CuprinsIntroducere..................................................................................................................................................0

1. Schema bloc a controlerului digital:........................................................................................................1

2. Proiectarea Secventiatorului....................................................................................................................2

2.1. Graful Starilor...................................................................................................................................3

2.2. Forma de unda..................................................................................................................................3

2.3. Tabela de succesiune a starilor........................................................................................................4

2.4. Diagrame K-V..................................................................................................................................5

2.5 Schema circuitului bistabil si porti logice..........................................................................................6

3. Proiectare Generator de impulsuri cu frecventa variabila........................................................................7

3.1 Schema..............................................................................................................................................7

3.2 Forma de unda a G.I.F.V...................................................................................................................7

3.3 Relatii de calcul.................................................................................................................................8

3.4 Alegere Rezistente, condensatori, potentiometru...............................................................................8

4. Proiectarea Blocului de comenzi.............................................................................................................9

4.1 Schema Blocului de Comanda...........................................................................................................9

4.2 Relatii de calcul...............................................................................................................................10

5. Proiectare Bloc vizualizare....................................................................................................................11

5.2. Afisor 7 segmente...........................................................................................................................11

5.2.1 Caracteristici.............................................................................................................................12

6. Sursa de alimentare................................................................................................................................13

6.1 Schema............................................................................................................................................13

6.2 Conditii si caracteristici...................................................................................................................13

6.2.1 Conditii de mediu.....................................................................................................................13

6.2.2 Caracteristici electrice de intrare...............................................................................................14

6.2.3 Caracteristici electrice de iesire................................................................................................14

7. Schema functionala a proiectului...........................................................................................................14

8. Bibliografie............................................................................................................................................15

0

Introducere

Circuitele secventiale sincrone sunt cele care realizeaza memorarea informatiei binare pe durata unui impuls

de ceas. Pentru aceasta functionalitatile pot fi privite ca un ansamblu de bistabili D, cate un bistabil pentru

fiecare bit, reuniti intr-o capsula unica. In general aceste registre sunt de 4,8,16 biti / capsula. De mai multe ori

sunt folosite pentru stabilizarea datelor care provin din mai multe surse si care trebuie sa fie furnizate

simultan unui anumit dispozitiv.

Bistabilul sau celula fundamentala de memorie binara este un circuit cu 2 stari distincte, care pastreaza o

informatie formata dintr-un singur bit.

Realizarea electronica a elementului de memorie binara este reprezentata de circuitul basculant deci CBB cu 2

stari stabile. Trecerea dintr-o stare in alta se face numai la aplicarea unei comenzi din exterior. Ele sunt de fapt

automate de ordinul 1 ce se obtin din automate de ordin 0 prin introducerea legaturilor inverse.

Un bistabil poate memora un timp nedefinit informatia binara si in acelasi timp sa poata fi citita in orice

moment fiindca el are 2 iesiri Q si complementul sau Q. Precizarea stari in care se afla bistabilul la un

moment dat 0 sau 1 se face reJativ la valoarea iesirii Q in logica pozitiva.

Bistabilii pot fi sincroni - asincroni.

Un bistabil de tip sincron daca are comanda conditionata de un semnal de sincronizare numit toot sau ceansi este

de tipul asincron daca semnalele de comanda sunt aplicate pe intrari la momente de timp aleatoare, acesta

facand ca starea circuitului sa depinda de ordinea in care se schimba semnalele.

La bistabilul sincron in afara de intrarile de conditionare a starii urmatoare putem intalni intrari de fortare care

sunt asincrone pentru pozitionarea pe 0 sau 1. Aceste intrari sunt prioritare fata de intrarile sincrone.

1

1. Schema bloc a controlerului digital:

G.I.F.V.— generator de impulsuri cu frecventa variabila

-furnizeaza semnalul de ceas, prin ajustarea frecventei se modifica viteza cu care se deplaseaza ciclul functional.

-este realizat cu un circuit basculant care trebuie sa dea impulsul.

B.C.—blocul de comanda

-preia si inregistreaza comenzile operator(ON, OFF, R).

-este realizat cu circuite bistabile.

G.E.—nucleul controlerului, sau generatorul de etape.

-genereaza ciclui functional constituit din 5 etape.

-in fiecare etapa sunt constituite canale de iesire.

-decodificatorul este cel care activeaza sau dezactiveaza elementele decomandate sau de executie.

D.C.D.—este format numai din porti.

Driver—interfata intre circuite integrate si elementele de executie.

B.V.—bloc de vizualizare.

S.A.—sursa de alimentare-UN-15V; IN-1A

2

2. Proiectarea SecventiatoruluiCircuitele logice combinationale, sunt considerate sisteme digitale de ordin zero, avand ca element reprezentativ poarta logica elementara. Ele sunt circuite fara memorie si se caracterizeaza prin faptul ca semnalele de iesire sunt combinatii logice ale semnalelor de intrare, existand numai atata timp cat semnalele de intrare exista.

La circuitele logice secventiale (c.l.s.), considerate sisteme de ordin > 1, starea iesirilor depinde nu numai de starea actuala a intrarilor, dar si de starile anterioare ale circuitului. Din acest motiv, se spune ca circuitele logice secventiale sunt circuite cu memorie.

Secventa scurta de comanda este: 0.8.2.5.3

2.1. Graful Starilor

2.2. Forma de unda

3

2.3. Tabela de succesiune a starilor

D C B A JA KA JB KB JC KC JD KD

0 0 0 0 0 X 0 X 0 X 1 X

1 0 0 0 0 X 1 X 0 X X 1

0 0 1 0 1 X X 1 1 X 0 X

0 1 0 1 X 0 1 X X 1 0 X

0 0 1 1 X 1 X 1 0 X 0 X

0 0 0 0 =1 =1 =1

Se grupeaza 1 si X adincente in grupuri cat mai mari de dimensiune egala cu o putere a lui 2 (de ex. 2, 4, 8, 16). Alte dimensiuni ale grupurilor formate nu sunt permise. Scopul este de a include fiecure valoare de 1 in cel putin un grup. Valorile X pot ramane negrupate. Procedura de formare a grupurilor este completa atunci cand nu a mai ramas nici un 1 negrupat.

La formarea grupurilor pot fi considerate adincente si elemenlele de pe marginile opuse sau colturile diagramei;

Fiecarui grup ii va corespunde un termen de tip produs, format din variabilele care isi pastreaza valoarea pentru toate elementele grupului. Daca vuriabila are valoare 1 se trece in expresia produsului direct iar daca are valoarea 0 atunci se trece negat.

Dupa identificarea termenilor de tip produs corospunzatoare tuturor grupurilor expresia finala a functiei se obtine printr-o operatie de adunare (SAU logic) intre toti termenii de tip produs

4

TABELA DE INTRARI Sinteza secventiatorului

Daca exista parametrii in diagrama (alte valori decat 1 sau X), acestia se considera pentru inceput egali cu 0 si se minimizeaza functia conform regulilor precedente.

Dupa minimizare parametrii vor fi considerati egali cu 1 si grupati cu elementele 1 si X in mod obisnuit. Un parametru isi valideaza grupul, adica va fi inclus in termenul de tip produs corespunzator grupului din care face parte.

2.4. Diagrame K-V

KA= B JA=

DC

B A

0 0 1 1

0 1 1 0

0 0 0 Y Y 0

0 1 Y X Y Y

1 1 X Y Y Y

1 0 1 Y Y Y

JB = JC=B*

JC= *

5

DC

B A

0 0 1 1

0 1 1 0

0 0 0 Y Y 0

0 1 Y X Y Y

1 1 0 Y Y Y

1 0 1 Y Y Y

DC

B A

0 0 1 1

0 1 1 0

0 0 0 Y Y 1

0 1 Y 1 Y Y

1 1 X Y Y Y

1 0 X Y Y Y

DC

B A

0 0 1 1

0 1 1 0

0 0 1 Y Y X

0 1 Y 0 Y Y

1 1 0 Y Y Y

1 0 0 Y Y Y

2.5 Schema circuitului bistabil si porti logice

Pentru realizarea secventiatorului se foloseste poarta AND (SI):

Model MMC 4081 contine 4 porti AND cu 2 intrari si poate fi alimentat la 5-15 V

6

MMC 4081 - Schema logica

MMC 4081 - Diagrama de conexiune

3. Proiectare Generator de impulsuri cu frecventa variabilaG.I.F.V.-ggenereaza semnalul de tact sau de ceas pentru controler.

Prin ajustarea frecventei se modifica viteza cu care se deruleaza ciclul functional.

Este realizat ca un circuit basculant care trebuie sa dea impulsuri cu frecventa cu plaja intre 1÷100Hz.

3.1 Schema

3.2 Forma de unda a G.I.F.V.

7

3.3 Relatii de calcul

0,01<T<1

C=2,2[µF]

= 2978,95Ω; 3000[Ω]STAS

654294,74Ω

; 649000[Ω] STAS

Calculam T(f):

0,69∙2,2∙

=1[

=-0,003∙100=-0,3[

Frecventa este impusa cu o plaja intre 1 si 100 [Hz]

Se calculeaza frecventa:

f=

3.4 Alegere Rezistente, condensatori, potentiometru

8

Alegem din catalog rezistenta

RCG=1025 pentru si pentru .

POTENTIOMETRU SEMIREGLABIL:

Am ales un potentiometru semireglabil care prezinta urmatoarele valori si caracteristici:

P32409;

R=649[KΩ];

W=0,1;

Tensiunea limita de utilizare este de 150 [V];

Rezistenta la salt maxima este de 7 [

Categoria climatica 10/070/21.

4. Proiectarea Blocului de comenziBlocul de comanda preia semnalele de comanda operator,pornit (ON), oprit (OFF), initializare (R).

Stocheaza aceste informatii si dirijeaza semnalele de tact spre una sau mai multe intrari ale blocului G.E..

Blocul de comanda contine circuite basculante bistabile si porti logice.

P.V.-poarta de validare-lasa sau nu sa treaca impulsurile de la generator catre secventiator, in functie de starea CBB care este determinata de comenzile START si STOP.

4.1 Schema Blocului de Comanda

9

In cadrul Blocului de Comenzi pentru semnalele de comanda date de operator pentru a realiza functiile START,STOP si INIT se vor folosi butoane tip “push button” cu revenire cate o culoare pentru fiecare functie in parte astfel:

- buton culoare rosu pentru comanda STOP (R1394A/G)

- buton culoare verde pentru comanda START(R1394A/G)

- buton culoare albastru pentru comanda INIT(R1394A/G)

Specificatii:• type: off-on• cap colour: green, red, blue• illumination: LED• ratings: 1A - 250V / 3A - 125V• LED illumination: 1.7V• drill Ø: 16mm• dielectrical strength: 1500Vac• contact resistance: 30mohm max.• insulation resistance: 100Mohm

Furnizor: www.conexelectronic.ro

4.2 Relatii de calcul

Vp=8,8[V]

Vp=VDD(1- )

Vp

-nu este impus

R,C-au o toleranta mar( 20 )

-impuls pentru RESET

=0,5

10

=0,5 x 1=0,5

2= /xln RC=

C-este ales cu o valoare de 4,7µF

R=

=100 ms

C=4,7µF

R= ; R=3kΩ-valoare standardizata

-se alege intre 30 si 40 ms

=30 ms ;C=3,3 µF/25V

R= ; R=1,3kΩ- valoare standardizata

PUTEREA DISIPATA:

=

5. Proiectare Bloc vizualizarePentru realizarea blocului de vizualizare sunt folosite urmatoarele:

- Circuit MMC 4511 – este conceput pentru comanda direct afisaje cu LED-uri cu catod comun.

- Afisor cu 7 segmente

- Leduri de diferite culori

5.1. Circuit MMC 4511

11

schema bloc circuitului Semnificatia terminalelor

conectarea circuitului la un afisaj cu leduri

5.2. Afisor 7 segmente

Ofera informatii privind starea circuitului, a comenzilor si canalele de comanda active la un moment dat cu ajutorul unor leduri sau a unor digiti pe 7 segmente.

5.2.1 Caracteristici

5.3. Leduri

12

Led verde

Led rosu

Led albastru

SCHEMA LED

6. Sursa de alimentare

AD 021 (C,CP) 12/2 24W 12V/2APRET 40 LEI

6.1 Schema

6.2 Conditii si caracteristici

13

6.2.1 Conditii de mediu

parametrii conditii valoare U.M. Perturbatii CISPR 22-1996Clasa B

Min. Max. MTBF 80000 oreTemperatureAmbianta(Ta)

functionare 0 +70 Electro-SecuritateTensiuni

De izolare

EN 60950-1996

stocare -25 +85 Intrare-iesire

2500Vef

altitudine functionare 1200 m Intrare-carcasa

1500Vef

racire Convective naturala Iesire-carcasa

500Vef

6.2.2 Caracteristici electrice de intrare

Parametru conditii Valoare U.M.Min. Max.

Tensiune de intrare

186180

264270

VcaVcc

Frecventa 47 63 HzRandament Sarcina

nominala74 -

6.2.3 Caracteristici electrice de iesire

Parametru conditii Uo,IoSarcina minima 0

Gama de reglaj a tensiunii de intrare

U0=5VU0=12;15;24;48V

-2...+10%-10...+15%

Stabilitarea cu variatia tensiunii de intrare

0.2%

Stabilitatea cu variatia sarcinii

1%

Riplul tensiunii de iesire sarcina nominala, banda de 20MHz

1%

Protectie la supratensiune 130%Protective la suprasarcina si

scurtcircuitcu limitarede putere

7. Schema functionala a proiectului

14

8. Bibliografie

1. CIRCUITE INTEGRATE CMOS.

Autori: Ardelean I., Giuroiu H., Petrescu L.

Manual de utilizare, Ed.Tehnica Bucuresti 1986;

2. Comenzi numerice pentru sisteme electromecanice,

Autor: Mihai Dan

Editura: Didactica. Nova, Craiova 1996

3. Componente electronice passive;

Autor: RADU OVIDIU

Editura: Tehnica 1981

4. Agenda radioelectronistului,

Autor: N. DRAGULANESCU

Editura: Tehnica 1989

15

5. Catalog / Data book - Componente electronice semiconductoare / Semiconductor electronics components

Autor: R. Piringer - Electronica, Stiinta si Tehnica

Editura: Institutul de Cercetari pentru Componenete Electronice [1980]

16