Projekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují s finanční podporou v Operačním programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost Královéhradeckého kraje
Modul 03 – Technické předměty
Ing. Otakar Maixner
1
Blokové schéma sekvenčního logického obvodu VSTUPNÍ SIGNÁLY (PROMĚNNÉ)
VÝSTUPNÍ SIGNÁLY (PROMĚNNÉ)
A B
KOMBINAČNÍ LOGICKÝ OBVOD (KLO)
YP2 YP1 VSNITŘNÍ SIGNÁLY (PROMĚNNÉ)
Automatizace
Y1 Y2
PAMĚŤ
(zpožďovací člen)
Ing. Otakar Maixner
2
Charakteristika sekvenčního LO hodnoty výstupních signálů závisí nejen na okamžitých hodnotách vstupních signálů, ale i na jejich časovém sledu (posloupnosti, sekvenci) sekvenční obvod musí obsahovat vedle kombinačního logického obvodu i sledové členy (paměť), které jsou zapojeny ve zpětné vazbě sledový člen se vyznačuje tím, že signál, který přijal, předá s určitým časovým zpožděním (obvod si musí po určitou dobu uchovávat informace o předcházejícím stavu (paměť, zpožďovací člen)
signály na výstupu sledových členů tvoří tzv. vnitřní pomocné signály, které jsou znovu zavedeny na vstup kombinačního logického obvodu
Automatizace
Ing. Otakar Maixner
3
Rozdělení sekvenčních LO Asynchronní SLO signály logického obvodu nejsou funkcí času v těchto obvodech dochází ke změně výstupních stavů okamžitě po změně stavů vstupních zpoždění je dáno jen průchodem logickými členy Synchronní SLO signály logického obvodu se mění s časem výstupní signály nemění svůj stav ihned po změně vstupu, ale až po změně dalšího signálu, zvaného taktovací, hodinový signál obvod mění své hodnoty jen v definovaných okamžicích, daných hodinovým signálem hodinový signál nemá nic společného s údajem o čase
Automatizace
Ing. Otakar Maixner
4
Návrh jednoduchého sekvenčního LO Realizace sekvenčního LO pomocí kombinačních logických funkcí Postup řešení 1. Zadání 2. Rozbor úlohy 3. Tabulka činností 4. Tabulka stavů 5. Vytvoření logické funkce – algebraický výraz 6. Schéma obvodu 7. Realizace obvodu zapojení a odzkoušení obvodu bude realizováno v laboratorních cvičeních Postup řešení bude demonstrován na jednoduché úloze – ovládání čerpadla Automatizace
Ing. Otakar Maixner
5
Zadání Navrhněte logický obvod, který zajišťuje ovládání čerpadla (zapínání a vypínání) tak, že v nádrži je udržována kapalina mezi minimální a maximální hodnotou. Obě hodnoty hladiny jsou snímány pomocí senzorů výšky hladiny.
Automatizace
Ing. Otakar Maixner
6
Rozbor úlohy Vstupní proměnné
Označení
senzor max. hladiny
A
A = 1: senzor hladiny smáčen
senzor min. hladiny
B
B = 1: senzor hladiny smáčen
Výstupní proměnné
Označení
čerpadlo
Y
Automatizace
Význam logických hodnot
Význam logických hodnot
Y = 1: čerpadlo zapnuto
Ing. Otakar Maixner
7
Tabulka činností A
B
Y
0
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
0
0
0
1
sled činností
Tabulka stavů
Automatizace
A
B
Y
0
0
1
0
1
1,0
1
0
-
1
1
0
nepřípustný stav – nemůže, nesmí nastat
Ing. Otakar Maixner
8
Odlišné znaky sekvenčního LO od kombinačního LO řádky tabulky činností jsou zadávány v určitém časovém pořadí, které odpovídá posloupnosti činností v řádcích tabulky činností se objevují některé kombinace, kde téže kombinaci na vstupu odpovídají různé hodnoty na výstupu
počet řádků tabulky činností není omezen hodnotou 2n, řádky tvoří určitý uzavřený cyklus zjistíme-li v tabulce stavů, že určité kombinaci vstupů jsou postupně přiřazeny hodnoty 0 a 1 (obě hodnoty), pak je tato funkce určitě sekvenční
Automatizace
Ing. Otakar Maixner
9
Vytvoření logické funkce Postup: 1. za každou 1 na výstupu napíšeme součin vstupních proměnných s ohledem na negace 2. za každou dvojici 0,1 na výstupu napíšeme rovněž součin vstupních proměnných s ohledem na negace, který ještě vynásobíme výstupní proměnnou 3. získané součiny pak sečteme vytvořenou logickou funkci se snažíme zjednodušit – minimalizovat, pro zjednodušení použijeme pravidla a zákony Booleovy algebry
Automatizace
A
B
Y
0
0
1
0
1
1,0
1
0
-
1
1
0
… A.B … A.B.Y
Ing. Otakar Maixner
10
Schéma obvodu Kontaktní schéma
Automatizace
Ing. Otakar Maixner
11
Schéma obvodu Blokové schéma
Automatizace
Ing. Otakar Maixner
12
Schéma obvodu Schéma NAND před úpravou na NAND je dobré se vrátit k čistému výrazu ve formě součet součinů – výraz nejdříve roznásobíme
Automatizace
Ing. Otakar Maixner
13
Schéma obvodu Schéma NOR
Automatizace
Ing. Otakar Maixner
14
Použité zdroje Voráček, R. a kol.: Automatizace a automatizační technika 2 – Automatické řízení , Praha, Computer Press, 2000 Švarc, I.: Automatizace - Automatické řízení, Brno, VUT, 2002
Automatizace
Ing. Otakar Maixner
15
