Автоматизация проектирования технологических процессов реферат

Обновлено: 02.07.2024

Широкое внедрение автоматизации - наиболее эффективный путь повышения производительности труда.

На многих объектах для организации правильного технологического процесса необходимо длительно поддерживать заданные значения различных физических параметров или изменять их во времени по определенному закону. Вследствие различных внешних воздействий на объект эти параметры отклоняются от заданных. Оператор или машинист должен так воздействовать на объект, чтобы значения регулируемых параметров не выходили за допустимые пределы, т. е. управлять объектом. Отдельные функции оператора могут выполнять различные автоматические приборы. Воздействие их на объект осуществляется по команде человека, который следит за состоянием параметров. Такое управление называют автоматическим. Чтобы полностью исключить человека из процесса управления, система должна быть замкнутой: приборы должны следить за отклонением регулируемого параметра и соответственно давать команду на управление объектом. Такая замкнутая система управления называется системой автоматического регулирования (САР).

Первые простейшие автоматические системы регулирования для поддержания заданных значений уровня жидкости, давления пара, скорости вращения появились во второй половине XVIII в. с развитием паровых машин. Создание первых автоматических регуляторов шло интуитивно и было заслугой отдельных изобретателей. Для дальнейшего развития средств автоматизации необходимы были методы расчета автоматических регуляторов. Уже во второй половине XIX в. была создана стройная теория автоматического регулирования, основанная на математических методах. В работах Д. К. Максвелла "О регуляторах" (1866г.) и И.А. Вышнеградского "Об общей теории регуляторов" (1876г.), "О регуляторах прямого действия" (1876г.) регуляторы и объект регулирования впервые рассматриваются как единая динамическая система. Теория автоматического регулирования непрерывно расширяется и углубляется.

Современный этап развития автоматизации характеризуется значительным усложнением задач автоматического управления: увеличением числа регулируемых параметров и взаимосвязью объектов регулирования; повышением требуемой точности регулирования, их быстродействия; увеличением дистанционности управления и т. д. Эти задачи могут быть решены только на базе современной электронной техники, широкого внедрения микропроцессоров и универсальных компьютеров.

Широкое внедрение автоматизации на холодильных установках началось только в XX в., но уже в 60-х годах созданы крупные полностью автоматизированные установки.

Для управления различными технологическими процессами необходимо поддерживать в заданных пределах, а иногда изменять по определенному закону значение одной или одновременно нескольких физических величин. При этом необходимо следить, чтобы не возникали опасные режимы работы.

Устройство, в котором протекает процесс, требующий непрерывного регулирования, называют управляемым объектом, или сокращенно объектом (рис. 1,а).

Физическая величина, значение которой не должно выходить за определенные пределы, называется управляемым, или регулируемым параметром и обозначается буквой X. Это может быть температура t, давление р, уровень жидкости Н, относительная влажность ? и т. д. Начальное (заданное) значение регулируемого параметра обозначим Х₀. В результате внешних воздействий на объект действительное значение X может отклоняться от заданного Х₀. Величину отклонения регулируемого параметра от своего начального значения называют рассогласованием:

Внешнее воздействие на объект, не зависящее от оператора и увеличивающее рассогласование, называют нагрузкой и обозначают М_н (или Q_H -- когда речь идет о тепловой нагрузке).

Чтобы уменьшить рассогласование, необходимо оказать на объект воздействие, противоположное нагрузке. Организованное воздействие на объект, уменьшающее рассогласование, называют регулирующим воздействием -- М_р (или Q_P -- при тепловом воздействии).

Значение параметра X (в частности, Х₀) сохраняется постоянным только тогда, когда регулирующее воздействие равно нагрузке:

Х = const только при М_р = М_н.

Это основной закон регулирования (как ручного, так и автоматического). Для уменьшения положительного рассогласования необходимо, чтобы М_р было по модулю больше, чем М_н. И наоборот, при М_р

Понятие о методах автоматизированного проектирования технологического процесса. Уровни унификации обработки. Процесс взаимодействия человека и ЭВМ. Развитие теории проектирования и вычислительной техники. Тексты программ, результаты их проверки.

