- •Разработка цифрового устройства контроля и управления
- •1. Состав и условия функционирования устройства
- •2. Выбор типа счетчика и их количества: определение входов и выходов, задействованных в схеме.
- •2. Расчет схемы блока дешифратора.
- •3. Расчет схемы установки базового кода.
- •4. Синтез функциональной схемы блока управления.
2. Расчет схемы блока дешифратора.
Использование двух четырехразрядных счетчиков для представления двухразрядных десятичных чисел N1 и N2 позволяют записать логическую функцию дешифратора выражением:
где у — переменная сигнала на выходе дешифратора; х1j — переменная на i-м выходе первого счетчика с весом ;— переменная па i-м выходе второго счетчика, i =1, 2, 3, 4, знак ~ означает условный характер переменной. Он показывает, что соответствующая переменная может принимать единичное значение (в этом случае она запишется прямым значением) или нулевое значение (в этом случае она запишется инверсным значением).
Конкретный вид переменной определяется по двоичному представлению десятичной цифры в коде 8-4-2-1. Если десятичная цифра содержит некоторое число указанного кода, то соответствующая переменная записывается прямым значением; в противном случае указывается инверсное значение переменной
Для числа 75 получим:
7 = 4+2+1, то есть
5= 4+1, то есть
Следовательно,
Для числа 47 получим:
4=4, то есть
7 = 4+2+1, то есть
Следовательно,
Логическая функция дешифратора реализуется логическим элементом И на восемь входов. Единичное значениепеременная y получит при единичных значениях переменных сигналов на каждом из входов одновременно. Последнее возможно при нулевых состояниях сигналов (обозначенных инверсными значениями переменных) на соответствующих выходах счетчиков. Таким образом, входы дешифратора с инверсными переменными следует подключить к соответствующим выходам счетчиков через инвертор НЕ. Функциональная схема дешифратора показана на рис. 4.
Рис. 4.
3. Расчет схемы установки базового кода.
Для записи некоторого числа в счетчик следует на входах D1, D2, D3, D4 счетчика каждого десятичного разряда установить сигналы переменные которых представляют цифру каждого десятичного разряда в коде 8-4-2-1, и на вход РЕ счетчика подать нулевой импульсный сигнал [с].
Установка единичных состояний сигналов выполняется подключением соответствующих входов счетчика к формирователю сигнала «логическая 1»: F1 сигнал; нулевого уровня подается подключением входов к формирователю сигнала «логический 0"; F0.
Условия функционирования цифрового устройства определяют момент записи базового кода при снятии сигнала L, то есть при формировании сигнала вида -l. Для преобразования такого сигнала в нулевой импульсный сигнал поступающий на вход РЕ счетчика ИЕ6, используется формирователь типа.
Пример схемы формирователя на рис. 5
При этом По условиюtз = 0,35 мС. Величина R принимается в пределах 2,2—3,3 кОм; величина емкости конденсатора С выражается в фарадах (микрофарадах мкФ), определяется по заданному значению t3.
Принимаем R= 2,5 кОм, тогда С = 2 мкФ
Пример функциональной схемы записи в счетчик чисел 7 и 5 показан на рис. 6. К формирователю F1 подключены входы D0, D1, D2 (для числа 7) и D0, D2 (для числа 5). Им соответствуют цифры 1 , 2 и 4 двоичного кода числа 7 и цифры 1 и 4 двоичного кода числа 5.
К формирователю F0 подключен вход D3, (для числа 7), которым соответствует цифра 8 кода 8-4-2-1. отсутствующая в двоичном разложении числа 7. К формирователю F0 подключены входы D1, D3 (для числа 5), которым соответствуют цифры 2 и 8 кода 8-4-2-1. отсутствующие в двоичном разложении числа 5.
Пример схемы записи в счетчик чисел показан на рис.6.
рис. 6 – схема записи в счетчик числа 7.