ĐIỀU KHIỂN LOGIC-Chương II: Tổng hợp và phân tích mạch logic tuần tự

Chia sẻ: Vu Trong Bang | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:53

Thêm vào BST

Báo xấu

1.098
lượt xem 113
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mạch logic tuần tự là mạch logic mà tín hiệu ra của mạch không những phụ thuộc vào tín hiệu đầu vào, mà còn phụ thuộc vào thứ tự, thời gian tác động của tín hiệu vào.Mạch logic tuần tự đồng bộ: việc chuyển trạng thái trong mạch không những chỉ phụ thuộc vào tín hiệu đầu vào, trạng thái trong trước đó, mà còn phụ thuộc vào xung đồng bộ • Dùng phổ biến trong máy tính (môn ĐT số)...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: ĐIỀU KHIỂN LOGIC-Chương II: Tổng hợp và phân tích mạch logic tuần tự

Chương II Tổng hợp và phân tích mạch logic tuần tự 1
2.1. Khái niệm về mạch logic tuần tự 2.1.1. Định nghĩa: Mạch logic tuần tự là mạch logic mà tín hiệu ra của mạch không những phụ thuộc vào tín hiệu đầu vào, mà còn phụ thuộc vào thứ tự, thời gian tác động của tín hiệu vào 2.1.2. Tính chất – Có nhớ – Có yếu tố thời gian – Cùng 1 tín hiệu vào, tín hiệu ra có thể khác nhau (các trạng thái trong hay trạng thái làm việc) Mạch logic t/h vào t/h ra tổ hợp Mạch nhớ 2
2.1.3. Phân loại – Mạch logic tuần tự đồng bộ: việc chuyển trạng thái trong mạch không những chỉ phụ thuộc vào tín hiệu đầu vào, trạng thái trong trước đó, mà còn phụ thuộc vào xung đồng bộ • Dùng phổ biến trong máy tính (môn ĐT số) – Mạch logic tuần tự không đồng bộ: việc chuyển trạng thái trong mạch chỉ phụ thuộc vào tín hiệu đầu vào, trạng thái trong trước đó • Không có tín hiệu đồng bộ • Thường gặp trong công nghệ của các máy sản xuất công nghiệp 3
2.2. Biểu diễn mạch logic tuần tự 2.2.1. Biểu diễn bằng lời nói, chữ viết mô tả một quá trình công nghệ Ví dụ 2.1 : 3 nút ấn điều khiển động cơ M – Ấn nút A: động cơ quay thuận – Ấn nút B: động cơ quay nghịch – Ấn nút C: động cơ dừng 4
2.2.2. Biểu diễn bằng đồ thị thời gian Ví dụ 2.2 1 2 1 2 3 2 1 4 5 21 a1 a1 a2 Y a2 y Y Z a2 y Z 5
2.2.3. Biểu diễn bằng hình vẽ mô tả công nghệ Ví dụ 2.3 b0 m b1 a0 a1 6
2.2.4. Biểu diễn bằng hàm tác động F = +A (+X, +Y) –B –Y +C +Z –C –Z –X +Y +D –Y – Thường viết cho 1 chu kỳ làm việc – Các chữ cái đầu bảng chữ cái (A,B,C): tín hiệu vào – Các chữ cái cuối bảng chữ cái (X,Y,Z): tín hiệu ra – Dấu cộng “+”: tín hiệu xuất hiện hoặc phần tử làm việc – Dấu trừ “- “: tín hiệu mất đi hoặc phần tử nghỉ việc – Dấu ngoặc “()”: xảy ra hoặc ảnh hưởng đồng 7
2.2.5. Biểu diễn bằng bảng chuyển trạng thái – Các cột ghi các biến vào và biến ra – Các hàng ghi các trạng thái trong hệ Ví dụ 2.4 Trạng thái Tín hiệu vào Tín hiệu ra a1 a0 00 01 11 10 A+ A- 1 (sang phải) 2 1 0 1 2 (trên đường sang phải) 3 1 0 2 3 (sang trái) 4 0 1 3 4 (trên đường sang trái) 1 0 1 4 8
2.3. Tổng hợp mạch logic tuần tự 2.3.1. Phương pháp ma trận trạng thái Yêu cầu công nghệ Chuyển các quá trình công nghệ thành các biến logic Mã hóa bài toán Lập bảng chuyển trạng thái Tối thiểu hóa hàm logic Rút gọn bảng chuyển Rút gọn bảng chuyển Thực hiện mạch nhớ Mã hóa biến trung gian Xác định các hàm logic cho biến trung gian và biến ra 9