Рубрика	Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	24.05.2014
Размер файла	31,1 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия им. Столыпина

По дисциплине: Системы автоматизированного проектирования технологических процессов

студент 3 курса ССО

1. Понятие о методах автоматизированного проектирования технологического процесса

автоматизированный проектирование унификация

Процесс формирования ТП в общем случае - совокупность процедур структурного и параметрического синтеза с принятием и последующим анализом проектных решений. Принятие решения по каждой задаче, за исключением задач расчетного характера, производится в результате выбора известных типовых решений с учетом условий применимости. Для этого достаточно описать весь набор типовых решений, а также условий, при которых может быть выбрано каждое из решений.

По уровню решаемых задач типовые решения подразделяются на две группы: локальные и глобальные. Локальное типовое решение относится к частной технологической задаче, определяющей технологический элемент (например, модель станка при назначении станка на операцию). Глобальное типовое решение охватывает весь круг решаемых задач. Примером такого решения является типовой ТП изготовления деталей определенного типа, выбранный из множества типовых ТП.

Существуют три уровня унификации обработки: отдельной поверхности, сочетания поверхностей и детали в целом. Учитывая все перечисленные факторы: характер решаемых задач (расчетные или нерасчетные), разновидности типовых решений (локальные или глобальные), используемые уровни унификации обработки, можно выделить следующие методы автоматизированного проектирования ТП:

1) прямое документирование;

3) использование аналогов;

4) проектирование на основе типизации, или унифицированных ТП;

Под автоматизацией проектирования понимают систематическое использование ЭВМ в процессе проектирования при обоснованном распределении функций между человеком и ЭВМ и обоснованном выборе методов автоматизированного решения технологических задач.

Согласно ГОСТ 22487 -- 77 различают проектирование трех видов: неавтоматизированное, автоматизированное и автоматическое. При неавтоматизированном проектировании все преобразования описаний объекта и (или) алгоритма его функционирования или алгоритма процесса, а также представление описаний на различных языках осуществляет человек. При автоматизированном проектировании все вышесказанное осуществляется в результате взаимодействия человека и ЭВМ, а при автоматическом проектировании -- без участия человека.

При автоматизированном проектировании проектировщик должен решать творческие задачи, а ЭВМ -- задачи, функции которых связаны в основном с выполнением нетворческих или умственно-формальных процессов при проектировании.

Дальнейшее развитие теории проектирования и вычислительной техники позволяет постепенно передавать ЭВМ решение и творческих задач.

Производительность труда технолога-проектировщика повышается:

1. Совершенствованием системы проектирования, включая систематизацию самого процесса проектирования и улучшение труда проектировщиков;

2. Комплексной автоматизацией нетворческих функций проектировщика в процессе проектирования;

3. Разработкой имитационных моделей для автоматического воспроизведения деятельности человека, его способности принимать решения в условиях полной и частичной неопределенности создавшихся ситуаций.

По степени углубленности разработок различают несколько уровней проектирования: разработку принципиальной схемы технологического процесса, проектирование технологического маршрута обработки детали, проектирование технологических операций, разработку управляющих программ для оборудования с числовым программным управлением.

Технологический процесс механосборочного производства и его элементы являются дискретными, поэтому задача синтеза заключается в определении их структуры. Если среди вариантов структуры ищут наилучший в некотором смысле, то такую задачу синтеза называют структурной оптимизацией.

Расчет оптимальных параметров технологического процесса или операции (перехода) при заданной структуре с позиции некоторого критерия называют параметрической оптимизацией. Возможности постановки и решения задач структурной оптимизации ограничены, поэтому под оптимизацией часто понимают только параметрическую оптимизацию. Следовательно, параметрическая оптимизация -- это определение таких значений параметров х при которых некоторая функция F(x), называемая целевой, или функцией эффективности, принимает экстремальное значение.

На каждом уровне процесс технологического проектирования (проектирование технологических процессов и их оснащение) представляется как решение совокупности задач.

При решении технологической задачи взаимодействие технолога-проектировщика с ЭВМ представляет процесс обмена информацией в определенном режиме. Различают два основных режима: пакетный (автоматический) и диалоговый (оперативный).

При пакетном режиме технолог-пользователь и программист, как правило, не имеют прямой связи с ЭВМ. Тексты программ, результаты их проверки и решения технологической задачи передаются через оператора машине. Пакет прикладных программ представляет комплекс программ, работающих под управлением программы-монитора и предназначен для решения определенного класса близких друг другу технологических задач, например проектирование технологического маршрута обработки деталей определенного класса (группы), сборки узлов и сборочных операций заданного типа.

2. Параметрический метод

Сущность параметрического метода заключается в разделении функций между ЭВМ и человеком. Технологическое проектирование в этом случае состоит из двух этапов.

Первый этап - без машинное проектирование ТП. На этом этапе вручную решаются следующие трудно формализуемые творческие по характеру задачи:

? формирование структуры ТП (технологического маршрута и последовательности переходов в операциях);

? выбор модели оборудования и методов обработки;

? выбор технологических баз, схем установки и типов приспособлений;

? установление размерной структуры ТП и технических требований на расположение поверхностей.

Второй этап - автоматизированное проектирование параметров ТП и отдельных операций. Он начинается с ввода в ЭВМ информации о детали (наименование, материал, твердость, покрытие и т.д.), структуре ТП (номер, наименование операций, переходов), размерной структуре. Затем в автоматическом режиме решаются следующие задачи проектирования:

? расчет припусков на обработку, операционных размеров и допусков на них;

? выбор средств технологического оснащения (режущего, вспомогательного и измерительного инструментов);

? расчет режимов резания и норм времени;

? формирование информации для АСУП.

Системы автоматизированного проектирования рассматриваемого типа легко адаптируются к производственным условиям, требуют введения небольшого объема исходных данных и легко воспринимаются технологами. С их помощью можно проектировать ТП для широкой номенклатуры деталей, включая и сложные. Однако эффективность решений в таких системах во многом зависит от квалификации технолога. Как и в случае прямого документирования, здесь не требуется специальное описание информации о детали. Данные о детали и заготовке, необходимые для выполнения расчетов, вводятся по запросу системы в диалоговом режиме.

Системы параметрического проектирования являются автоматизированными системами низкого уровня, с которых целесообразно начинать автоматизацию технологического проектирования. Они помогают быстрее снять так называемый психологический барьер, существующий между технологом и вычислительной техникой, отработать организацию работ на предприятии при проектировании ТП с помощью ЭВМ, создать, отладить и освоить базы данных технологического назначения.

3. САПР-ТП как инструмент управления гибких технологических систем

Первыми двумя целями и задачами автоматизации технологической подготовки производства являются следующее:

- Сокращение трудоемкости технологической подготовки производства и, как следствие, сокращение числа технологов.

- Сокращение сроков технологической подготовки производства.

Необходимы еще следующие замечания относительно двух первых целей и задач. Сокращение числа технологов приводит к уменьшению себестоимости изделия. А необходимость сокращения сроков технологической подготовки производства обуславливается тем, что в конкурентной борьбе выстоит та фирма, которая не только выпускает конкурентоспособную продукцию, но и укладывается в минимальные сроки по подготовке этой продукции к выпуску. Если представить, что две конкурирующие фирмы одновременно решили выпускать одинаковое изделие, но первая из них затратила полгода на проектирование и производство первого образца, а у второй фирмы на это ушел год, то конечно же первая фирма будет находиться в более выгодном положении на рынке. Современная станкостроительная фирма считается конкурентоспособной, если время от идеи создания нового современного станка до выхода первого образца этого станка за ее ворота составляет не более 1,5 лет.

Третьей целью и задачей автоматизации технологической подготовки производства является повышение качества разрабатываемых технологических процессов. Эта необходимость объясняется следующими причинами.

Техническое перевооружение современного машиностроительного производства осуществляется в основном по двум направлениям:

1. Замена универсального оборудования с ручным управлением, обслуживаемого рабочим высокой квалификации, оборудованием с автоматическим циклом обработки. Переналадка такого оборудования осуществляется наладчиками по тщательно разработанным операционным и наладочным картам. Возможно многостаночное обслуживание такого оборудования. В связи с увеличением дефицита квалифицированных рабочих это направление достаточно перспективно, особенно в условиях средне - и крупносерийного производства.

2. Внедрение станков с ЧПУ, обладающих гораздо большей степенью универсальности. Их переналадка занимает в десятки раз меньшее время, чем в первом случае. Но и здесь необходимо тщательно прорабатывать технологические процессы и затем составлять управляющие программы.

К настоящему времени выделились два направления применения средств вычислительной техники в машиностроении: автоматизация производственных процессов и автоматизация инженерного труда.

Первое направление -- это оборудование с числовым программным управлением, гибкие производственные комплексы и системы.

Второе -- системы автоматизированного проектирования изделий и технологии их изготовления (САПР), автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТГ1) и производством (АСУП). Это многообразие решаемых задач можно разбить по виду выходного информационного материала на два типа.

