Реферат: Разработка аппарата измерения торцевого биения
АУ – автомат управления
МК – микроконтроллер
БО – буфер обмена данными
ПК – персональный компьютер
К – компаратор
Г1,Г2 – микрогенераторы
ССВ – схема супервизора
СП – схема питания устройства
Принцип работы прибора по функциональной схеме:
С приходом сигнала пуск с ПК, микроконтроллер подает сигнал на УУ выполненного на ПЛИС, а тот в свою очередь формирует сигналы для управления ЧЭ (ЛПЗС), ЛПЗС выдает данные, которые, проходя через компаратор и попадают на МК. МК обрабатывает данные и передает их через БО на ПК.
4. РАЗРАБОТКА АУ.
4. 1 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ АУ.
Рис.3
На рис.3 представлена структурная схема, которая предназначена для формирования управляющих сигналов для ЛПЗС.
Используемые входные сигналы:
1. RESET – по этому сигналу происходит запуск схемы ПЛИС
2. CLK – сигнал тактовых импульсов, задающих работу ПЛИС
Выходные сигналы:
n1, n2, N – сигналы, которые выработала ПЛИС для управления ЛПЗС.
4. 2 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ.
Рис. 4
Данная схема (рис.4) отображает внутреннюю структуру АУ, построенную на 20-и D триггерах, отмеряющих количество импульсов, для управляющих сигналов, 1-ом счетчике, 5-ти инверторах, задающих логический уровень, фронт или срез, и элементах логическое «И» и «ИЛИ-НЕ».
4. 3 ОПИСАНИЕ РАБОТЫ СХЕМЫ АУ.
АУ формирует управляющие сигналы за счет тактовых импульсов поступающих с генератора на вход CLK, и сигнала сброса АУ – RESET. Схему можно разбить на три, схожим по функциям, блока, каждый из которых формирует свой выходной сигнал, в строгой последовательности. Первый блок формирует сигнал «n1», равный 10t, где t – период одного тактового импульса, второй - формирует сигнал «n2», равный 4t, третий блок формирует сигнал «N» - это 1024 импульса, предназначенных для вывода данных с ЛПЗС.
Первый блок (Блок1) состоит из 12 (двенадцати) D-триггеров. Инверторы в схеме АУ служат для формирования требуемого сигнала (среза или фронта, высокого уровня либо низкого). С появлением низкого логического уровня на входе RESET, разрешаем работу D – триггеров. С приходом первого тактового импульса, первый триггер установится в единицу. Единица установится на входе 2 (второго) и 12 (двенадцатого) D-триггеров, сигнал «n1» будет сформирован 12 (двенадцатым) триггером, путем установки его в единицу с приходом второго тактового импульса, и сбросом его с приходом 11 (одинадцатого) импульса. Сброс формируется за счет линии задержки выполненной на 10 (десяти) D – триггерах.
Сигнал «сброс» для второго блока (Блок2) берется с выхода Q предпоследнего триггера линии задержки блока (Блок1) (для совпадения среза сигнала с первого блока (Блок1), и фронта, сигнала со второго блока (Блок2)). Сигнал «n2» формируется с 6 (шестого) триггера Блока (Блок2) аналогично формированию сигнала «n1». Линия задержки сформирована на четырех D – триггерах.
Срез сигнала «n2» служит разрешающим, по средством триггера в третьем блоке (Блок3), работу одиннадцати разрядного счетчика и разрешает проход тактовых импульсов, по средством элемента логическое «И». Счетчик отсчитывает 1024 импульса и сбрасывает D – триггер, тем самым, пропустив 1024 импульса на выходе элемента логическое «И» установится логический ноль. Это и составляет управляющий сигнал для ЛПЗС – «N».
Временная диаграмма представлена на рис.5а и 5б.
Рис.5а (в начальный момент времени)
Рис.5б (в конечный момент времени)
4. 4 МИКРОСХЕМА ПЛИС.
Расположение выводов ПЛИС после компиляции (в программе MAX+plus II 9.23 Baseline) представлено на рис. 6
