Namangan muhandislik-qurilish instituti «Sanoatni axborotlashtirish»

3-bob Boshqarish sistemalarining ijro qiluvchi qurilmalar

3.1 Mantiqiy elementlarning funksiyalari

Mantiqiy elementlar mantiqiy ifodalarni bajarishga mo‘ljallangan bo‘lib, barcha arifmetik va mantiqiy amailami ular asosidagi qurilmalar yordamida amalga oshiriladi. Quyidagi rasm larda hisoblash mashinalarida qo‘llaniladigan asosiy mantiqiy elementlar va ularning ishlash prinsiplari keltirilgan.
Triggerlami informatsiyani qabul qilish usuli, qurilish prinsipi, hamda funksional imkoniyatlari bo‘yicha sinflash mumkin.
Informatsiyani qabul qilishi bo‘yicha: asinxron va sinxron triggerlar mavjud. Asinxron triggerlar informatsion kirishlarida signallaming paydo bo‘lish momentida o‘z reaksiyalarini ko‘rsatadi.
Sinxron triggerlar esa sinxron signal kirishi S dagi boshqaruvchi impuls signali mavjud bo‘lgandagina informatsion kirishlardagi signallarga o‘z reaksiyalarini bildiradilar. Sinxron triggerlar o‘z navbatida, S kirish orqali boshqariladigan statik va dinamik turlarga bo‘linadi.
Statik boshqarishli triggerlar inform atsion kirishlardagi signallami S kirishiga «1» yoki «0» signallari berilgandagina qabul qila oladi. Dinamik boshqarishli triggerlar esa informatsion kirishlardagi signallami S kirishdagi signal «0» dan «1» ga o‘zgarganda yoki «1» dan «0» ga o‘zgarganda qabul qila oladi. Statik triggerlar bir bosqichli va ikki bosqichli turlarga bo‘linadi. Bir bosqichli triggerlar informatsiyani saqlashning bir bosqichi, ikki bosqichli triggerlar esa informatsiyani saqlashning ikki bosqichi mavjudligi bilan xarakterlanadi. Dastlab informatsiya birinchi bosqichga yoziladi, keyin ikkinchi bosqichga ko‘chirib o‘tkaziladi va iformatsiya trigger chiqishida paydo bo‘ladi.
Funksional imkoniyatlarga ко‘ra triggerlar quyidagi turlarga bo‘linadi:
- «0» va «l» holatlargaalohida-alohidaotmatiladigan triggerlar (RS-trigger);
- kirish bo‘yicha informatsiyani qabul qiluvchi triggerlar (D - trigger yoki kechiktirish triggeri);
- sanoqli kirishga ega triggerlar (T - trigger);
- J va К informatsion kirishli universal triggerlar (JK - trigger).
Diskret elementlar asosida qurilgan simmetrik triggeming elektr sxemasi
Registrlar va sanash qurilmalari.
Bir nechta triggerlarni ketma-ket yoki parallel ulash va ularning kirishlarini mantiqiy elementlar bilan boshqarish orqali registrlar va sanash qurilmalari sxemaslarini hosil qilish mumkin.
Registr deb - axborotni qabul qiluvchi, saqlovchi, murakkab boMmagan o ‘zgartirishlar (chapga va o ‘nga surish)ni am alga oshiruvchi hamda axborotni to‘g‘ri va teskari kodlarda uzatuvchi qurilmaga aytiladi. Registrlar ketma-ket kodlami parallel kodga va aksincha, o‘zgartirishda ham ishlatiladi. Registrlaming asosini triggerlar hosil qiladi va triggerlarni ketma-ket yoki parallel ulash orqali registr sxemasi hosil qilinadi.
Sonning har bir razryadi registming razryadiga (saqlovchi triggerga) mos keladi.
Registrlaming parallel, ketma-ket prinsipda ishlovchi, o‘nga va chapga suruvchi hamda reversiv turlari mavjud.
Parallel prinsipda ishlovchi registrlarda kodlar parallel yoziladi va o‘qiladi, ketma-ket prinsipda ishlovchi registrlarda esa kodlar ketma-ket yoziladi va o‘qiladi. O‘nga va chapga suruvchi registrlar kodlami o‘nga va chapga surish uchun xizmat qiladi.
Sanash qurilmasi- kirishdagi impulslar sonini hisoblash uchun xizmat qiladi. Har bir impuls sanash qurilmasida saqlanayotgan sonni bittaga o‘zgartiradi. Ular bajaradigan vazifasiga ko‘ra qo‘shuvchi, ayiruvchi va reversiv (ham qo‘shuvchi, ham ayiruvchi) turlarga bo‘- linadi.
Analog-raqamli va raqam-analogli o‘zgartgichlar haqida umumiy tushuncha. Xalq xo‘jaligining barcha jabhalarida sanoatni avtomatlashtirish bir qancha muammolarni keltirib chiqaradiki, bular asosan, agregat va texnik obyektlami boshqarish sifatini oshirish, avtomat ishidagi jarayon vaqtini qisqartirish, rostlanuvchi parametrning aniqlik darajasini oshirish, qurilmalarni mikrominiatyuralash, ishlash puxtaligini oshirish, texnik iqtisodiy ko'rsatkichlarini yaxshilash bilan bog‘liq bo‘ladi.
Aytib o‘tilgan muammolarni yechish faqat hisoblash tizimlari katta va kichik boshqaruvchi hisoblash mashinalari (BXM), raqamli rostlagichlar va uzatuv tizimlari hamda boshqa shunga o‘xshash, tarkibida analog-raqamli va raqam-analogli vositalar bo‘lgan jihozlami qoMlash orqadigina amalga oshirilishi mumkin.
BXM li tizimlarda boshqaruv signallarining ketma-ketligi har bir qadamda apparatli avtom atlashtiriga vositalari bajaradigan vazifalami o‘zgartirish qobiliyatiga ega bo‘lib, har qanday murakkab vazifalarni bajarish imkonini beradi. Bu ketm a-ketlik, odatda dastumi tashkil qiladi va BXM li tizimli dasturli bajarish tizimi deb yuritiladi.
Raqamli rostlagich va raqamli kuzatuv tizimlari bo‘lgan avtomatlashtirish tizimlarida boshqaruv, oldindan ularga qo‘yilgan vazifalarga ko‘ra, qat’iy tuzilma (har bir boshqaruv apparatlari ma’lum vazifani bajarganda) asosida bajariladi. Bunday turdaga apparatlarga ega tizimlar apparaturali yechimlar deb yuritiladi.
Boshqariluvchi obyektlarga ega bo‘lgan hisoblash tizimlari bilan aloqa qilish va bog’lanish qurulmalari sifatida, axborotga ishlov berish uchun (masshtablash, liniyaviy va operativ o‘zgartirish, chiziqlashtirish, aproskim asiyalash, prognozlash va b.k.), shuningdek, boshqaruvchi ta’sirlami ishlab chiqish uchun analograqamli o‘zgartirgichlar (ARO‘) va raqam-analogli o‘zgartgichlar (RAO‘) qo‘llaniladi. ARO‘ va (RAO1) lami qurishda turli elektron, elektromagnit va elektromexanik qurilmalardan foydalaniladi.
Mikroprosessorlar asosini mantiqiy katta integral sxemalar (KIS) tashkil etib, ularda dasturlanishlik va ko‘p funksiyalanish tamoillari amalga oshiriladi.
Avtomatlashtirish tizimlarida boshqaruv vazifasining murakkabligiga ko‘ra, mikroprosessorlar, hisoblash-yechish bloklari yoki mikrodasturlash qurilmalari ishlatiladi. Mikrodasturlash qurilmalari, ularning baza elementlari, ishchi siginallar, ishlash sharoitlari, qurilish turlari va maqsadli funksiyalari bilan aniqlanadigan apparatli vositalar yordamida bajariladi. Apparat vositalari asosida diskret avtomatik qurilmalarning dasturiy turlari yaratiladi. Kuchli moslashuvchanlik xususiyatiga ega bo‘lgan, unchalik tezkor bo‘lmagan hozirgi zamon boshqaruv tizimlarida mikroprosessorlar qo‘llaniladi. Ular nisbatan sodda ravishda haqiqiy vaqt masshtabida axborot ishlab chiqaruvchi bloklarni ishga tushiradi. Bunday bloklar tarkibiga mikroprosessor yig‘malari kiradi. Ular dasturlash, arifmetik mantiqiy jarayonlarni bajarish, xotira qurilmalari (ularda dasturlar, operativ axborotlar, har xil kichik, o‘rta va katta interval sxemalar) va bolokalardan iborat. Mikroprosessorning afzalligi, kiritilayotgan axborot mazmuniga qarab, o‘z vazifalarini o‘zgartira olish qobilyatiga egaligidir. Ular yordamida taymerdan, dasturiy ish arifmetik mantiqiy qurilmalar, avtomatik o‘matuvchi sxemalar va boshqalar boshqariladi. Mikroprosessorlarning yuqori darajalagi texnik tavsiflari va ishlab chiqarilayotgan axborot birligiga nisbatan olganda, kichik qiymatga egaiigi, ayrim sanoat korxonalari texnologii jarayonlarini avtomatlashtirishda, robot texnikasini qo‘llashda katta omil hisoblanadi.
Ko‘pchilik rostlanuvchi obyektlardan kelayotgan ma’lumotlar uzluksiz ko‘rinishda bo‘ladi; mexanik ko‘chish, burilish burchagi vaqtinchalik interval chastotasi impulslar uzunligi. Ko‘p hollarda ma’lumotlami sifatli va ishonchli uzatish uchun xabarlami diskret formada ifodalash kerak bo‘ladi.
Kirish analog signali belgilangan darajadan oshib ketganda, elektron chiqish signalini (ijobiy old) ishlab chiqaradi va bu daraja komparatoming raqamli kodi bilan belgilanadi. Komparator kodi kodlarni taqqoslash chipi yordamida ARO‘ chiqish kodlari bilan taqqoslanadi. Kod taqqoslagichining chiqish signali ARO‘ bilan Rdy signalining tirajida saqlanadi, bu esa kirish kodlarini o‘zgartirish vaqtida komparator chiqishida yuzaga keladigan qisqa impulslaming ta’sirini bartaraf etish imkonini beradi. Ushbu tetikni qo‘Ilash bir soat davomida chiqish signalini kechiktiradi.
Bu holatda ARO ‘dan foydalanish oqilona emas, ortiqcha bo'lishi mumkin. Odatda, analog va raqamli tizimlarida, kodlari ketma - ketlikdagi kirishini o ‘zgartiradi, shuning uchun qo‘shimcha ARO‘ talab qilinmaydi, faqat taqqoslash kodlari va triggerlar etarli ekanligini yodda tutishimiz kerak.
ARO‘ shuningdek, kirish analog signalining amplitudasini hisoblash davrlarida ham qo‘llaniladi. Bunday hisoblash uchun allaqachon hisoblash sxemasidan kirish kodining ekstremal qiymatidan foydalanishinmiz mumkin.
Ro‘yxatga olish ruxsatnomasiga ega bo‘lgan kodning joriy qiymati registrda qayd etilgan kod qiymatidan kattaroq bo‘lsa, RDY signalida ARO‘ chiqishi biian kod yoziladi. Natijada, registrda kirish signalining bir davridan keyin kirish signalining amplitudasi kodi bo‘ladi. Transformatsiya davrida ARO‘ kodlami taqqoslash va ro‘yxatga olish uchun vaqt topishi kerak.
Agar bunday kirish signali amplitudasi hisoblagichi allaqachon mavjud bo‘lgan murakkab analog-raqamli tizimda ishlatilsa, ARO4, kirish signalini kodlarga doimiy ravishda o‘zgartiradi. Bundan tashqari, faqat raqamli mikrosxemalar talab qilinadi: kodlami taqqoslash va ro‘yxatga olish.
ARO‘ning eng keng tarqalgan ishlatilishi kirish signalini kod oqimiga aylantirishdir va bu kodlar odatda bufer xotirasiga yoziladi. Bunday holda, eng mos keladigan davriy rejim bilan bir tomonlama bufer. Ya’ni, birinchi navbatda, kirish signalining namuna kodlari qatori bufer xotirasiga kiritiladi va keyinchalik bu qator qayta ishlash uchun o‘qiladi. Masalan, ekranda analog signallami kuzatish uchun mo‘ljallangan raqamli osilograf qurilgan.