1. Машинная печать и тиражирование различной технологической документации в рамках требований ГОСТов, ЕСКД, ЕСТД, ЕСТПП, АСТПП, т. е. чертежей, графиков, различных карт технологических процессов и другой конструкторской, технологической, нормативной и бухгалтерско-экономической документации, выполненной с разной степенью точности и глубины проработки, диктуемых серийностью производства и отраслевыми условиями обработки. Это порождает большое разнообразие решаемых задач и обычно частный отраслевой характер разрабатываемых САПР ТПП. В перспективе неоправданное разнообразие таких разработок будет сокращено за счет межотраслевой стандартизации и унификации методик, алгоритмов, языков программирования, нормативно-справочных материалов, в том числе единых общемашиностроительных технически обоснованных режимов резания и норм времени для обоснованного и гибкого (универсального) управления качеством и производительностью обработки.

2. Запись управляющих программ на различных программоносителях, необходимых для оборудования с ЧПУ, включая и управляемого от ЭВМ; в том числе объединенных в гибкие производственные системы вне зависимости от типа производства. Для полного решения этой задачи необходимо от эмпирического подбора режимов резания в программах обработки перейти к использованию автоматизированных систем управления, разработанных на базе САПР операций, зачастую состоящих из разных видов обработки по тщательно разработанным общим нормативным зависимостям, управляющим качеством и производительностью обработки заготовок.

6. Петухов А.В. и др. Системы автоматизированного проектирования технологических процессов. Учебное пособие - М-во образования Респ. Беларусь, Гомел. гос. техн. ун-т им П.О Сухого, 2011. - 144 с.

7. Черепашков, А.А., Носов, Н.В. Компьютерные технологии, моделирование и автоматизированные системы в машиностроении - М.: ИнФолио, 2009. - 642 с.: ил.

8. Электронные устройства информационных систем и автоматики. Учебник / Э.М. Ромаш, Н.А. Феоктистов, В.В. Ефимов. - М.: Дашков и К°, 2009 г. - 248 стр.

9. Автоматизация производственных процессов: учебное пособие / Л.И. Волчкевич. - М.: "Машиностроение", 2007 г. - 380 с.

11. Технологические основы гибких производственных систем: учебник / Под ред. Ю.М. Соломенцева. - 2-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 2000. - 255 с.: ил. - ISBN 5-06-003664-2 (в пер.): 53.90 р.

13. Машиностроение: энциклопедия. Т. III-5. Технология сборки в машиностроении / под общ. ред. Ю.М. Соломенцева. - М.: Машиностроение, 2006. - 640 с.: ил. - ISBN 5-217-01959-Х (в пер.): 875 р.

Подобные документы

AutoCAD как одна из самых популярных графических систем автоматизированного проектирования, круг выполняемых ею задач и функций. Технология автоматизированного проектирования и методика создания чертежей в системе AutoCAD. Создание и работа с шаблонами.

лекция [58,9 K], добавлен 21.07.2009

Технологии автоматизированного проектирования, автоматизированного производства, автоматизированной разработки и конструирования. Концептуальный проект предполагаемого продукта в форме эскиза или топологического чертежа как результат подпроцесса синтеза.

реферат [387,2 K], добавлен 01.08.2009

Программные средства и системы для создания, автоматизирования технологических процессов. Разработка технологического процесса в системе "Вертикаль". Создание 3D моделей операционных заготовок в системе "Catia", технологической оснастки в "Solid Works".

дипломная работа [6,1 M], добавлен 25.06.2012

Разработка трехмерной модели судна на уровне эскизного проекта в системе автоматизированного проектирования CATIA v5 R19. Технология и этапы автоматизированного проектирования. Параметризация и декомпозиция судна как сборки. Принципы работы в CATIA.

методичка [597,5 K], добавлен 21.01.2013

Состав, содержание и документирование работ на стадиях создания систем автоматизированного проектирования. Стандарты создания технологического оборудования, тактико-техническое задание и технико-экономическое обоснование комплекса средств автоматизации.

МОСКВА 2011
СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3
1. БЛАНК ЗАДАНИЯ 4
1.1 Чертеж детали 4
1.2 Выбор способа получения заготовки 5
1.3 Анализ материала заготовки 6
2. ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР СТАНКА 7
3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ОБРАБОТКИ 10
3.1 Чертеж детали 10
3.2 Схема расположениязаготовки в трехмерной системе координат 12
3.3 Расчет режимов резания при черновом фрезеровании 13
3.4 Выбор постпроцессора 15
3.5 Управляющая программа 17
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 18
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 19

[pic]
1.2 Выбор способа получениязаготовки
Оптимальный метод получения заготовки выбирают, анализируя ряд факторов: материал детали, технические требования на ее изготовление, объем и серийность выпуска, форму поверхностей и размеры деталей. Метод получения заготовки, обеспечивающий технологичность и минимальную себестоимость, считается оптимальным.
Максимально приблизить геометрические формы и размеры заготовки к размерам и формеготовой детали - одна из главных задач в заготовительном производстве. Оптимизируя выбор метода и способа получения заготовки, можно не только снизить затраты на ее изготовление, но и значительно сократить трудоемкость механической обработки.
В машиностроении для получения заготовок наиболее широко применяют следующие методы:
- литье;
- обработку металлов давлением;
- сварку;- комбинации этих методов.
Каждый метод содержит большое число способов получения заготовок.
Вид заготовок и способ их изготовления для конкретной детали определяются такими показателями, как:
- материал;
- конструктивная форма;
- серийность производства;
- масса заготовки.
На основании вышеизложенного в качестве получения заготовки используется технологияобработки давлением, что обеспечивает максимально приближенные геометрические формы заготовки и уменьшение трудоемкости изготовления детали.

1.3 Анализ материала заготовки

Сплав АЛ5 (средней прочности при комнатной и повышенной температурах) относится к системе Al-Si-Cu-Mg. Он обладает достаточно высокой прочностью при комнатной температуре ((В=230-280Мпа) и повышенной ((100300=35Мпа)жаропрочностью. Свойства определяли на отдельно отлитых образцах. Сплав имеет хорошие литейные свойства, повышенную герметичность. Недостатки сплава: низкая пластичность ((=0,5-1,5%) и пониженная коррозионная стойкость. Путем снижения содержания примеси железа пластичность сплава можно повысить более чем в 2 раза.
Технологические свойства:
Сплав.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Кафедра “ Робототехнические системы ”

к курсовому проекту по дисциплине

“Автоматизированные системы управления технологическими процессами”

3. Формулировка задачи

4. Функциональная схема устройства и ее описание

5. Выбор элементной базы и характеристики микросхем

6. Описание схемы электрической принципиальной

7. Временные диаграммы цикла "ввод" с описанием

Связь между центральным процессором (ЦП), запоминающими устройствами и внешними устройствами осуществляется через общий системный канал.

Пользователь может подключать к каналу как собственные устройства ввода-вывода, так и дополнительные устройства, соблюдая при этом требования и условия работы интерфейса системного канала.

Связь между двумя устройствами, подключенными к каналу, осуществляется по принципу "управляющий-управляемый". В каждый момент времени только одно устройство является активным. Активное устройство управляет циклами обращения к каналу, при необходимости удовлетворяет требованиям прерываний от внешних устройств, контролирует предоставление прямого доступа.

Пассивное устройство является исполнительным. Оно может принимать и передавать информацию только под управлением активного устройства.

Типичный пример активного устройства - центральный процессор, выбирающий команду из памяти, которая всегда является пассивным устройством; устройство, работающее в режиме прямого доступа к памяти (ПДП).

Связь между устройствами через системный канал является замкнутой и асинхронной.

В ответ на управляющий сигнал, передаваемый активным устройством, поступает сигнал от пассивного устройства. Процесс обмена между устройствами не зависит от длины канала и времени ответа пассивного устройства (в пределах заданного интервала времени - как правило, не более 10 мкс).

Обмен между двумя устройствами может выполняться как 16-разрядными словами, так и байтами. Системный канал Q - bus обеспечивает три типа обмена данными: программный, в режиме прямого доступа к памяти, прерывание программы.

Физически, канал Q - bus представляет собой унифицированную магистраль, содержащую 72 линии, по которым осуществляется передача информации, необходимой для работы ЭВМ.

Использование единого интерфейса позволяет иметь общий для всех устройств алгоритм связи, и, следовательно, унифицированную аппаратуру сопряжения.

Аннотация

В данной курсовой работе разработана схема электрическая принципиальная устройства пользователя, работающая в программном режиме в составе микропроцессорной системы с магистралью Q-bus .

При разработке электрической схемы использованы интегральные схемы серии К 155, К 555.

Формулировка задачи

В курсовой работе необходимо разработать схему электрическую принципиальную интерфейса, работающего в программном режиме для микропроцессорной системы с магистралью Q-bus.

В состав устройства пользователя должны входить два (не меньше) регистра для записи и чтения информации. При разработке электрической схемы, необходимо использовать интегральные ТТЛ-микросхемы серий К 155, К 555, а также другие ТТЛ-совместимые микросхемы.

Адреса регистра для чтения - 160 075,

для записи - 160 076,

Функциональная схема устройства и ее описание

Функциональная схема устройства приведена на рис. 1. Адреса регистров даются перемычками или переключателями на входах схемы сравнения.

Схема обеспечивает программный доступ к 4-м регистрам ( RG ), как для записи (076, 100), так и для чтения (075).

Сигналы ВУ и данные адреса Д3-Д15 обеспечивают выбор соответствующего регистра внешнего устройства, адрес которого находиться в пределах 160000-177777.

Адрес регистра внешнего устройства задается перемычками или переключателями.

В качестве регистра можно использовать 16 триггеров, входы которых объединены и подключены к логике сравнения.

В данной схеме разряды Д0-Д1 определяют выбор устройства, разряды Д3-Д15 выбирают регистр. Сигнал СИА информирует о том, что на линиях ДА установлен адрес и используется для запоминания внутреннего сигнала "выбор устройства", а также разрядов адресов с 0 по 2. Если внутренний сигнал ВУ после окончания адресной части цикла будет активным, то после поступления сигнала "ввод" или "вывод" логика вырабатывает сигнал записи или чтения в соответствующий регистр. После того, как данные будут переданы или приняты устройством, логика управления должна вырабатывать сигнал СИП и если он не будет передан в процессор за 10мкс, процессор переходит к подпрограмме обслуживания внутреннего прерывания с адресом вектора 4.

От ВУ К ВУ

К ДА 15 1 чтение

К ДА 14 1 RG

К ДА 13 1 Q

К ДА 12 1 D

К ДА 11 1 D T Q 1 & C

К ДА 10 1 C ED

К ДА 9 1 R Q 1

К ДА 8 1 D Q 2 & ШД

К ДА 6 1 C запись

К ДА 5 1 R Q 2 С RG

К ДА 4 1 ED Q

К ДА 3 1 D

К ДА 2 1 к ВУ

К ДА 1 1 к ШД

К ДА 0 1

ВУ 1

СИА 1

сброс 1

ввод 1

вывод 1

Рис. 1. Функциональная схема устройства.

Описание схемы электрической принципиальной

Любой цикл обращения к каналу начинается с посылки сигнала "Сброс", который вызывает очистку регистров Д15-Д19 (ИР 23) и триггера Д9 (ТМ 7).

После этого на входах ДА0 - ДА15 устанавливают адрес регистра, к которому осуществляется обращение, а ЦП вырабатывает сигнал "ВУ". Если общая часть адреса соответствует поданной на дешифратор, состоящий из элементов Д 4.1 - Д 4.6 (ЛН 1); Д12, Д13 (ЛА 2) и Д14 (ЛЕ1), то на выходе Д14 будет "1". Эта "1" подается на схему выбора регистра Д 6.1 - Д 8.3 (ЛА 3), где при наличии сигналов "ввод" или "вывод" генерируется сигнал "СИП", который подается в ЭВМ, а также сигналы управления регистрами (23-27), которые запоминаются в триггере Д9 (ТМ 7).

По сигналу "СИП" из ЭВМ начинается передача информации, если 27 - "1", 25 - "0", иначе прием информации из одного регистра чтения. Регистру с адресом 160 076 соответствуют сигналы 23 - "1", 24 - "0", а с адресом 160 100 - 24 - "1", 23 - "0".

Выбор элементной базы и характеристики микросхем

В курсовой работе по возможности использованы микросхемы серии К 555, у которых вместо многоэлементного транзистора на входе используется матрица диодов Шотке.

Введение этих диодов исключает накопление лишних базовых зарядов, увеличивающих время выключения транзистора, и обеспечивает стабильность времени переключения транзистора в диапазоне температур.

Кроме того, в схеме используется несколько микросхем серии К 155.

Основные параметры микросхемы ТТЛ К 555:

t згр=10 нс; Рнот=2 мВт; Энд=20.

Нагрузка: Сн=15 нФ; Рном=2 кОм; Кветв.=10.

Логические элементы, используемые в устройстве пользователя реализованы на следующих микросхемах:

а) ЛЕ 1 выполняет логическую операцию "ИЛИ - НЕ".

б) ЛА 2, ЛА 3 - выполняют логическую функцию " И " с несколькими входами.

в) ЛН1 представляет собой инвертор, снабженный двухтактным входным каскадом, выполняющий операцию " НЕТ " .

В качестве элемента задержки использован Д-триггер, воспользовавшись микросхемой ТМ 7, содержащей две пары Д-триггеров.

Регистры выполнены на микросхемах ИР 23.

Основные параметры ЛА 2:

Микросхема ЛН 1 содержит 6 инверторов и имеет двухконтактный выходной каскад. Ее основные параметры:

Временная диаграмма цикла “ВВОД”

Направление передачи при выполнении операций обмена данными определяется по отношению к активному устройству . При выполнении цикла ВВОД данные передаются от пассивного устройства к активному .

Временные диаграммы приведены на рисунке 2.1 и 2.2 для активного и пассивного устройств соответственно.

АД 1,2 АД 2,1

ОБМ1 ОБМ 2

ДЧТ 1 ДЧТ 2

ОТВ 2 ОТВ 1

ВУ 1 ВУ 2

ПЗП 1 ПЗП 2

Рис. 2.1 и 2.2 Временные диаграммы цикла ВВОД.

На рисунке обозначены:

1 - передаваемый сигнал;

2 - принимаемый сигнал;

* - состояние сигнала не имеет значения.

Порядок выполнения операций следующий :

Активное устройство в адресной части цикла передаёт по линиям 00-15 адрес и вырабатывает сигнал ВУ , если адрес находится в диапазоне 160 000 – 177 777 ;

Не ранее чем через 150 нс после установки адреса активное устройство вырабатывает сигнал ОБМ, предназначенный для запоминания адреса во входной логике выбранного устройства;

Пассивное устройство дешифрирует адрес и запоминает его;

Активное устройство снимает адрес с линий 00-15 , очищает линию ВУ , вырабатывает сигнал ДЧТ сигнализируя о готовности принять данные от пассивного устройства , и ожидает поступления ответного сигнала ОТВ;

Пассивное устройство помещает данные на линии 00-15 и вырабатывает сигнал ОТВ ,сигнализирующий о наличии данных в канале. Если сигнал ОТВ не вырабатывается в течении 10 мкс после выработки сигнала ДТЧ , то МП переходит к обслуживанию внутреннего прерывания по ошибке обращения к каналу с адресом вектора 4;

Активное устройство принимает сигнал ОТВ , принимает данные и снимает сигнал ДЧТ;

Пассивное устройство снимает сигнал ОТВ по заднему фронту сигнала ОТВ , завершая операцию передачи данных;

Активное устройство снимает сигнал ОБМ по заднему фронту сигнала ОТВ, завершая канальный цикл ВВОД.

Во время выполнения цикла ВВОД сигнал ПЗП не вырабатывается

Сигналы передачи адреса и данных:

АД15 - АД00 - передача адреса и данных;

ОБМ - синхронизация активного устройства в циклах обмена данными;

ДЧТ - ввод данных (чтение);

ДЗП - вывод данных (запись);

ПЗП - байт (признак записи байта);

ВУ - выбор внешнего устройства .

Литература

1. Р.И.Фурунжиев ; Н.И.Бохан “Микропроцессорная техника в автоматике” Минск “Ураджай” 1991 г.

2. МикроЭВМ в 8 кн. :практическое пособие / под редакцией Л.Н.Преснухина.-М.:Высшая школа , 1988 . 172 с .

3. О.Н.Лебедев “Микросхемы памяти и их применение ” , М.:Радио и связь ,1990

4. Богданович М.И., Грель И.Н., Прохоренко В.А. "Цифровые интегральные микросхемы". - Справочник, - Мн. " Беларусь " , 1991 г.

5. МикроЭВМ: в 8 кн. Практическое пособие. (Под ред. Л.Н. Треснухина. Кн. 1 "Семейство ЭВМ". "Электроника-60" - М.: Высшая школа" 1988 г.

6. "Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных схем": Справочник в 2-х томах; под ред. Шахнова В.А. - М. : Радио, связь, 1988 г.

7. Шило В.И. "Популярные цифровые микросхемы". - Справочник. - Москва "Радио и связь" 1987 г.

Читайте также: