Circuitele Logice Secvențiale

Noţiuni teoretice

Circuitele logice secvenţiale sunt circuite de comutare la care starea externă (ieşirea) la un moment dat depinde atât de starea intrărilor la momentul de timp considerat cât şi de stările anterioare ale acestora; din acest motiv CLS trebuie să aibă memorie in care să se păstreze informaţiile referitoare la evoluţia lor anterioară.

Astfel se introduce noţiunea de stare internă ca fiind informaţia păstrată ân memorie şi pe baza căreia se descrie complet evoluţia anterioară a CLS.

Un CLS este un circuit de prelucrare a informaţiilor discrete în care se pun în evidenţă următoarele seturi de mărimi:

- variabile de intrare(primare);

- variabile de ieşire;

- variabile de stare.

Starea circuitului la momentul t de timp e definită de setul variabilelor secundare de

stare, în timp ce starea la t+1 e definită de starea funcţie de excitaţie.

După modul funcţionare şi construcţie, CLS se pot împărţi în două categorii şi anume

sincrone(CLSA) şi sincrone(CLSS).

CLSA: toate comutările de stare au loc la momente arbitrare de timp, momente determinate de întârzierile inerente apărute la transmiterea semnalului pe circuite.

CLSS: toate comutările de stare au loc la momente bine precizate de timp, momente marcate prin impulsuri generate de un generator de tact.

Schema bloc generala :

X1 . Z1

.

Xm Zn

y1 Y1

. .

. .

yk . . Yk

X - intrari

Z - iesiri

Y - starea urmatoare

y - starea prezenta

Sinteza CLSA

Problemele de sinteză ale CLS se definesc astfel: cunoscându-se corespondenţa dintre secvenţele de intrare şi secvenţele de ieşire ale CLS ce urmează a fi proiectat (această descriere se numeşte caiet de sarcină sau protocol de funcţionare) prin sinteză se determină CLS care să realizeze funcţionarea impusă.

În sinteza CLSA trebuie avută în vedere următoarea ipoteză simplificatoare: la un moment dat în regim staţionar nu se modifică decât o singură variabilă de intrare adică ttranziţia unui CLS din starea curentă în starea următoare este determinată de modificarea la un moment dat a unei singure variabile de intrare.

Există două metode de realizare a acestui lucru şi anume metoda matricială şi anume metoda organigramei. În continuare se va folosi metoda organigramei.

Utilizarea organigramei constituie o metodă care presupune transpunerea directă, rapidă şi intuitivă a tuturor condiţiilor de operare pe care trebuie să le îndeplinească un CLS sub forma unui program sau schemă logică cu intrări, stări şi decizii.

În cazul proiectării automatelor cu un număr mare de intrări de foloseşte această metodă. În cazul de faţă avem de a face cu o astfel de situaţie de aceea se foloseşte această metodă.

Această metodă, ca orice metodă, presupune un anumit număr de paşi şi anume:

1. Descrierea protocolului de funcţionare – a se vedea enunţul temei;

2. Întocmirea diagramei stărilor pentru regimul automat;

3. Codificarea stărilor – problema codificării stărilor nu are soluţie unică, existând, în general mai multe variante de codificare. Pe de altă parte nu există nici o metodă care să garanteze soluţia optimă de codificare.

4. Întocmirea organigramei;

5. Întocmirea matricilor tranziţiilor şi obţinerea funcţiilor de excitaţie ale automatului – presupune la rândul ei nişte subetape şi anume:

5.1. se consideră toate variabilele înglobate 0 şi se formează subcuburi cu 1 din diagramă;

5.2. se consideră 1 combinaţii indiferente şi se formează subcuburi cu variabile înglobate;

5.3. se face conjuncţia între variabilele înglobate şi implicanţii primi obţinuţi la sfârşitul etapei 5.2;

5.4. se face disjuncţia(suma logică) între implicanţii primi obţinuţi la 5.1 şi 5.3;

5.5. în cazul în care în diagramele Vidd sunt incluse mai multe variabile distincte se consideră pentru început una dintre ele, celelalte fiind considerate 0 şi se efectuează 5.1 şi 5.4, apoi se ia în considerare altă variabilă, restul 0, etc. La sfarşit se face disjuncţia rezultatelor obţinute;

6. Întocmirea matricilor ieşirilor şi obţinerea funcţiilor de ieşire – se porneşte de la matricea stărilor, pentru fiecare stare ieşirea corespunzătoare.

Tema nr. 8

Sa se proiecteze un automat secvential pentru impachetarea si evacuarea produselor finite.

In figura1 este prezentata o linie pentru impachetarea si asamblarea produselor finite. Acestea sunt introduse cu banda B1 si deversate pe o cuite de ambalaj transportata de banda B2 in pozitia C. Cand numarul de piese atinge valoarea prescrisa un detectord – numarator, DN, determina anularea avansului benzii B1. In acest moment, banda B2 se va deplasa spre stanga aducand cutia incarcata in pozitia B, sub masina de capsat, MCp, aflata initial in pozitia C3. Banda B2 se opreste si masina de capsat este coborata (C1) astfel incat sa permita realizarea operatiei. Dupa incheierea capsarii, masina se ridica ( pozitia C2 ) si un poanson, Pn, coboara printr-o miscare de tip excentric scotand cuita din masina si impingand-o inapoi in banda. Odata cu revenirea masinii in pozitia C3, banda B2 isi reincepe miscarea spre stanga deplasand cutia sub discul cu clesti, D. Cele doua brate cu clesti, CL, orientate la 1200 pe disc, sunt initial deasupra benzilor B3 si B4 respectiv. Banda B4 aduce cutii goale pentru ambalaje iar banda B3 evacueaza cutiile incarcate. Cand banda B2 s-a oprit in pozitia A, discurile incep rotatia spre stanga cu 1200 aducand un cleste deasupra benzii B4 iar altul deasupra benzii B2. Se inchid clestii, unul pe cuita goala adusa de B4 iar celalalt pe cea plina. Discul se roteste cu 1200 revenind in pozitia initiala. Banda B2 se deplaseaza spre dreapta si aduce cutia in pozitia C, sistemul revenind in pozitia initiala.