Главная  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 [ 153 ] 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166

lit-

«f I

ца\

lllllll.......mil.....

мя измерения"

imiiiin

- lepe/iucf

t} „СфосСГ" t

иЛшвное -----щение-

Рис. 12.4. Временная диаграмма цифрового частотомера.


Пуск

Коне1Тц

CSpocCT

Индикация

„Исходное состояние"

Рис. 12.5. Алгоритм работы цифрового автомата цифрового частотомера.

( Конец )

Основные расчетные соотношения для определения указанных величин приведены в п. 8.2. По словесному описанию работы ЦИП составляем схему алгоритма функционирования цифрового частотомера и определяем число устойчивых состояний автомата, как количество операционных вершин схемы алгоритма (рис. 12.5). В данном случае имеем шесть устойчивых состояний (а, Cg).

1.3. По схеме алгоритма функционирования цифрового автомата строим граф работы цифрового автомата (рис. 12.6).

Граф работы цифрового автомата удобно изображать замкнутым ориентированным графом, число вершин которого соответствует числу устойчивых состояний цифрового автомата. Вершины графа соединены дугами, с одной стороны которых записываются входные воздействия д! ... х„, а с другой-управляющие сигналы (i/i, j fe), которые вырабатывает цифровой автомат и которые используются для управления работой частотомера. По графу работы автомата определяем число элементов памяти автомата, достаточных для обеспечения требуемого числа устойчивых состоиний, пользуясь следующим выражением:

Р> logzAf,

где М - число устойчивых состояний цифрового автомата согласно графа его работы, т. е. /W = 6. В данном случае Р > 2, т. е. берем Р = 3;

1.6. Используя временную диаграмму, блок-схему алгоритма и граф автомата составляем систему функций выхода ЦА:

г/о = xjO ;

. * (12.1)




Рис. 12.6. Граф работы цифрового автомата частотомера.

где jci, jCa. JCe--входные управляющие воздействия, поступающие либо из БРВД, либо формируемые цифровым автоматом по окончанию предыдущей команды; QJ, Qj, Qg - функции переходов, конкретное выражение которых будет определяться физическими особенностями используемых элементов памяти.

Например, в случае использования триггеров типа Ik, управляющий сигнал Ух можно записать в виде:

Vi = hQAQs,

где Xi - сигнал «Пуск»; Qj - единичный выход первого элемента памяти Qj и q3 нулевые выходы соответственно второго и третьего элементов памяти;

1.4. Если система уравнений (12.1), т. е. система переключательных функций получается сложной, имеет повторяющиеся логические операции, то необходимо произвести минимизацию этих функций, пользуясь, например, диаграммами Вейча (п. 7.2).

2. Выбор средств реализации автомата.

2.1. Пользуясь алгоритмом выбора вида реализации (рис, 12.2) и принимая во внимание, что число функций, реализуемых ЦИП, мало, а изменение числа и вида реализуемых функций не предусматривается, принимаем аппаратурную реализацию автомата.

3. Инженерная реализация автомата.

3.1. Выбираем функционально полный набор интегральных микросхем, например, микросхемы серий К 155, У 133, К 176 или другую серию. Выбор выполняется с учетом экономических предпосылок, условий эксплуатации ЦИП и показателей надежности микросхем.

3.2. Строим таблицу входных и выходных сигналов ЦА.

Входные и выходные сигналы ЦА

Входные воздействия, получаемые извне

Входные воздействия, формируемые ЦА

Выходные сигналы ЦА

Длительность выходных сигналов ЦА

X1 - «Пуск»

j/i - «Пуск»

х - «Измерение»

t/i - «Время измерения»

Хз - «Перепись»

Уз - «Перепись»

Xi - «Сброс СТ»

{/4 -«Сброс СТ»

х - «Индикация»

у - «Индикация»

Хв-«Исходное состоя-

У в - « Установка исход-

ние»

ного состояния»

в таблице - период синхронизирующего генератора, в качестве которого используется генератор квантующих импульсов - мера, времени МВ, тогда

т = 1 о.

Выбираем тип формирования временных интервалов /1x1= у и kxi- Уъ и др.

В качестве таких формирователей удобно использовать: линии задержки, делители частоты, логико-комбинационные схемы.

3.4.- Производится поочередная реализация минимизированных переключр тельных функций. Например, переключательную функцию

г/1 = iQAQs

удобно реализовать в соответствии с образом (рис. 12.7).

Аналогичным образом реализуем остальные функции и приводим полную электрическую принципиальную схему ЦА. Например, п = 20, = 80 элек-



~„Пуск«

трическая принципиальная схема ЦА частотомера, построенная на ИМС серии К 155 имеет вид, показанный иа рис. 12.8.

В случае программной реализации ЦА синтез сводится к описанию алгоритма функционирования на заданном языке программирования (автоматизация данного процесса находится в пределах .возможностей микропроцессорного набора типа К580). Рассмотрим пример синтеза ЦА цифрового частотомера, предназначенного для работы в одном из следующих режимов:

1) автоматическое измерение частоты с выдачей результата измерения на индикацию;

2) преобразование информации от датчиков, имеющих нелинейную характеристику и выдачу результатов измерения на индикацию;

3) программную статистическую обработку -результатов измерения.

Примерная схема алгоритма работы такого прибора приведена на рис. 12.9, иа котором заштрихованы символы функций, принадлежащих операционной части ЦА. Например, вывод информации на индикацию сопряжен с преобразованием кодов, которое является функцией операционной части ЦА. При аппаратной реализации вьщеленные функции должны быть реализованы отдельно, а затем с учетом обращения к ним, синтезируется управляющая часть автомата.

При программной реализации целесообразно вначале создать подпрограммы операционной части ЦА, а затем создать управляющую программу. Для данного случая программа - имеет следующий вид:

Рис. 12.7. Реализация переключательной функции.

LX1 SP. STACK Ml: IN NACH

ANA JZ

M2: IN CPI JNZ IN

M3. M4\ M6\

A MX

DSW MDEL M2 DEL CALL LI

CALL

SHLD

CALL

LHLD

CALL

CALL

FINDN

H, ADR

ADDR

A, NI

DSWl

PROG

ADDR D, RS3 P

LIN LINE M6 LINN

- Загрузка указателя

- Ввод сигнала «Начало»

- Введение признака

- Зацикливание при отсутствии сигнала «Начало»

- Ввод слова Состояния прибора и клавиатуры

- Сравнение с кодом допускаемой погрешности

- Ожидание ввода

- Ввод кода погрешности

- Преобразование кода в числовое значение погрешности и запись его в поле

- Расчет по введенной погрешности и запись в поле

- Загрузка начального адреса для записи результатов

- Сохранение его в ячейках ADDR и . ADDR + 1

- Загрузка кода сигнала «Начало измерения»

- Выдача сигнала «Начало измерения»

- Ввод слова состояния - прибора

- Сравнение с кодом сигнала «Конец измерения»

- Ожидание сигнала

- Вычисление частоты и запись

- Опрос режима работы

- Сравнение с кодом программного режима

- Если нет, то переход на М7

- Вызов адреса для занесения текущей частоты

- Загрузка адреса текущей частоты

- Пересылка

- Ввод состояния кнопки «Линеаризации»

- Требуется ли линеаризация

- Если нет, то переход на Мб

- Подпрограмма линеаризации с записью результатов в RS3





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 [ 153 ] 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166