Автор: Пользователь скрыл имя, 13 Февраля 2013 в 17:58, контрольная работа
Система ЧПУ станка должна обеспечить выполнение контурного (позиционного) управления электроприводами по координатам. Одновременно система должна обеспечивать выполнение решения геометрической, технической, логической и терминологической программы управления станком, при поддержании показателей технологической точности в соответствии с параметрами табл. 1.
Рисунок 3.3. Схема устройства пьезоэлектрического датчика давления: p— измеряемое давление; 1 — пьезопластины; 2 — гайка из диэлектрика; 3 — электрический вывод; 4 — корпус (служащий вторым выводом); 5— изолятор; 6 — металлический электрод.
3.3.2 Описание работы принципиальной схемы в статике.
Микросхема DD1 представляет собой АЦП (и входной модуль со встроенным мультплексором), реализуемое на микросхеме К572ПВ4.
Микросхема К572ПВ4 представляет собой многоканальный аналого-цифровой преобразователь, в состав которой входят: аналоговый мультиплексор (коммутатор), выполняющий последовательное переключение восьми аналоговых каналов; АЦП; статическое ОЗУ емкостью бит для хранения результатов преобразования по каждому из каналов; буферные схемы, обеспечивающие согласование с 8-разрядной шиной данных микропроцессорной системы; схема последовательного управления каналами коммутатора, фиксации адреса, записи в ОЗУ по сигналу WR и считывания по сигналу RD. Микросхема работает в однополярном и двуполярном режимах. Режим устанавливается подбором опорных напряжений: при В, , В; при , В, В.
Рисунок 1. Аналого-цифровой преобразователь К572ПВ4.
В случае двуполярного режима старший разряд становится знаковым. Частота следования входных тактовых импульсов 2,5 MГц обеспечивает время преобразования не более 32 мкс на канал. На рис. приведены временные диаграммы работы микросхемы, где нс; нс; нс; тактов, тактов.
Выбор каналов коммутатора осуществляется по выводам АО–А2 (17-19), при этом Значению 0 (000) соответствует выбор первого канала, а значению 7 (111) – выбор восьмого канала. Одновременно с выбором канала устанавливается адрес ячейки ОЗУ, куда будет поступать информация кодирования в двоичном коде. При считывании данных ОЗУ на шину системы на вход CS подается низкий логический уровень. Нумерация и назначение выводов микросхемы КР572ПВ4:
1 – выход мультиплексора ВО;
2–9 – выходы мультиплексора 0(AIN7)–7(AIN0);
10 – опорное напряжение U REF 1; опорное напряжение U REF 2;
12 – выбор канала и начала преобразвания STAT;
13 – вход управления считывания данных ОЗУ CS;
14 – общий вывод 0;
15 – вход тактовых импульсов CLK;
16 – вход управления при обращении к ОЗУ ALE;
17 – 19 – адресные входы А0–А2;
20 – цифровой вход 8(СР) (ОВ7);
21–26 – цифровые выходы 7(ОВ6)–2(ОВ1);
27 – цифровой выход1(МР) (ОВ0);
28 – напряжение источника питания UCC.
Электрические параметры микросхемы К572ПВ4: В, В, В, В, мА, мкс.
Питание микросхемы DD1 осуществляется от общего статического источника через контакты 22,23 разъема XS4.
В качестве разъема принят прямой трехрядный разъем DIN 41.612, типа F (рис. 2).
Рисунок 2. Прямой разъем DIN 41.612 тип F.
Контакты типа «мама», общим количеством 32, расположены в два ряда . Разъем расчитан на номинальный ток 5,5 А/контакт ( ).
Для выбора управления к входам 1,2 DD1 подключают БУМП на микросхеме DD4, которая представляет собой счетчик, реализуемый на микросхеме К155ИЕ5.
Микросхема К155ИЕ5 является четырехразрядным асинхронным счетчиком. Цоколевка и условное обозначение приведены на рис 3. Счетчик состоит из четырех JK-триггеров, образующих два независимых делителя на 2 и на 8. Счетчик имеет два входа R, объединенных по И-НЕ, для синхронного сброса (обнуления), выводы 2 и 3. Тактовые входы всех триггеров инверсные динамические, поэтому переключение триггеров будет происходить спадом импульса.
Рисунок 3. Четырехразрядный асинхронный счетчик К155ИЕ5.
Назначение вводов и выводов микросхемы К155ИЕ5.
1 - вход счетный С2;
2 - вход установки 0 R0(1);
3 - вход установки 0 R0(2);
4,6,7,13 - свободные;
5 - напряжение питания +Uп;
8 - выход Q3;
9 - выход Q2;
10 - общий;
11 - выход Q4;
12 - выход Q1;
14 - вход счетный C1.
Чтобы получить делитель на 16, необходимо внешней перемычкой соединить делители на 2 и 8, замкнув выводы микросхемы 12 и 1. Входную последовательность импульсов необходимо подать на тактовый вход первого триггера (вывод 14). При этом происходит одновременное деление на 2, 4, 8 и 16 по выводам 12, 9, 8, 11, как показано в табл 1. состояний счетчика.
Таблица 1. Таблица состояний счетчика К155ИЕ5.
