додати матеріал


приховати рекламу

Розробка пристрою логічного управління Структурний синтез

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ

Курсова робота

з дисципліни

«Елементи систем автоматики»

"Розробка пристрою логічного управління"

Зміст

1.Вступ

2.Структурний синтез керуючого автомата

2.1 Побудова спрямованого графа абстрактного автомата

2.2 Кодування внутрішніх станів і вибір типу пам'яті

2.3 Визначення логічних функцій збудження пам'яті.

2.4 Складання таблиці траєкторій.

2.5 Вибір елементів і мікросхем.

2.6 Складання моделі в OrCAD на основі отриманих спрощених висловів та перевірка правильності роботи моделі

2.7 Результати моделювання схеми автомата.

3. Вибір аналогових елементів

3.1 Датчик індукції.

4. Вибір схем, що реалізують задані передавальні функції, допоміжні функції і реалізація комутацій пристроїв зі схемою автомата Мура

4.1 Таймер

4.2 Тактовий генератор

4.3 Пристрій початкового пуску

4.4 Пристрій реалізації функції F1

4.5 Пристрій реалізації функції F2

4.5 Пристрій індикації

4.6 Розробка пристроїв реалізують В1, В2.

5 Пристрої сполучення

5.1 Узгодження електролампи з виходом автомата.

5.2 Пристрої сполучення і нормалізація шкали датчика

5.3. Пристрої опорного напруги

6. Повернення розряду.

7. Пристрій комутації з зовнішніми елементами.

8. Висновок.

1.Вступ

Сучасне промислове виробництво є складним комплексним процесом, який вимагає швидкого і багатовимірного контролю за всіма параметрами. Такий контроль був би неможливий без застосування сучасної електронної техніки і автоматики внаслідок того, що існують численні фізичні явища недоступні для простого візуального контролю. В даний час промислова автоматика розвивається значними темпами, що пов'язано з постійно підвищується рівнем складності і якості технологічних процесів. Електронні промислові пристрої є складними системами, до складу яких входять енергетичні перетворювачі, елементи електроприводу, мікропроцесорні вузли обробки інформації та зв'язку із зовнішніми управляючими об'єктами, а також датчики різного призначення, пристрою узгодження з об'єктом управління. Очевидно, що завдання розробки промислового автомата включає в себе комплекс проблем, які самі по собі представляють окрему область сучасної електроніки. Важливо забезпечити високу надійність і захист від збоїв, оскільки існують технологічні процеси, порушення яких може призвести до катастрофічних наслідків небезпечним для життя людей і навколишнього середовища. Тому створення таких пристроїв вимагає від розробника хороших знань в галузі електроніки і в області технологічних процесів, для управління якими створюється промисловий автомат.

Метою даного курсового проекту є розробка електронного автомата при заданих вхідних сигналах і контрольованих параметрах, а також виконавчих пристроях. Курсовий проект передбачає вирішення основних завдань реального інженерного проектування електронної техніки: структурний синтез, розробку принципової схеми, моделювання основних функціональних вузлів, конструювання. Функціонування автомата проводиться за наведеним у завданні алгоритму.

2.Структурний синтез керуючого автомата

2.1 Побудова спрямованого графа абстрактного автомата

На етапі проектування цифрового автомата вибираємо синхронний автомат Мура. Вибір асинхронного автомата був би ускладнений необхідністю усунення ефекту "перегонів", а вибір синхронного автомата Мілі - ускладненням комбінаційно-логічного пристрою.

Автомат Мура складається з комбінаційно-логічного пристрою (Клу) та критичною підсистеми. Клу формує логічну функцію переходів, тобто визначає, яким чином автомат переходить у наступний стан. При цьому враховується поточний стан, код якого зберігається у тригерній підсистемі. При побудові спрямованого графа автомата Мура операторні вершини граф-схеми ставляться у відповідність станам автомата. Перехід в новий стан здійснюється в залежності від вмісту умовної вершини, наступної за операторної. Спрямований граф автомата представлений на рис. 1.

