Цифровой компаратор

Цифровой компаратор: Технические средства автоматизации, Шахворостов С.А., 2011 читать онлайн, скачать pdf, djvu, fb2 скачать на телефон Учебное пособие содержит информацию о теоретических основах, принципах действия и методологии практического использования основных групп устройств Государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП).

Цифровой компаратор

Цифровые компараторы применяются для выявления нужного числа (слова) в цифровых последовательностях, для отметки времени в часовых приборах, для выполнения условных переходов в вычислительных устройствах, а также в адресных селекторах.

Цифровые компараторы (от английского compare — сравнивать) выполняют сравнение двух чисел А, В одинаковой разрядности, заданных в двоичном или двоично-десятичном коде. В зависимости от схемного исполнения компараторы могут определять равенство А=В или неравенства А<В, А>В. Результат сравнения отображается в виде логического сигнала высокого уровня на одноименных выходах.

Рассмотрим принцип действия подобного устройства на примере одноразрядного цифрового компаратора, имея в виду следующее:

А = В, когда А = 1 и В = 1, или когда А = 0 и В = 0;

А > В, когда А = 1 и В = 0;  (5.1)

А < В, когда А = 0 и В = 1.

Схема, удовлетворяющая поставленным условиям (рис.5.36)

содержит  два  инвертора, четыре  элемента «И»  и  один  элемент

«ИЛИ-НЕ».

Поскольку на DD2.1 («И») поступают А и В, на его выходе будет сформирован сигнал высокого уровня только в том случае, если А = 0 и В = 1, т.е. А < В.

Так как на DD2.2 («И») и DD2.3 («И») также поступают соответственно А и В и А и В, то в случае А + В на выходах этих элементов будут одновременно присутствовать сигналы низкого уровня, при которых на выходе DD3.1 («ИЛИ-НЕ») сформируется сигнал высокого уровня.

Рис.5.36. Одноразрядный цифровой компаратор

Используя предложенную методику, теоретически можно построить компаратор, рассчитанный на сравнение чисел, имеющих любое количество разрядов. Однако для практического применения электронная промышленность предлагает четырехразрядные компараторы К561ИП2, которые при необходимости можно многократно каскадировать.

Рассмотрим цифровой компаратор К561ИП2 в составе десятисекундного таймера (рис.5.37).

Заданное значение времени соответствует четырехразрядному двоичному коду, поступающему от шифратора на входы «В» компаратора. Текущее значение времени соответствует четырехразрядному двоичному коду, снимаемому с двоичного счетчика, подключенного к генератору секундных импульсов, и поступающему на входы «А» компаратора. Для более надежной фиксации равенства текущего значения времени заданному выход  «А=» компаратора, как правило, подают на устанавливающий вход RS-триггера.

Рис.5.37. Цифровой компаратор К561ИП2 в составе десятисекундного таймера

Для сравнения двоичных чисел, имеющих пять разрядов и более, осуществляют каскадирование четырехразрядных компараторов путем подключения выходов предыдущего устройства с соответствующими входами последующей микросхемы. При этом четыре младших разряда исследуемого числа подают на входы Ai первого компаратора, следующие четыре разряда на входы Ai второго компаратора и т. д.

В качестве примера может быть предложена схема регулирования температуры (рис.5.38), содержащая аналоговый датчик температуры, аналоговый задатчик температуры, два аналогоцифрового преобразователя и двухкаскадный цифровой компаратор.

Рис.5.38. Каскадирование цифровых компараторов

ЛИТЕРАТУРА

1. Шахворостов, С.А.           Основы автоматизации: учеб. пособие/

С.А.Шахворостов. – М.: МАДИ, 2004. ─ 101 с.

2. Колышев, В.И. Основы автоматизации производственных процессов в дорожном строительстве/ В.И.Колышев [и др.]. М.: Транспорт, 1987. – 224 с.

3. Малиновский, В.Н. Электрические измерения/ В.Н.Малиновский [и др.]. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 416 с.

4. Илюхин, А.В. Логические автоматы. Булева  алгебра  как математическая  система: учеб. пособие / А.В.Илюхин.─ М.: МАДИ,

2001. – 64 с.

5. Шило, В.Л. Популярные  цифровые       микросхемы: справочник. 2-е изд.,испр./ В.Л.Шило Челябинск: Металлургия,1989.─352 с.

6. Левшина, Е.С. Электрические измерения физических величин. Измерительные преобразователи/ Е.С.Левшина, П.В.Новицкий.

Ленинград: Энергоатомиздат, 1983. – 320 с.

7. Клаассен, К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике/ К.Б.Клаассен. М.: Постмаркет,

2000. – 352 с.

8. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: справочник / С.В. Якубовский [и др.]. – М.: Энергия, 1985. – 495 с.

9. Диоды и тиристоры: справочник. М.: Энергия, 1976. – 200 с.

10. Полупроводниковые приборы: справочник / А.Б. Гитцевич [и др.].– М.: Радио и связь, 1988. – 592 с.

11. Васильченко, В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: справочник/ В.А.Васильченко. – М.: Машиностроение, 1983.

– 301 с.

12. Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод: учеб. пособие/ Т.В. Артемьева [и др.]. – М.: Академия, 2005. – 334 с.

13. Шишмарев, В.Ю. Типовые элементы систем автоматического управления: учебник/ В.Ю.Шишмарем. – М.: Издательский центр

«Академия», 2004. – 304 с.

14. Суворов, Д.Н. Структура и устройство микропроцессорных устройств управления: учеб. пособие/ Д.Н.Суворов. -М.: МАДИ,

1988. – 103 с.

15. Игловский, И.Г. Справочник по электромагнитным реле/

И.Г.Игловский, Г.В.Владимиров. Л.: Энергия, 1975. – 480 с.

Технические средства автоматизации

Технические средства автоматизации

Обсуждение Технические средства автоматизации

Комментарии, рецензии и отзывы

Цифровой компаратор: Технические средства автоматизации, Шахворостов С.А., 2011 читать онлайн, скачать pdf, djvu, fb2 скачать на телефон Учебное пособие содержит информацию о теоретических основах, принципах действия и методологии практического использования основных групп устройств Государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП).