2. Описание лабораторного стенда

Лабораторная установка состоит из одного стенда. На лицевой панели стенда имеются изображения наборов различных логических элементов, реализованных на микросхемах серии К-155, а также .светодиоды, тумблеры и т. д. Питание на стенд подается при помощи тумблера I (при этом загорается сигнальная лампа) , тумблер 2 - включает питание генератора тактовых импульсов и одно вибратора. При выполнении данной лабораторной работы тумблер 2 не включается. Для выполнения данной лабораторной работы используются только элементы И-НЕ с различным числом входов и одним выходом. Разводка питания микросхем, реализующих логические функции- осуществлена внутри стенда. Информационные сигналы формируются от источника логического нуля, обозначенного знаком "-" при помощи тумб­леров, имеющих три гнезда подключения (тумблеры формирования генератора логических 0 и I ). При формировании генератора логических 0 и I следует учесть, что подача сигнала на вход любого элемента с "пустого" места, соответствует подаче на него логической единицы.

3. Порядок выполнения работы

Задание на лабораторную работу ( N задачи из списка, задания) студенты получают заранее, обычно на предшествующем выполнению лабораторной работы занятии. Синтез системы управления выполняют по рассмотренным выше этапам. Полученную схему реализуют на стенде'. Входные сигналы формируют от "источника" "-" при помощи тумблеров, а выходные подаются на светодиоды. Проверку работоспособности синтезированной системы управления осуществляют, изменяя значения входных сигналов в порядке, определяемом таблицей состояний. Перед непосредственным включением стенда, необходимо пригласить преподавателя для проверки схемы.

4. Содержание отчета

1. Номер и название лабораторной работы.

2. Цель работы.

3. Словесную запись задачи синтеза.

4. Таблицу состояния (истинности).

5. Упрощенные и приведенные к заданному базису элементов логические функции, вместе с путем, которым они получены.

6. Синтезированную схему устройства управления на элементах И-НЕ, а так же ее релейно-контактный эквивалент

7. Выводы по работе.

КОНТРОЛЬНЬЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Что понимают под функцией алгебры логики? Привести примеры всех функций двух аргументов.

2. Что понимают под функционально полным базисом алгебры логики ? Из каких логических функций он может быть образован?

3. Что понимают под таблицей соответствия ? Как она формулируется ?

4. Какими способами можно минимизировать логические выражения ? Приведите примеры.

5. Что понимают под однотактной системой управления и чем она отличается от многотактной системы управления ?

6. Что понимают под СДНФ и как она записывается по таблице соответствия (истинности) ?

7. Запишите релейно-контактные эквиваленты основных логических функций 2-х аргументов.

8. Докажите справедливость распре делительного (дистрибутивного) закона.

9. Докажите справедливость закона поглощения.

10. Докажите справедливость закона склеивания.

11. Что понимают под принципом двойственности в алгебре логики ?

12. Докажите справедливость закона исключенного третьего. - Основных тождеств алгебры логики.

13. Как получить минимизированную формулу алгебры логики при помощи карты Карно.?

14. Запишите карту Карно для функции ИЛИ.

15. Какова методика синтеза однотактных логических систем управления ?.

16. Что понимают под шифратором^? Запишите для него таблицу истинности.

17. Что понимают под дешифратором ? Запишите для него таблицу истинности.

18. Что понимают под мультиплексором ? Запишите для него таблицу истинности или аналитическую формулу ?

19. Какую схему реализует триггер: однотактную или многотактную? Ответ обоснуйте.

20. Какова связь между исчислениями по основанию 10 и по основанию 2 ?

Лабораторная работа № 13

СИНТЕЗ МНОГОТАКГНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Цель: Освоение приемов построения простейших многотактных систем управления на основе логических элементов и триггеров.

Задание: Спроектировать, собрать и проверить работу системы управления, которая должна технически реализовать одну из следующих задач:

1. Жидкости из двух емкостей сливаются в смеситель причем одновременная подача жидкостей из обеих емкостей запрещена. По­ дача жидкости производится открытием электромагнитного клапана, установленного в каждой емкости. Необходимо управлять работой клапанов путем кратковременного нажатия на одну из следующих кнопок: «СЛИВ ИЗ ЕМКОСТИ 1», «СЛИВ ИЗ ЕМКОСТИ 2^», "СЛИВ ЗАКОН­ ЧИТЬ".

2. Кратковременное появление на входе схемы управления кода 010 разрешает долговременный доступ к памяти вычислитель­но машины: т.е. на выходе схемы управления вырабатывается единичный сигнал. Кратковременные появления на входе схемы кода 100 вызывает прекращение связи оператора с памятью машины.

3. Технологическая линия содержит два аппарата работающие в цикле по очереди. В схеме управления должны быть предусмот­рены два входа: для сигнала запуска технологического цикла с первого аппарата и остановки цикла. В каждом аппарате установлен датчик, вырабатывающий единичный импульсный сигнал при окончании технологического процесса. По сигналу от датчика должен включаться неработающий аппарат и выключается работающий.

4. Синтезировать систему управления процессом прессования полимерных изделий. В процессе прессования диэлектрическая про­ницаемость изделия сначала увеличивается вследствие увеличения температуры изделия, а затем начинает уменьшаться, ввиду от­верждения полимера. Изделие готово и его можно извлекать из пресс-формы, когда уменьшающаяся диэлектрическая проницаемость достигает некоторого значения. При достижении этого значения измерительный прибор вырабатывает единичный сигнал. Необходимо подать сигнал на размыкание прессформы при получении второго сигнала от измерительного прибора (первый сигнал вырабатывавтся при увеличении диэлектрической проницаемости).

5. Необходимо, чтобы при нажатии кнопки "ПУСК" включалась сирена, а после отпускания этой кнопки включался исполнительный механизм. Нажатие на кнопку "СТОП" должно выключать исполнительный механизм.

6. Необходимо включать и выключать исполнительный механизм подачей импульса по одной и той же линии связи. Первый импульс должен включать исполнительный механизм, второй выключать его, третий вновь включать и т.д;

7. Прибор, установленный перед упаковочным ящиком, выра­батывает единичный импульс при опускании в ящик детали. Необ­ходимо после окончания второго импульса включить толкатель, который устанавливает в ящик мягкую прокладку. Толкатель дол­жен выключаться при появлении очередного импульса от прибора.

8. Расположенные перед реверсивным транспортером два фотоэлемента служат для управления системой сигнализации о направлении движения очередного проходящего мимо них изделия. Сигнал на выходе системы должен быть равен "I", если послед­нее изделие двигалось влево и "О", если изделие двигалось вправо.

9. По роликовому конвейеру I перемещается мебельный щит; в первом положении, когда его передняя кромка окажется в зоне инструмента прижимная линейка с помощью пневмоцилиндра прижимает движущуюся шлифовальную ленту к поверхности щита. Во втором положении, когда задняя кромка его выходит из зоны инструмента, прижимная линейка отводит ленту, от обрабатывае­мой поверхности. В установке применяется пневмоиилиндр одно­стороннего действия (обратный ход поршня происходит за счет пружины), поэтому выходной сигнал должен быть один - команда на перемещение поршня вниз.

10. При отсутствии воды в баке, насос подает в него воду, при достижении водой верхнего уровня, насос отключается; новое включение насоса происходит при достижении водой нижнего уровня и т.д.

11. Синтезировать схему управления реверсивным транспор­тером. Управление электроприводом транспортера осуществляется при помощи двух конечных выключателей.

ПРИМЕЧАНИЕ: Задание на лабораторную работу ( № задачи из списка заданий) студенты получают заранее, обычно на предшест­вующем выполнению данной лабораторной работы занятии.