Главная | Обратная связь

Синтез комбінаційного логічного пристрою

У системах автоматизації технологічних процесів часто вирішуються задачі побудови комбінаційних логічних пристроїв у функції заданих параметрів, наприклад включення-відключення двигуна в функції часу, забезпечення послідовності виконання технологічних операцій за заданим законом тощо.

Нехай необхідно синтезувати комбінаційну логічну схему пристрою, що забезпечує включення асинхронного двигуна, роботу його протягом заданого часу і відключення двигуна. Логічна схема має три змінних , , , графік зміни яких наведено на рис. 3.1. На цьому ж рисунку наведено функцію вихідної величини і часи , , зміни цієї вихідної величини. В таблиці 3.1 наведено таблицю істиності логічної функції . Логічна функція , записана в ДДНФ, буде

.

Мінімізуючи логічну функцію з допомогою графа-стіжка (рис. 3.5), одержуємо мінімізовану логічну функцію .

Комбінаційно-логічний пристрій реалізується на базі логічних елементів І-НЕ, АБО-НЕ, які випускаються в мікросхемотехнічному виконанні (мікросхеми ЛА серії 555, 573 та ін.)

Рис.3.5 –Часові діаграми роботи комбінаційного пристрою

Таблиця 3.1 – Таблиця істинності логічної функції у Комбінація вхідних змінних

Рис. 3.6 – Граф-стіжок для мінімізації логічної функціїу

Реалізація комбінаційного логічного пристрою здійснюється на основі мультивібратора (генератора імпульсів) та лічильника імпульсів (ЛІ), який має дільник частоти для одержання вихідної низької частоти.

Мультивібратор побудований на операційному підсилювачі К140УД7, лічильник імпульсів будуємо на основі інтегральної мікросхеми К561ИЕ10, з використанням в якості допоміжних логічних елементів ІМС К651ЛА7. Схему МВ і ЛІ наведено на рис. 3.7.

Частота генерованих МВ імпульсів становить:

.

Приймаючи співвідношення

,

вважаємо, що стабільність частоти генерованих імпульсів буде високою. Задаючись величиною опору резистора R1, наприклад R1=100 кОм, визначаємо з заданої частоти опір резистора . Величина ємності задається в межах 0,01-0,1 мкФ. Тоді можна одержати мультивібратор з частотою в межах від декілька кГц до сотень Гц.

Схема лічильника імпульсів з мультивібратором і дільником наведена на рис. 3.7.

Відносно цієї схеми зроби­мо декілька зауважень. ОП корекції нуля і часто­ти тут не потребує. Резистор R₄ введено в схему тому, що для захисту від подачі на вхід напруги від'ємної полярності ІМС серії К561 мають вбудовані діоди (підмикання показа­но штриховими лініями -VD1). Отже, R₄ обмежує величину струму у вихідно­му колі ОП за від'ємної на­пруги (захищає від корот­кого замикання).

Інвертор DD1.1 встанов­лено для того, щоб під­вищити крутизну фронтів вхідних імпульсів лічильни­ка DD2, оскільки у MB на ОП вона досить низька по­рівняно з необхідною: інвер­тор тут є формувачем вхід­них імпульсів лічильника. Такий самий формувач потрібен також при побудові MB на логічних елементах.

Незадіяні (вільні) входи IMC K-MOH необхідно обов'язково з'єднувати з точками схеми +12 В або з 0, забезпечуючи тим са­мим подачу логічних сигналів const 1 або const 0 (залежно від виду логічної функції – І чи АБО). Якщо цього не зробити, на вільних входах можуть наводитись хибні сигнали, а це призведе до три­валого протікання наскрізного струму у вихідних каскадах, що, у свою чергу, викличе перегрів і вихід з ладу ІМС.

Рис. 3.7 – Мультивібратор з лічильником імпульсів. Схема електрична принципова

Конденсатори С₁ – С₄ забезпечують додаткову фільтрацію напруги живлення і захищають вузли пристрою від взаємних завад.