 |
Кодирование внутренних состояний и выбор типа памяти
|
|
|
|
Поскольку автомат имеет шесть внутренних состояний, потребуется использовать трехразрядный код и соответственно три ячейки памяти. Это следует из формулы:
n=[целая часть(log2N)]+1,
где N - число внутренних состояний автомата; n - количество ячеек памяти.
В качестве элементов памяти применяются динамические D - триггеры, таким образом, автомат будет синхронным. Отказ от разработки асинхронного автомата связан со сложностью кодирования состояний асинхронного автомата с учетом эффекта «гонок». В связи с этим надежность асинхронного автомата при воздействии внешних возмущений, которые присутствуют в промышленных условиях, будет невысокой. Например, наличие импульсных помех в сигнальных цепях внешних датчиков и каналов связи может привести к ложным переключениям логических элементов, если не использовать дополнительных мер по защите от помех. При этом синхронный автомат более устойчив к импульсным помехам, так как входной сигнал D – триггера должен быть зафиксирован заранее, до прихода тактового перепада, на время не меньшее чем защитный интервал.
Определение логических функций возбуждения памяти.
Определим функции возбуждения памяти. При составлении функций возбуждения памяти учитываются только те переходы, включая петли, при которых в соответствующем разряде логический «0» меняется на «1» или «1» сохраняется.
По графу составляем передаточные функции
Упростив выражения, применяя алгебру логики, получим:
Теоретически возможны дальнейшие преобразования приведенных выражений и их минимизация в ещё большей степени, но в данном случае минимизация производилась с учетом использования мультиплексоров при реализации автомата.
|
|
|
Таким образом, число элементарных логических элементов в схеме автомата будет сведено к минимуму.
Составление таблицы траекторий
Составим таблицу траекторий (таблица 1):
Таблица 1
| № п/п | При переменных | Переходы |
| 1 |   
| 001->101->011->001 |
| 2 |  
| 001->101->011->110->011 |
| 3 |   
| 001->101->110->100->101 |
| 4 | 
| 001->101->110->100->010->110 |
| 5 |
| 001 |
Выбор элементов и микросхем
По заданию курсового проекта выбираем ТТЛ-логику (при напряжении питания 12 В).
Для реализации автомата потребуются микросхемы:
3 8-входовых мультиплексора (74151А),
3 D-триггера с дополнительными входами установки и сброса (7474),
7 элемента НЕ (7404).
2 элемента ИЛИ (7432)
2 элемента И (7408)
Также в состав автомата входят некоторые другие микросхемы, которые будут рассмотрены при разработке соответствующих функциональных блоков.
Составление модели в OrCAD на основе полученных упрощенных выражений и проверка правильности работы модели
Результаты моделирования схемы автомата.
Подставляя на соответствующие входы значения 
проверяем правильность составления модели:
001
Выбор аналоговых элементов
Датчик индукции
Датчик индукции выбираем из условия, что измерения будут производиться в диапазоне -5мТ…10мТл.
Выбираем датчик SS143A.
Внешний вид датчика приведен на рис. 4.
В таблице ниже (таблица 4) приводятся характеристики и параметры датчикаиндукции, удовлетворяющего заданию курсовой работы
Таблица 4
| Характеристика | Параметры |
| Диапазон измерения магнит. индукции | от 1мТл до 21.5мТл |
| Выходное напряжение датчика | max400 В |
| Напряжение питания | Постоянное 3.8...30В |
| Диапазон рабочих температур | –40...+125°C |
| Потребляемый ток | 10мА |
Функциональная схема линейных датчиков магнитного
поля на эффекте Холла
Линейные датчики магнитного поля (на эффекте Холла) состоят из олупроводникового элемента Холла, стабилизатора питания, дифференциального усилителя и выходного каскада (рис. 1). В зависимости от модели, выходной каскад датчика представляет собой усилитель
|
|
|
на биполярном транзисторе, включенном по схеме с открытым коллектором (p-n-p) или по двухтактной схеме (комплементарная пара p-n-p + n-p-n). Выходное напряжение этих датчиков находится в линейной зависимости от величины и направления вектора магнитной индукции (рис. 2).
|
|
|