Побудова спрямованого графа автомата Мура:

Перетворення виробляємо так, щоб істинне значення стану відповідало «1», а хибне - «0».

Таблиця станів

Таблиця 1

Q3

Q2

Q1

Q0

Y

1

0

0

1

1

0

0

1

0

2

1

0

1

1

3

0

1

0

0

4

1

1

0

1

5

0

1

1

0

6

Враховуючи:

0 = 000

1 = 001

2 = 010

3 = 011

4 = 100

5 = 101

6 = 110

Прибираємо старший розряд і отримуємо:

Таблиця 2

Q2

Q1

Q0

Y

0

0

1

1

0

1

0

2

0

1

1

3

1

0

0

4

1

0

1

5

1

1

0

6


Тут використані наступні логічні умови і сигнали:

B 1 = b 1  b 2 B 2 = b 1 b 2;

У подальшому використовуються такі скорочення:

Сигнали:

S - сигнал контактного датчика (S = 0 - контакт розімкнений, S = 1 контакт замкнутий); тимчасова затримка, .

Спрямований граф автомата побудований, виходячи із заданого алгоритму, і має шість станів, відповідних операторних вершин вихідного алгоритму.

2.2 Кодування внутрішніх станів і вибір типу пам'яті

Оскільки автомат має шість внутрішніх станів, потрібно буде використовувати трехразрядного код і відповідно три осередки пам'яті. Це випливає з формули:

n = [ціла частина (log 2 N)] +1,

де N - число внутрішніх станів автомата; n - кількість елементів пам'яті.

В якості елементів пам'яті застосовуються динамічні D - тригери, таким чином, автомат буде синхронним. Відмова від розробки асинхронного автомата пов'язаний зі складністю кодування станів асинхронного автомата з урахуванням ефекту «перегонів». У зв'язку з цим надійність асинхронного автомата при дії зовнішніх збурень, які присутні в промислових умовах, буде невисокою. Наприклад, наявність імпульсних перешкод в сигнальних колах зовнішніх датчиків і каналів зв'язку може призвести до помилкових перемикань логічних елементів, якщо не використовувати додаткових заходів по захисту від перешкод. При цьому синхронний автомат більш стійкий до імпульсних перешкод, тому що вхідний сигнал D - тригера повинен бути зафіксований заздалегідь, до приходу тактового перепаду, на час не менше ніж захисний інтервал.

2.3 Визначення логічних функцій збудження пам'яті.

Визначимо функції збудження пам'яті. При складанні функцій порушення пам'яті враховуються тільки ті переходи, включаючи петлі, при яких у відповідному розряді логічний «0» змінюється на «1» або «1» зберігається.

За графу складаємо передавальні функції

Спростивши вираження, застосовуючи алгебру логіки, отримаємо:

Теоретично можливі подальші перетворення наведених виразів та їх мінімізація у ще більшій мірі, але в даному випадку мінімізація здійснювалась з урахуванням використання мультиплексорів при реалізації автомата.

Таким чином, число елементарних логічних елементів у схемі автомата буде зведено до мінімуму.

2.4 Складання таблиці траєкторій

Складемо таблицю траєкторій (таблиця 1):

Таблиця 1

п / п

При змінних

Переходи

1

0 01 -> 1 0 1 -> 0 11 -> 0 01

2

0 01 -> 1 0 1 -> 0 11 -> 1 10 -> 011

3

0 01 -> 1 0 1 -> 11 0 -> 10 0 -> 101

4

0 01 -> 1 0 1 -> 11 0 -> 10 0 -> 010 -> 110

5

001

2.5 Вибір елементів і мікросхем

За завданням курсового проекту вибираємо ТТЛ-логіку (при напрузі живлення 12 В).