• Ví dụ 2.5: m a0 a1 A+ A- a0a1 (vào) • Xác định các biến vào ra: A+A- (ra) • Graph chuyển trạng thái: 00 10 00 01 00 00 10 10 01 01 0 1 2 3 4 • Lập bảng chuyển trạng thái MI Trạng thái Tín hiệu vào:a0a1 Tín hiệu a1 ra a0 00 01 11 10 A+ A- 1 (sang phải) 2 1 0 1 2 (trên đường sang phải) 3 1 0 2 (sang trái) 4 0 1 3 3 4 (trên đường sang trái) 1 0 1 4 10
• Lập bảng chuyển trạng thái M II: rút gọn M I  B1: Nhập hàng  Không quan tâm đến giá trị biến đầu ra.  Trên cùng 1 cột biến vào, các hàng có cùng số ký hiệu trạng thái.  Trạng thái ổn định nhập với không ổn định sẽ ghi trạng thái ổn định.  Trạng thái (/không) ổn định nhập với 1 ô trống sẽ ghi trạng thái (/không) ổn định  B2: Nhập trạng thái tương đương  Hai trạng thái tương đương: • Là các trạng thái ổn định nằm trên cùng 1 cột và có cùng giá trị đầu ra • Khi cùng thay đổi tín hiệu đầu vào, các trạng thái đó chuyển tới trạng thái kế tiếp sau và các trạng thái kế tiếp này cũng có cùng giá trị đầu ra  Nhập 2 trạng thái tương đương: thay bằng cùng 1 ký hiệu có chỉ số nhỏ (sau đó có thể nhập hàng nếu cần) 11
Bảng M I Trạng thái Tín hiệu vào:a0a1 Tín hiệu a1 ra a0 00 01 11 10 A+ A- 1 (sang phải) 2 1 0 1 2 (trên đường sang phải) 3 1 0 2 (sang trái) 4 0 1 3 3 4 (trên đường sang trái) 1 0 1 4 a1 Bảng M II a0 10 10 3 1 + 2 2 1 01 01 + 1 3 4 4 3 12
• Xác định và mã hóa biến trung gian – Số lượng biến trung gian tối thiểu Smin ≥N S min 2 (N: số hàng của M II) – N = 2 ⇒ Smin = 1 ⇒ chọn biến trung gian X: X 1 2 3 4 – Lập bảng Các nô để xác định hàm điều khiển cho biến trung gianf X: ) = a1 + a 0. X (X a1 a1 a0 a0 0 0 1 1 0 0 2 1 3 1 1 0 0 1 1 X X 4 3 1 13
• Lập bảng Các nô để xác định hàm logic điều khiển các biến ra Cho biến a1 A+: a1 a0 a0 10 10 1 1 2 1 01 01 0 0 X X 4 3 A+ = X Cho biến A- a1 a0 0 0 A− = X 1 1 X 14
• Sơ đồ nguyên lý a1 • Nếu thay X bằng A-, chuyện gì xảy ra? X a0 X các hàng của M II, các • Trong trạng thái ổn định đều có cùng X giá trị đầu ra, có thể cho phép A+ dùng biến ra làm biến trung gian X A- 15
• Ví dụ 2.6: 2 nút ấn m và d, 1 thiết bị điện T – Ấn nút m: đóng điện cho T – Ấn nút d: cắt điện của T • Chọn các biến vào ra: md (vào) T (ra) • Graph chuyển trạng thái 00 10 00 01 0 1 1 0 1 2 3 4 11 0 5 16
• Bảng chuyển trạng thái M I & M II Bảng M I Trạng thái Tín hiệu vào: md Tín hiệu ra T 00 01 11 10 1 4 5 2 0 1 2 3 4 5 1 2 4 5 2 1 3 3 4 1 5 2 0 4 1 4 2 0 5 5 d Bảng M II m 0 0 0 1 2 4 5 + 1 + 4 1 5 1 0 1 0 + 4 5 2 3 3 2 17
• Xác định và mã hóa biến trung gian: – Smin = 1, chọn biến trung gian là biến ra X =T X 1 4 2 3 5 d m 0 0 0 1 2 4 5 1 1 0 1 40 5 X 3 2 d m f ( X ) = md + Xd 0 0 0 1 = (m + X )d 1 0 0 X 1 18
• Sơ đồ rơ le-tiếp điểm m d T m d T T T a1 A- a0 A- A- A+ 19
• BTVN: • Cho 3 nút ấn A, B, C điều khiển động cơ M – A: chạy thuận – B: chạy ngược – C: Dừng • Cho 3 nút ấn A, B, C điều khiển động cơ M1, M2 – A: M1 làm việc – B: M2 làm việc – C: M1, M2 nghỉ việc – M1 làm việc trước rồi M2 mới làm việc b0 b0 m b1 m b1 a0 a0 a1 a1 20