П.С. Романов
УПРАВЛЕНИЕ СИСТЕМАМИ И ПРОЦЕССАМИ
Часть 2. Элементная база устройств систем числового программного управления
Учебное пособие по дисциплинам направления
«Конструкторско-технологическое обеспечение
машиностроительных производств»
Для студентов высших учебных заведений
Специальность: 151001 – Технология машиностроения
Коломна – 2008
|
УДК 621.9.06-5
ББК 34.63-5
Р69
Р69 Романов П.С.
Управление системами и процессами. Часть 2. Элементная база устройств систем числового программного управления. Учебное пособие для студентов очной и очно-заочной формы обучения. – Коломна: КИ (ф) МГОУ, 2008. – 142 с.
В учебном пособии рассмотрены вопросы автоматизации технологического оборудования машиностроительного производства, оснащенного системами числового программного управления (ЧПУ). Представлена структура и состав систем числового программного управления, описаны типовые узлы устройств этих систем. Приведена элементная база устройств систем числового программного управления. Освещены вопросы цифровой схемотехники, включая основы алгебры логики, основные логические функции и их реализация в электронных устройствах, простейшие логические элементы и электронные устройства, созданные на их основе, полупроводниковые запоминающие устройства, микропроцессоры, микроконтроллеры, интерфейсные устройства. Рассмотрены технические требования к системам числового программного управления и пути дальнейшего повышения их эффективности. Дано описание одной из систем числового программного управления.
Во второй части пособия рассмотрены основные положения алгебры логики: аксиомы, законы, тождества и теоремы. Освещены вопросы составления и минимизации логических функций и их реализации в электронных устройствах. Приведено описание электронных устройств: триггеров, счетчиков, дешифраторов, шифраторов, регистров, коммутаторов, сумматоров, цифровых компараторов, и созданных на их базе полупроводниковых запоминающих устройств, микропроцессоров, микроконтроллеров и интерфейсных устройств.
Учебное пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 151001 – Технология машиностроения.
Рецензент: доктор технических наук, профессор В.Г. Новиков
УДК 621.9.06-5
ББК 34.63-5
©Романов П.С.
©КИ(ф) МГОУ, 2008
Оглавление
стр.
Глава 1. Основы алгебры логики……………….……………………..............5
§1.1. Общие сведения о сигналах цифровых устройств………………........5
1.1.1. Основные и вспомогательные функции системы ЧПУ…………..5
1.1.2. Классификация информационных сигналов………………………6
1.1.3. Двоичная система счисления…………………………………….....9
1.1.4. Цифровые сигналы………………………………………………...10
1.1.5. Логические сигналы……………………………………………….11
§1.2. Аксиомы, законы, тождества и теоремы алгебры логики………….14
§1.3. Составление логических функций. Минимизация
логических функций…………………………………………………..18
Глава 2. Основные логические функции и их реализация в
электронных устройствах…………………………………………..26
§2.1. Элемент ИЛИ…………………………………………………………..26
§2.2. Элементы И, НЕ……………………………………………………….29
§2.3. Элементы ИЛИ-НЕ, И-НЕ…………………………………………….31
Глава 3. Триггеры, счетчики, дешифраторы, шифраторы…………………37
§3.1. Дешифраторы и шифраторы………………………………………….37
3.1.1. Дешифраторы………………………………………………………38
3.1.2. Шифраторы………………………………………………………...43
§3.2. Триггер с установочными входами (RS-триггер).
Триггер задержки (D-триггер). Т- триггер. JK-триггер…………….45
3.2.1. RS-триггеры………………………………………………………..46
3.2.2 D-триггеры………………………………………………………….51
3.2.3. Т-триггер……………………………………………………………53
3.2.4. JK-триггер…………………………………………………………..56
§3.3. Счетчики импульсов…………………………………………………..57
3.3.1. Суммирующий счётчик……………………………………………57
3.3.2. Вычитающий и реверсивный счетчик……………………………65
Глава 4. Регистры. Коммутаторы. Сумматоры. Компараторы……….........68
§4.1. Регистры: параллельные, последовательные,
последовательно-параллельные, реверсивные………………………68
4.1.1. Параллельные регистры…………………………………………...68
4.1.2. Последовательные регистры (регистры сдвига)…………………70
4.1.3. Параллельно-последовательные и реверсивные регистры……...76
§4.2. Коммутаторы: мультиплексоры, распределители…………………..77
4.2.1. Распределители…………………………………………………….78
4.2.2. Мультиплексоры…………………………………………………...79
§4.3. Сумматоры: одноразрядные, многоразрядные:
параллельные и последовательные…………………………………..80
4.3.1. Общие сведения……………………………………………………80
4.3.2. Одноразрядный сумматор…………………………………………81
4.3.3. Многоразрядный сумматор……………………………………….82
§4.4. Цифровые компараторы………………………………………………84
4.4.1. Структура компаратора……………………………………………85
Глава 5. Запоминающие устройства…………………………………………88
§5.1. Важнейшие параметры запоминающих устройств.
Классификация полупроводниковых запоминающих устройств….88
5.1.1. Важнейшие параметры ЗУ………………………………………...89
5.1.2. Классификация полупроводниковых ЗУ…………………………91
§5.2. Запоминающие устройства для хранения постоянной
информации……………………………………………………………97
5.2.1. Масочные ЗУ……………………………………………………….98
5.2.2. Однократно программируемые ЗУ (ЗУ типа PROM)…………...99
5.2.3. Репрограммируемые ЗУ (ЗУ типов EPROM и EEPROM)……...100
5.2.4. ФЛЭШ-память…………………………………………………….103
§5.3. Запоминающие устройства для хранения оперативной
информации…………………………………………………………..106
5.3.1. Статические запоминающие устройства………………………..106
5.3.2. Динамические запоминающие устройства……………………...108
Глава 6. Микропроцессоры. Микроконтроллеры. Интерфейсные
устройства………………………………………………………...112
§6.1. Структура и принцип работы микропроцессорной системы.
Режимы обмена в микропроцессорной системе…………………...112
6.1.1. Структура и принципы работы микропроцессорной системы..114
6.1.2. Режимы обмена в микропроцессорной системе………………..120
§6.2. Микроконтроллеры…………………………………………………..123
§6.3. Интерфейсные устройства: интерфейсы и интерфейсные
БИС; шинные формирователи и буферные регистры;
параллельные периферийные адаптеры; программируемые
связные адаптеры……………………………………………………126
6.3.1. Интерфейсы и интерфейсные БИС……………………………...126
6.3.2. Шинные формирователи и буферные регистры………………..130
6.3.3. Параллельные периферийные адаптеры………………………..131
6.3.4. Программируемые связные адаптеры…………………………..134
Список литературы……………………………………………………...140
Глава 1. Основы алгебры логики
