 обозначают входные контакты, а 02, 03 и 04 — обмотки выходных реле. Все входные условия, т. е. срабатывание этих ключей, должны выполняться одновременно. яе 7.17. К 7. Комоввациоввая цепь из рис. 7.11 в виде принципиальной схемы Входим дные контакты клгочей обычно имеют пренебрежимо малое сопротивление и, ~"Риме, Р, могут быть кнопочными или концевыми выключателями либо датчиками я или температуры. Выходным элементом может быть любая резистивная злеви ка, например катушка реле, лампочк~ электродвигатель или любое другое усгрузк чйств во, которое приводится в действие электричеством. Каждая горизонталь 293 нцнпнапьные схемы „ Ррн" 292 Пример 7.3 Триггер Шаг 1 Шаг и Ё — ( Глава 7. Комбинационное н последовательностное уп Раэл, м пРинципиальной схемы должна содеРжать по кРайней мере один выходнои з в противном случае источник напряжения будет накоротко замкнут на земл, зленьп Триггер (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