Входы сброса |
Выходы | ||||
R1 |
R2 |
QO |
Q1 |
Q2 |
Q3 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
Счет | |||
1 |
0 |
Счет | |||
0 |
0 |
Счет | |||
При использовании ИЕ5 как трехразрядного двоичного счетчика (деление на 2, 4, 8) входную последовательность необходимо подать на тактовый вход второго триггера (вывод 1) и выводы 12 и 1 не соединять. С выходов (выводы 9, 8, 11) получим соответственно деление на 2, 4, 8. Первый триггер можно использовать как двоичный элемент для деления на 2 (вход , вывод 14, а выход QO, вывод 12) Последовательность счета для ИЕ5 дана в табл. 2.
Таблица 2. Последовательность счета К155ИЕ5.
Счет |
Выводы | |||
| Q0 |
Q1 |
Q2 |
Q3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
2 |
0 |
1 |
0 |
0 |
3 |
1 |
1 |
0 |
0 |
4 |
0 |
0 |
1 |
0 |
5 |
1 |
0 |
1 |
0 |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
7 |
1 |
1 |
1 |
0 |
8 |
0 |
0 |
0 |
1 |
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
10 |
0 |
1 |
0 |
1 |
11 |
1 |
1 |
0 |
1 |
12 |
0 |
0 |
1 |
1 |
13 |
1 |
0 |
1 |
1 |
14 |
0 |
1 |
1 |
1 |
15 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Основные электрические параметры микросхемы К155ИЕ5:
В, В, В, мА, мА, мА, мА, мА, нс, нс.
Выходы АЦП подключаются к DD2, которая является регистром-источником выполненым на микросхеме К555ИР22, и к DD5, выполненную на микросхемах К155ЛЛ1, которая служит для построения сигнала «Готовность» АЦП.
Микросхема К555ИР22 — это восьмиразрядный регистр на D-триггерах. ИР22 построен на D-триггерах с потенциальным С-входом. Логическая структура, цоколевка и условное обозначение регистров приведены на рис. Регистр снабжен выходными буферными усилителями, имеющими третье z-состояние, которое можно установить с помощью вывода разрешения если подать на него напряжение высокого уровня. Выходные буферные усилители обладают высокой нагрузочной способностью.
Входная часть регистров — это восемь D-триггеров со входами разрешения параллельной записи (для ИР23 — вход С). Если на входе действует высокий уровень напряжения, то данные от входов D0...D7 отображаются на выходах Q0...Q7.
Если на вход подать напряжение низкого уровня, разрешается запись в триггеры нового восьмиразрядного кода.
Буферный вход имеет гистерезис ±400 мВ, что повышает помехоустойчивость при переключении.
Рисунок 4. Условное
графическое обозначение
Состояния регистра приведены в табл 3.
Таблица 3. Таблица состояния регистра К555ИР22.
Режим работы |
Выход триггера |
Выходы | ||
|
|
|
| |
Разрешение и считывание из регистра |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 | |
Зацикливание и считывание с регистра |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 | |
Зацикливание в регистр, разрыв выходов |
1 |
0 |
0 |
Z |
1 |
1 |
1 |
Z | |
Основные параметры регистра-источника, типа К555ИР22: В, В, мА, мА, мА, нс, нс.
Микросхема К155ЛЛ1 содержит четыре двухдиодовых элемента ИЛИ.
Рисунок 5. Условное
графическое обозначение
Основные параметры логических элементов ЛЛ, типа К155ЛЛ1: В, В, мА, мА, мА, мА, нс, нс, мА.
Выходы DD2 через инверсию, реализованную на микросхеме DD3, подключают к каналу ШД1-ШД8. В качестве инверсии задействуем логический элемент ИЛИ-НЕ микросхемы типа К155ЛЕ5.
Микросхемы типа ЛЕ выполняют логическую функцию mИЛИ-НЕ, где m — число входов.
Каждый из корпусов ИС типа ЛЕ содержит от двух до четырех логических элементов. Условные графические обозначения микросхемы ЛЕ дано на рис. 6.
Рисунок 6. Условное
графическое обозначение
Основные параметры логических элементов ЛЕ, типа К155ЛЕ5: В, В, мА, мА, мА, мА, нс, нс, мА.
Микросхемы DD6-DD7-DD8 выполняют функцию дешифратора адреса и управления мультиплексором микросхемы DD1.
Микросхема DD6 представляет собой дешифратор адреса микросхемы К155ИД6.
Микросхема К155ИД6 — двоично-десятичный шифраторы, преобразующий двоичный код, поступающий на входы АО...A3, в сигнал низкого уровня, появляющийся на десятичном выходе . Состояния дешифратора приведены в табл. 4. Если десятичный эквивалент входного кода превышает 9, то на всех выходах появятся напряжения высокого уровня. Эти микросхемы могут дешифровать числа 0...8, тогда вход A3 можно использовать как разрешающий с низким активным уровнем, подавая поток данных, если дешифраторы работают, в режиме демультиплексоров с 1 на 8.
Таблица 4. Таблица состояния дешифратора К155ИД6.
Входы |
Выходы | ||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
Все уровни высокие | |||||||||
1 |
0 |
1 |
1 |
| |||||||||
1 |
1 |
0 |
0 |
| |||||||||
1 |
1 |
0 |
1 |
| |||||||||
1 |
1 |
1 |
0 |
| |||||||||
1 |
1 |
1 |
1 |
| |||||||||