Для реалізації автомата потрібні мікросхеми:

3 серпня-входові мультиплексора (74151А),

3 D-тригера з додатковими входами установки і скидання (7474),

7 елемента НЕ (7404).

2 елементи АБО (7432)

2 елементи І (7408)

Також до складу автомата входять деякі інші мікросхеми, які будуть розглянуті при розробці відповідних функціональних блоків.

2.6 Складання моделі в OrCAD на основі отриманих спрощених висловів та перевірка правильності роботи моделі

2.7 Результати моделювання схеми автомата.

Підставляючи на відповідні входи значення перевіряємо правильність складання моделі:

001

3. Вибір аналогових елементів

3.1 Датчик індукції

Датчик індукції вибираємо з умови, що вимірювання будуть проводитися в діапазоні-5мТ ... 10мТл.

Вибираємо датчик SS 143 A.

Зовнішній вигляд датчика наведено на рис. 4.

У таблиці нижче (таблиця 4) наводяться характеристики і параметри датчікаіндукціі, що задовольняє завданням курсової роботи

Таблиця 4

Характеристика

Параметри

Діапазон вимірювання магніт. індукції

від 1 мТл до 21. 5мТл

Вихідна напруга датчика

max400 У

Напруга живлення

Постійне 3.8 ... 30В

Діапазон робочих температур

- 40 ... +125 ° C

Споживаний струм

10мА

Функціональна схема лінійних датчиків магнітного

поля на ефекті Холла

Лінійні датчики магнітного поля (на ефекті Холла) складаються з олупроводнікового елемента Холла, стабілізатора живлення, диференціального підсилювача і вихідного каскаду (рис. 1). Залежно від моделі, вихідний каскад датчика являє собою підсилювач

на біполярному транзисторі, включеному за схемою з відкритим колектором (pnp) або по двохтактній схемою (комплементарна пара pnp + npn). Вихідна напруга цих датчиків знаходиться в лінійній залежності від величини і напряму вектора магнітної індукції (рис. 2).

4. Вибір схем, що реалізують задані передавальні функції, допоміжні функції і реалізація комутацій пристроїв зі схемою автомата Мура

4.1 Таймер

Візьмемо синхронний лічильник:

Синхронні (або паралельні) лічильники характеризуються тим, що всі їхні розряди в межах однієї мікросхеми перемикаються одночасно, паралельно. Це досягається суттєвим ускладненням внутрішньої структури мікросхеми в порівнянні з простими асинхронними лічильниками. У результаті повна затримка перемикання синхронного лічильника приблизно дорівнює затримці одного тригера, тобто синхронні лічильники набагато швидше асинхронних, причому їх швидкодію не падає з ростом кількості розрядів вихідного коду (звичайно, до певних меж).

Для об'єднання декількох синхронних лічильників з метою збільшення числа їх розрядів (для каскадування) використовується спеціальний вихідний сигнал переносу.

Синхронні лічильники з асинхронним перенесенням займають проміжне положення по швидкодії між асинхронними лічильниками і повністю синхронними лічильниками. Управління їх роботою простіше, ніж у синхронних лічильників, але складніше, ніж у асинхронних. Працюють дані лічильники по позитивному фронту вхідного сигналу (або, що те ж саме, по задньому фронту негативного сигналу). Основна суть їх роботи зводиться до наступного: всі розряди одного лічильника перемикаються одночасно, але при каскадування кожен наступний лічильник (що дає більш старші розряди) перемикається із щодо попереднього лічильника (що дає більш молодші розряди). Тобто затримка перемикання багаторозрядного лічильника збільшується в даному разі не з кожним новим розрядом (як у асинхронних лічильників), а з кожною новою мікросхемою (наприклад, 4-розрядної).

Сигнал переносу у цих лічильників при прямому рахунку виробляється тоді, коли всі розряди дорівнюють одиниці (досягнуто максимальний код) і коли приходить вхідний сигнал. Тому сигнал перенесення, що повторює вхідний сигнал, буде затриманий відносно вхідного сигналу. І саме цей сигнал перенесення використовується в якості вхідного для наступного лічильника при каскадування. Тобто вхідний сигнал другого лічильника затримано відносно вхідного сигналу першого лічильника, вхідний сигнал третій лічильника затримано відносно вхідного сигналу другого лічильника і т.д.

Тимчасова діаграма 4-розрядного синхронного лічильника з асинхронним перенесенням показана на рис. 4,1. З малюнка видно, що розряди перемикаються одночасно по позитивному фронту вхідного сигналу (з деякою затримкою), а негативний сигнал перенесення також затримано відносно вхідного негативного імпульсу. Зрозуміло, що перемикання розрядів лічильника, що працює з цим сигналом перенесення в якості вхідного, буде відбуватися з додатковою затримкою щодо перемикання розрядів даного лічильника.

Прикладами синхронних лічильників з асинхронним перенесенням можуть служити і двійковий лічильник ІЕ7 (рис. 4.2). ІЕ7 вважає - від 0 до 15. Лічильник реверсивний, забезпечує як прямий рахунок (по позитивному фронту на вході +1), так і зворотний рахунок (по позитивному фронту на вході -1). При прямому рахунку негативний сигнал перенесення виробляється на виході> 15 (у ІЕ7). При зворотному (інверсному) рахунку негативний сигнал перенесення виробляється на виході <0 після досягнення вихідним кодом значення 0000. Є можливість скидання лічильника в нуль позитивним сигналом на вході R, а також можливість паралельного запису в лічильник коду зі входів D1, D2, D4, D8 по негативному сигналу на вході-WR. При паралельного запису інформації лічильник веде себе як регістр-засувки, тобто вихідний код лічильника повторює вхідний код, поки на вході-WR присутній сигнал нульового рівня.

Таблиця режимів роботи лічильників ІЕ7з

Виходи

Режим роботи

R

-WR

+1

-1


1

Х

Х

Х

Скидання в нуль

0

0

Х

Х

Паралельна запис

0

1

1

1

Зберігання

0

1

0

0

Зберігання

0

1

0 1

1

Прямий рахунок

0

1

1

0 1

Зворотний рахунок

Таблиця .5

Вхід паралельного запису позначається іноді на схемах також L, С, а виходи перенесення позначаються також CR і BR.

Після скидання лічильник починає рахунок за позитивними фронтах на рахункових входах від нульового коду. Після паралельного запису рахунок починається від числа, записаного в лічильник. Після переповнення лічильника ІЕ7 (досягнення коду 1111) при прямому рахунку виробляється негативний сигнал перенесення> 15, що повторює вхідний негативний імпульс на вході +1 з затримкою. Після досягнення коду 0000 при зворотному рахунку виробляється негативний сигнал перенесення <0, що повторює вхідний негативний імпульс на вході -1 з затримкою.

Вхідні сигнали рахунку, запису та скидання не повинні бути занадто короткими. Не повинен бути дуже малим часове зрушення між сигналами на входах D1-D8 і сигналом записи як на початку імпульсу запису, так і в його кінці (сигнал запису-WR повинен починатися після встановлення вхідного коду, а закінчуватися - до зняття вхідного коду).

Рис. 8. Формувач тимчасового інтервалу.

Через заданий інтервал часу після сигналу запуску, який прийде з автомата, високий рівень на виході таймера зміниться на низький. Так як через нам необхідно отримати "1" то підключимо до виходів таймерів інвертори. Тоді через 3с сигнали візьмуть істинні значення. З блок-схеми (Рис.9) видно, що 3-секундний таймер повинен запускається при вихідному стані автомата «001». Оскільки таймер запускається негативним імпульсом, то на вхід елементів таймера підключимо Клу.

Вихідний імпульс заданої тривалості починається відразу після вхідного сигналу, але тривалість його може відрізнятися від заданої на якийсь час, менший періоду тактового сигналу. Іноді це більш прийнятне рішення, особливо при великих длительностях вихідного сигналу, значно більших, ніж період тактового сигналу. Схема формувача тимчасового інтервалу показана на мал.4.

Робота схеми починається з подачі короткого негативного імпульсу-Старт. Він перекидає тригер, який дозволяє роботу лічильників зняттям сигналу паралельного запису-WR. По негативному фронту вхідного сигналу починається позитивний вихідний сигнал заданої тривалості. Лічильники починають вважати на зменшення коду за позитивними фронтах тактового сигналу з генератора. Коли вони дорахує до нуля, виробляється сигнал переносу, перекидали тригер в початковий стан. Робота схеми відновиться після наступного сигналу - Старт.

Якщо вхідний код дорівнює 300, то тривалість вихідного сигналу складе від 3600Т до 3601Т, де Т - період тактового сигналу, в залежності від моменту приходу вхідного сигналу по відношенню до тактовому сигналу. Абсолютна похибка витримки тривалості вихідного сигналу в будь-якому випадку не перевищує періоду тактового сигналу Т. Похибка при Т = 0.01с дорівнює

4.2 Тактовий генератор

В якості тактового генератора будемо використовувати мікросхему КР531ГГ1. Дана мікросхема зручна тим, що на виході ми отримуємо стандартний сигнал ТТЛ логіки і простоту управління частотою.

Мікросхема представляє собою два незалежних генератора, частота яких визначається напругою.

Кожен генератор має два входи для управління частотою: U - управління частотою, DU - управління діапазоном частоти. Якщо на вхід U подано високий рівень, а на DU низький, то для фіксації частоти слід приєднати між входами C вн зовнішній елемент - конденсатор або кварцовий резонатор.

На виходах мультивибраторов виходить меандр з частотою

Наведене вище вираз справедливо тільки для ТТЛ серії.

По входу Е I вхідну послідовність можна заборонити, якщо подати напругу високого рівня.

Рис. 9. Схема підключення генератора

знаходимо ємність, необхідна длячастоти 100Гц з рівняння:

Звідси

Вибираємо конденсатор: К10-17А М47 5000пФ, 5%

4.3 Пристрій початкового пуску

Пристрій являє собою RC - ланцюг, що формує при включенні низький потенціал на вході скидання D - тригерів, для примусового встановлення початкового стану.

Схема пристрою наведена нижче:

Рис. 10 Пристрій початкового скидання

.

Величини елементів вибираємо такі: R 25 = 1 кОм, С10 = 25 нФ.

Резистор типу: С2-29В-0.125-1кОм ± 1%.

Конденсатор: К50-35-25В-24нФ.

4.4 Пристрій реалізації функції F 1

Фільтр низьких частот другого порядку (F 1)

F 1 - ФНЧ другого порядку, f гр = 100Гц, К у = 3дБ, підйом на f гр +3 дБ, х1 = +3 дБ.

Передавальна функція ФНЧ описується таким рівнянням:

Для даного фільтра

Якщо

;

Для порівняння сигналу з фільтру і порівняння його з заданим скористаємося формулою

Звідси для порівняння будемо брати величину

Для отримання U оп використовуємо джерело струму REF 200 з виходом 100мкА і резистором 141 кОм.

Схема реалізації функції представлена ​​на рис. 9.

Схема реалізації U оп представлена ​​на рис. 10.

R 1 С2-23імп. 0.25 Вт, січень%, 39 кОм

R 2 С2-23імп. 0.25 Вт, січень%, 56 кОм

R 3 С2-23імп. 0.25 Вт, січень%, 3.9 кОм

С2-(К50-35) 0,47 мкф х 50 в, 85 гр., Ел-літ.конд.

С2-23 0,125 / 0,25 1% 1 кОм

С2-23 0,125 / 0,25 1% 300 Ом

C 2 - К50-35-25В-0.47 мкФ

C 1 - К50-35-25В-20 нФ

Пристрій порівняння:

DA 1 - К140УД17Б

DA - K 1401 CA 1

ФНЧ 2-го порядку

Рис. 11. ФНЧ 2-го порядку.

Рис 12. Джерело опорного нпряженія

4.5 Пристрій реалізації функції F 2

Апроксимуючої перетворювач.

Реалізація функції F 2:

Апроксимуючої перетворювач - перетворювач реалізує принцип кусково-лінійної апроксимації.

Рис.16. Апроксимуючої перетворювач.

Залежність вихідної напруги від вхідної представлена ​​на рис.17

Статична характеристика.

На першому і другому ділянці перетворювач працює як услілтель:

на першій ділянці з коеф. усленія вибираємо R 1 = 10 koM

на другій ділянці коеф. посилення

Перехід на 2 ділянку осущсетвляется коли вихідна напруга , Тоді відкриваються діоди D 4 і D 3. перехід на третій ділянку здійснюється за рахунок обмеження струму двох-анодного стабілітрона.

Операційний підсилювач - TL082,

Різістори:

R 1: С2-23імп. 0.25 Вт, січень%, 10 кОм

R 2: С2-23імп. 0.25 Вт, січень%, 20 ком

R 5 = R 6: С2-23імп. 0.25 Вт, січень%, 430 Ом

R 3 = R 4: С2-23імп. 0.25 Вт, січень%, 82 кОм

Стабілітрони: D1N4469

Діоди: D 1 N 3900

Для отримання U оп використовуємо джерело струму REF 200 з виходом 100мкА і резистор С2-23 0,125 / 0,25 82кОм.

4.6 Пристрій індикації

Індікаціясостоянія таймера.

Для індикації стану таймера були використані семисегментні індикатори типу АЛС324Б. Схема з'єднання індикаторів показана на рис.1

При конструюванні пристрої індикатори встановлюються на передній панелі, зліва направо, починаючи з HL1. Стабистор D1 і D2 (1N4732A) служать для запобігання перевантаження перетворювача коду. Принцип їх дії полягає в тому що напруга джерела живлення +5 V розподіляється між трьома опорами навантаження і опорами D1 і D2, опором сегмента індикатора і опором транзисторного ключа мікросхеми. Оскільки сумарне падіння напруги на сегменті індикатора і ключа мікросхеми не повинно перевищувати 2 - 2,5 V (при цьому струм через ці елементи буде в межах допустимого), в більшості подібних схем раніше використовувався обмежувальний резистор, який встановлювався в розрив дроту між мікросхемою і індикатором . При цьому на кожен індикатор потрібно 7 таких резисторів.

Встановити один загальний резистор заважала його лінійність, через яку, наприклад, цифра 1 світилася дуже яскраво, а цифра 8 була практично не видно. Використання нелінійних елементів (стабисторов) дозволило вирішити цю проблему. Завдяки нелінійної ВАХ падіння напруги на них залишається практично постійним, незалежно від кількості палаючих сегментів, і тому яскравість всіх цифр однакова. Застосування такої схеми живлення індикаторів дозволило відмовитися від використання 14 резисторів.

Перетворювач коду.

Перетворювач коду призначений для перекладу двійково - десяткового коду з виходів розрядів лічильників код семисегментних індикаторів. Принципова схема цього блоку показана на рис. 2

Він складається з чотирьох спеціалізованих мікросхем цього КР514ИД1. На входи цих мікросхем подається чотирьох розрядний двійково - десятковий код а виходи підключаються до відповідних розрядів індикатора. Як видно зі схеми для управління індикатором застосовується статичний метод. Це дозволило значно спростити пристрій індикації, хоча і зажадало використання великої кількості з'єднувальних ліній. (14 штук).

Стан виходів мікросхеми КР514ИД1, зведені в таблицю. 3

Таблиця.3

Цифра

Двійковий код

8421

Стан елементів (A, B, C, D, E, F, G) і значення керуючих сигналів1 ... У 7)



X 4


X 3


X 2


X 1

A

B

C

D

E

F

G






У 1

У 2

У 3

У 4

У 5

У 6

У 7

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

1

1

0

0

1

1

1

1

2

0

0

1

0

0

0

1

0

0

1

0

3

0

0

1

1

0

0

0

0

1

1

0

4

0

1

0

0

1

0

0

1

1

0

0

5

0

1

0

1

0

1

0

0

1

0

0

6

0

1

1

0

0

1

0

0

0

0

0

7

0

1

1

1

0

0

0

1

1

1

1

8

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

9

1

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

ІД1 для індикаторів із загальним катодом, ІД2 із загальним анодом. І для ІД1 були малопотужні індикатори типу АЛС304, які могли працювати напряму. З малим струмом сегментів.

Індикація поточного значення таймера (у хв).

4.7 Розробка пристроїв реалізують В1, В2

За завданням В1 = , В2 = , Де логічний сигнал (ТТЛ).

Рис.24 Схема реалізації сигналу B 1 і B 2.

5 Пристрої сполучення

5.1 Узгодження електролампи з виходом автомата

За завданням потрібно управляти електролампою з параметрами

В, 60Вт.

Для сполучення автомата з електролампою використовуємо твердотільне реле: CX240D5

Техніческіепараметри:

CX240D5 реле 3-15VDC, 5A/240 VAC

Таблиця 4

Управління

Пост. напр.

Керуюча напруга хв., В

3

Керуюча напруга макс., У

15

Напруга розмикання, У

1

Вихідний каскад

тиристорний

Контакти

НР

Комутоване змінна напруга, В

12 ... 280

Максимальний струм навантаження, А

5

Час включення макс., Мс

10

Час вимкнення макс,, мс

10

Напруга ізоляції, кВ

4

Робоча температура, С

-30 ... 80

Корпус

SIP

Керуюча напруга, В

3 ... 15

Схема включення:

Резистори R призначені для обмеження вхідного струму реле на рівні 10мА: R = 5/0.01 = 500 Ом. Вибираємо резистори С2-23 0,125 / 0,25 0.5кОм

5.2 Пристрої сполучення і нормалізація шкали датчика

Так як максимальна напруга на виході датчика одно 0.4 В при максимальному значенні вимірюваної величини 21.5мТл, необхідно привести шкалу до напруги на виході датчика рівному 5-10мТл

Знайдемо скільки В доводиться на 1мТл:

U = 0 відповідає U = 0.078В

U = 10 відповідає U = 0.17568В

Слід

Використовуючи спеціальну схему рис.2.5. При виконанні умови

його вихідна напруга буде одно

R 1 = 1кОм С2-23імп. 0.25 Вт, січень%, 1.0 кОм

R 2 = 101кОм С2-23імп. 0.25 Вт, січень%, 100 кОм

Таким чином U вх2 =

Для отримання U вх2 використовуємо джерело струму REF 200 з виходом 100мкА і резистор С2-23 0,125 / 0,25 71Ом.

5.3. Пристрої опорного напруги

Для реалізації опорного напруги будемо використовувати джерела струму REF 200 і опору для отримання відповідної напруги.

Для отримання U оп для функції F 1 використовуємо джерело струму REF 200 з виходом 100мкА і резистори R 3 С2-23 0,125 / 0,25 1% 51кОм і R 4 С2-23 0,125 / 0,25 1% 20кОм.

Схема реалізації U оп представлена ​​на рис 13.

Опорна напруга для функції F 2 = 8 lnU H:

Схема отримання U опорно представлена ​​на рис 28. Вибираємо резистор R 5 з ряду Е96 С2-23 0,125 / 0,25 1% 100кОм. При такому значенні отримуємо значення U опорно = 10В. Для отримання напруги порівняння 8В вибираємо резистор R С2-23 0,125 / 0,25 1% 82 кОм.

6. Повернення розряду.

Таблиця 6.


Q 2

Q 1

Q 0

У

1

0

0

1

1

2

0

1

0

0

3

1

0

0

0

4

0

1

1

1

5

1

0

1

1

6

1

1

0

0


Індикація Q4

Використовувані елементи:

Вибираємо резистор R 29 з ряду Е96 С2-23 0,125 / 0,25 1% 24,9 кОм.

Світлодіод АЛ307, з параметрами U ПР = 2В, I ПР = 10 мА.

7. Пристрій комутації з зовнішніми елементами

Необхідно розробити три пристрої для комутації логічних сигналів з ​​сіммісторамі і електродвигуном.

Для сполучення автомата з сіммісторамі використовується твердотільне реле К293ЛП6Р з наступними параметрами

Таблиця 7

Характеристика

ТТЛ-вихід (2 канали)

Напруга ізоляції, В

3000

Вхід. струм у включ. стані, мА

5-2

Швидкість передачі даних, Мб / с

2

Струм споживання, мА

10

Вихідна напруга, В

5-25

Тип корп.

DIP-8

Резистори R призначені для обмеження струму на рівні 10 мА: . Вибираємо резистор 499Ом.

8. Висновок

В результаті виконання курсової роботи був виконаний структурний синтез пристрою логічного управління, вибір елементної бази; синтез сполучення по входу і виходу, таймера, тактового генератора й пристрої індикації.

У курсовій роботі контрольованої величиною є магнітний потік, що вимірюється датчиком Холла, який дозволяє вимірювати діюче значення і залежно від цього формує вихідну напругу. При цьому потрібно було нормування контрольованої величини, приведення її до шкали 10В для узгодження датчика з перетворювачем аналогових сигналів, що реалізує функцію F 2.

Дискретний автомат був реалізований на базі мультиплексора, в якості елементів пам'яті були застосовані динамічні D - тригери.

При виборі схем, що реалізують задані передавальні функції, допоміжні функції і реалізація комутацій пристроїв зі схемою автомата Мура, були обрані: таймер, тактовий генератор, пристрій початкового пуску, пристрій реалізації функції F1 і F2, пристрої опорного напруги, пристрої сполучення, пристрій індикації.

9. Список літератури

  1. Васильєв В. І., Миронов В. М., Гусєв Ю. М. Електронні промислові пристрої. - М.: Вища школа. 1988. - 303 с.

  2. Пухальський Г. І., Новосельцева Т. Я. Проектування дискретних пристроїв на інтегральних мікросхемах: Довідник. - М.: Радіо і зв'язок. 1990. - 304 с.

  3. Вуколов Н. І., Михайлов А. М., Знакосінтезірующіе індикатори: Довідник. - М.: Радіо і зв'язок. 1987. - 576 с.

  4. Дубровський В. В., Іванов Д. М. Резистори: Довідник. - М.: Радіо і зв'язок 1991. - 528 с.

  5. Бахтіаров Г. Д., Малінін В. В., Школін В. П. Аналого - цифрові перетворювачі. - М.: Радянське радіо. 1980. - 280 с.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Комунікації, зв'язок, цифрові прилади і радіоелектроніка | Курсова
152.9кб. | скачати


Схожі роботи:
Розробка схеми блоку арифметико-логічного пристрою для множення двох двійкових чисел
Побудова арифметико-логічного пристрою для виконання операції множення цілих чисел
Синтез послідовного коректуючого пристрою
Синтез керуючого пристрою процесора у формі Автомата Милі
Синтез послідовного коректуючого пристрою та оцінка показників якості перехідних
Розробка зарядного пристрою
Розробка пристрою узгодження
Розробка обчислювального пристрою
Розробка топково-пальникового пристрою котла
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru