Синтез схемы дискретного устройства

В ходе реконструкции теплицы было приобретено и установлено 3 установки для обеспечения требуемых климатических условий: вентиляционная установка, отопительная установка и установка для полива. Включение этого оборудования при необходимом сочетании параметров: температуры почвы, температуры воздуха, влажности почвы и влажности воздуха, формирует микроклимат теплицы.

Известно, что различные культуры наиболее чувствительны к вполне определенному сочетанию параметров микроклимата. Например, для грибов необходима высокая влажность и умеренная температура почвы, для овощных культур решающее значение имеет высокая влажность и температура воздуха, для зерновых культур оптимальным будет чередование полива и подогрева воздуха.

Система автоматического управления предусматривает контроль соответствующими датчиками указанных параметров и формирование управляющих команд на включение той или иной установки. Датчики срабатывают при выходе контролируемых параметров за пределы нормы. Условия функционирования заданного устройства описывается таблицей состояний (Таблица 4).

Таблица 4. Таблица состояний устройства автоматического контроля микроклимата.

Входы	Выходы
а	b	c	d		x	y	z

В соответствии с таблицей состояний составим первоначальные структурные формулы цепей срабатывания исполнительных элементов:

,

,

.

Минимизируем полученные функции методом карт Карно.

Преобразуем функцию F(x):

Составим для этой функции карту Карно:

ab cd

Рисунок 1. Карта Карно функции F(x).

Проведём операции склеивания в соответствии с данными карты:

Полученная функция соответствует минимальной дизъюнктивной нормальной форме. Процесс минимизации для F(x) завершен.

Преобразуем функцию F(y):

Составим для этой функции карту Карно:

ab cd

Рисунок 2. Карта Карно функции F(y).

Проведём операции склеивания в соответствии с данными карты:

Полученная функция соответствует минимальной дизъюнктивной нормальной форме. Процесс минимизации для F(y) завершен.

Преобразуем функцию F(z):

Составим для этой функции карту Карно:

ab cd

Рисунок 3. Карта Карно функции F(z).

Проведём операции склеивания в соответствии с данными карты:

Полученная функция соответствует минимальной дизъюнктивной нормальной форме. Процесс минимизации для F(z) завершен.

В результате преобразования получили ряд минимизированных функций:

,

,

.

В соответствии с заданием устройство должно быть реализовано на элементной базе 2И-НЕ. Используя правила алгебры логики преобразуем функции для реализации их при помощи элементов И-НЕ.

,

,

.

Необходимо учесть, что инверсные значения величин для реализации всех функций можно получить на одних и тех же логических элементах. Кроме того в ряде случаев одни и те же составляющие могут использоваться для реализации нескольких логических функций.

По полученным формулам построим функциональные схемы для каждой из функций.

Рисунок 4.Функциональная схема формирования сигнала F(x)

Рисунок 5.Функциональная схема формирования сигнала F(y)

Рисунок 6.Функциональная схема формирования сигнала F(z)

Преобразовав три функциональные схемы в одну, получим общую функциональную схему дискретного устройства:

Рисунок 7. Функциональная схема дискретного устройства.

Дата добавления: 2015-05-06