D – входы состояния, С – синхронизирующий вход, R – вход для обнуления регистра.
Вход R позволяет установить регистр хранения в нулевое состояние, при этом все триггеры от T1 до Tn переходят в 0 состояние.
При подаче 1 на вход записи C данные переходят через элементы 2 И-НЕ и устанавливают соответствующие триггеры в 1.
Если на входе D любого разряда 0, то состояние соответствующего триггера не изменяется. После снятия 1 с входа C в регистр записывается слово, которое хранится до зануления.
Регистр сдвига – это устройство, осуществляющее сдвиг данных в ту или иную сторону под действием тактовых импульсов.
Генератор тактовой частоты(генератор тактовых импульсов) - генерирует электрические импульсы заданной частоты (обычно прямоугольной формы) для синхронизации различных процессов в цифровых устройствах — ЭВМ, электронных часах и таймерах, микропроцессорной и другой цифровой технике.
Рис.60. Регистр сдвига
C - тактовый сигнал сдвига; D - информационный вход, R - асинхронизационный сигнал установки 0
Запись информации осуществляется с младшего разряда под действием коротких тактовых импульсов на вход C. Информация перемещается слева направо в последующий регистр. Быстродействие осуществляется частотой тактовых сигналов.
Регистр имеет выходы Q, с любого из которых можно снимать параллельно код. Наоборот, принимая в регистр параллельный код от Q входов информация может быть преобразована в последовательный код в последнем разряде регистра.
|
|
|
Параллельный код представляет собой разряды (16, 32, 64), в которых собирается информационное слово (0, 1). Последовательный код представляет собой последовательность импульсов следующих друг за другом от младшего разряда к старшему с синхронной тактовой частотой.
Регистр сдвига используется широко в модемной связи.
Счетчики – это устройства, выполняющее подсчет импульсов и запоминание этого числа в определенном коде. Счет может быть как в прямом, так и в обратном направлении.
Схема нереверсивного двойного счетчика на D триггерах.
Рис.61. Счетчики
Диаграмма работы:
Рис.62. Диаграмма работы счетчика
C - Тактовый сигнал
Счет осуществляется следующим образом: на входе R производится зануление всех разрядов. При поступлении на вход импульсов тактовой частоты состояния триггеров в разрядах будет изменяться с частотой вдвое меньшей предыдущего разряда.
Программируемый логический контроллер (ПЛК)
ПЛК — устройство, осуществляющее управление во многих областях промышленности и не только. В зависимости от решаемой задачи промышленные контроллеры могут применяться на транспорте, для управления климатом, управления электродвигателями, при автоматизации технологических процессов, позволяют измерять и регулировать температуру, влажность, давление, ток, напряжение, время и т.д.
|
|
|
Рис.63. Структурная схема контроллера
Контроллер содержит в себе центральный процессор (ЦП). Вычислительный процесс процессора организован между входными данными внешних устройств (или исполнительных механизмов) и выходными данными исполнительных сигнальных и управляющих устройств.
Среди внешних устройств могут быть: кнопки, датчики, устройства дискретного сигнала и др. Среди исполнительных и сигнальных устройств – сигнальные индикаторы, катушки управления.
ЦП объединяет в себе АЛУ ,Ю блок управления и специальные устройства.
АЛУ (Арифме́тическое логи́ческое устро́йство) - блок процессора, который под управлением устройства управления (УУ) служит для выполнения арифметических и логических преобразований (начиная от элементарных) над данными.
АЛУ (арифметическое логическое устройство)- 8-ми разрядное, выполняет семь операций:
1. Сложение байт
2. Логические операции (и, или, или логическое сравнение если)
|
|
|
3. Инкримент (увеличение на единицу)
4. Фекримент (уменьшение на единицу)
5. Инверсия (с 1 на 0 и наоборот)
6. Сдвиг влево и вправо
7.Десятичная коррекция
Блок управления отвечает за вызов команд из памяти и определение их типа
Специальные устройства – устройства, поддерживающие работу процессора. Это регистры, счетчики команд, кэш память и др.
Регистры - ячейки памяти, которые служат для кратковременного хранения и преобразования данных и команд. На физическом уровне регистр – совокупность триггеров, способных хранить один двоичный разряд и связанных между собой общей системой управления
Счетчик команд – регистр управляющего устройства компьютера содержимое, которого соответствует адресу очередной выполняемой команды. Счетчик команд служит для автоматической выборки программы из последовательных ячеек памяти
Кэш память - очень быстрая память малого объема служит для увеличения производительности компьютера, согласования работы устройств различной скорости. Кэш-память может быть встроена сразу в процессор или размещаться на материнской плате
Сопроцессор – вспомогательный процессор, предназначенный для выполнения математических и логических действий. Использование сопроцессора позволяет ускорить процесс обработки информации компьютером
|
|
|
Все компоненты контроллера соединены шинами. Физически шины представляют собой набор параллельно связанных проводов, по которым передаются адреса, данные и сигналы управления. Шина данных (ШД) производит считывание данных со входа. ШД (шину данных) поддерживает ША и ШУ шина управления. ША дает точный адрес откуда взять и куда положить информацию ШУ передается управляющий сигнал.
Рис.64
ПЗУ является программоподдерживающим устройством.
В ОЗУ хранятся данные о состоянии на входах.
Входные модули служат для приема сигнала от входных логических элементов. Это могут быть кнопки управления, тумблеры, конечные выключатели, датчики, контакты исполнительных реле, устройства дискретного сигнала.
Выходные модули преобразуют полученную информацию от ЦП и управляют исполнительными устройствами. Это могут быть промежуточные реле, усилители, пускатели, сигнальные индикаторы, катушки управления, ЭМ и т.п.
При использовании этих элементов применяется гальваническая развязка входных цепей и их фильтрация от внешних помех. Входные модули применяются на 24 входа и представляют собой устройства, вставляемые в прейд командоконтролера.
Несколько типов выходных модулей: на 8 или 24 выхода. У каждого модуля своя коммутирующая способность и свое направление в зависимости от исполнения на транзисторах, симисторах, тиристорах или электромагнитном реле. Индикация состояния выхода выполняется с помощью светодиодов по каждому выходному каналу. В некоторых используются совмещенные модули входов и выходов.
ЦП определяет практически все основные параметры контролера. Процессор выполняет операции считывания и обработки команд, следит за порядком выполнения программы, управляет процессами считывания и записи памяти, распределяет информацию в выходные модули. Элементом процессора являются однобитовые (работают с одним видом информации) и многобитовые буферы памяти.
Рабочий цикл любого процессора состоит из 3-х этапов:
1. Загрузка в память состояния спрашиваемых входных модулей;
2. Последовательная обработка состояний в соответствии с программой и запоминание промежуточных результатов;
3. Передача результатов вычислений в выходные модули.
Работа программируемого контроля происходит циклически с повторением рабочих циклов без дополнительных условий запуска.
Рис.65
Элементы памяти определяют возможности и характеристики контролера.
2 вида памяти:
1. Служебная;
2. Рабочая;
1- для хранения программы и управления работой контроллера (недоступна для пользователя);
2- для хранения программ и информации пользователя.
По месту нахождения памяти:
1. внутренняя ПЗУ- ROM;
2. внешняя ОЗУ- RAM;
1- для обеспечения автономной работы К-ра (ПЗУ);
2- для обеспечения отладки программ, а также для их хранения (ОЗУ).
Существуют контроллеры с тремя видами ПЗУ:
1. Программируемые при изготовлении (обозначают как ПЗУ или ROM);
2. С однократным программированием, позволяющим пользователю однократно изменить состояние матрицы памяти электрическим путем по заданной программе (обозначают как ППЗУ или PROM);
3. Перепрограммируемые (репрограммируемые), с возможностью многократного электрического перепрограммирования, с ультрафиолетовым (обозначают как РПЗУУФ или EPROM) или электромагнитным (обозначают как РПЗУЭС или EEPROM, или E2PROM) стиранием информации. Для обеспечения возможности объединения по выходу при наращивании памяти все ПЗУ имеют выходы с тремя состояниями или открытые коллекторные выходы.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 873; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!