Realizacja funkcji przełączających z wykorzystaniem programu LabView

Podobne dokumenty
Realizacja funkcji przełączających

Podstawy Automatyki. Człowiek- najlepsza inwestycja. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Synteza układów kombinacyjnych metodą tablic Karnaugha - ćwiczenie 7

dr inż. Małgorzata Langer Architektura komputerów

Synteza układów kombinacyjnych metodą tablic Karnaugha - ćwiczenie 10

FUNKCJA KWADRATOWA. Poziom podstawowy

Minimalizacja funkcji boolowskich - wykład 2

Minimalizacja form boolowskich

b) bc a Rys. 1. Tablice Karnaugha dla funkcji o: a) n=2, b) n=3 i c) n=4 zmiennych.

Lekcja na Pracowni Podstaw Techniki Komputerowej z wykorzystaniem komputera

Układy logiczne. Wstęp doinformatyki. Funkcje boolowskie (1854) Funkcje boolowskie. Operacje logiczne. Funkcja boolowska (przykład)

Architektura komputerów ćwiczenia Bramki logiczne. Układy kombinacyjne. Kanoniczna postać dysjunkcyjna i koniunkcyjna.

TRANSFORMACJE 2-D2 PROCEDURA WIZUALIZACJI 2-D2

Wydział Elektryczny. Katedra Automatyki i Elektroniki. Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: TECHNIKA CYFROWA 2 TS1C

FUNKCJA KWADRATOWA. RÓWNANIA I NIERÓWNOŚCI DRUGIEGO STOPNIA.

Funkcja Boolowska. f:b n B, gdzieb={0,1} jest zbiorem wartości funkcji. Funkcja boolowska jest matematycznym modelem układu kombinacyjnego.

Cykl III ćwiczenie 3. Temat: Badanie układów logicznych

Laboratorium podstaw elektroniki

Podstawowe układy cyfrowe

Podstawy Automatyki. Człowiek- najlepsza inwestycja. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

dr inż. Rafał Klaus Zajęcia finansowane z projektu "Rozwój i doskonalenie kształcenia i ich zastosowań w przemyśle" POKL

Rys. 2. Symbole dodatkowych bramek logicznych i ich tablice stanów.

Projekt Era inżyniera pewna lokata na przyszłość jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Projekt Era inżyniera pewna lokata na przyszłość jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Scenariusz lekcji matematyki z wykorzystaniem komputera

Wykład nr 1 Techniki Mikroprocesorowe. dr inż. Artur Cichowski

Ćwiczenie 25 Temat: Interfejs między bramkami logicznymi i kombinacyjne układy logiczne. Układ z bramkami NOR. Cel ćwiczenia

Podstawy Automatyki. Wykład 12 - synteza i minimalizacja funkcji logicznych. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Tranzystor JFET i MOSFET zas. działania

W jakim celu to robimy? Tablica Karnaugh. Minimalizacja

( ) σ v. Adam Bodnar: Wytrzymałość Materiałów. Analiza płaskiego stanu naprężenia.

Akademia Świętokrzyska fizyka kierunek studiów

Rozwiązywanie układu równań metodą przeciwnych współczynników

25. RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE PIERWSZEGO RZĘDU. y +y tgx=sinx

Równania różniczkowe

Wykład 4 Testy zgodności. dystrybuanta rozkładu populacji dystrybuanty rozkładów dwóch populacji rodzaj rozkładu wartości parametrów.

Architektura komputerów Wykład 2

Pochodna funkcji wykład 5

Technika cyfrowa i mikroprocesorowa. Zaliczenie na ocenę. Zaliczenie na ocenę

Rozwiązywanie belek prostych i przegubowych wyznaczanie reakcji i wykresów sił przekrojowych 6

Układy kombinacyjne Y X 4 X 5. Rys. 1 Kombinacyjna funkcja logiczna.

Elementy cyfrowe i układy logiczne

Klucz odpowiedzi i schemat punktowania do próbnego zestawu egzaminacyjnego z zakresu przedmiotów matematyczno-przyrodniczych

f x f y f, jest 4, mianowicie f = f xx f xy f yx

19. Wybrane układy regulacji Korekcja nieliniowa układów. Przykład K s 2. Rys Schemat blokowy układu oryginalnego

Projekt Era inżyniera pewna lokata na przyszłość jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Ćwiczenie 23. Temat: Własności podstawowych bramek logicznych. Cel ćwiczenia

EGZAMIN GIMNAZJALNY W ROKU SZKOLNYM 2011/2012

Technika cyfrowa Synteza układów kombinacyjnych (I)

Wstęp do Techniki Cyfrowej... Algebra Boole a

Warsztat pracy matematyka

Elementy cyfrowe i układy logiczne

nie jest jednoznaczny i wymaga dodatkowego wyjaśnienia. Układ z sygnałem wyjściowym y

Wykład 1 Podstawy projektowania układów logicznych i komputerów Synteza i optymalizacja układów cyfrowych Układy logiczne

Wirtualne przyrządy kontrolno-pomiarowe

UKŁADY JEDNOWYMIAROWE. Część III UKŁADY NIELINIOWE

Algebra Boole a i jej zastosowania

MATEMATYKA POZIOM ROZSZERZONY PRZYKŁADOWY ZESTAW ZADAŃ NR 1. Czas pracy 150 minut

Laboratorium podstaw elektroniki

Elektronika cyfrowa i optoelektronika - laboratorium

Wydział Fizyki UW CC=5V 4A 4B 4Y 3A 3B 3Y

Technika cyfrowa Synteza układów kombinacyjnych

Bramki logiczne Podstawowe składniki wszystkich układów logicznych

Minimalizacja funkcji boolowskich

Definicja wartości bezwzględnej. x < x y. x =

Minimalizacja funkcji boolowskich

Ć w i c z e n i e K 2 b

EGZAMIN GIMNAZJALNY W ROKU SZKOLNYM 2012/2013

Koszt literału (literal cost) jest określony liczbą wystąpień literału w wyrażeniu boolowskim realizowanym przez układ.

Zadania do wykładu 1, Zapisz liczby binarne w kodzie dziesiętnym: ( ) 2 =( ) 10, ( ) 2 =( ) 10, (101001, 10110) 2 =( ) 10

Rozwiązywanie ram płaskich wyznaczanie reakcji i wykresów sił przekrojowych 7

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

LABORATORIUM PODSTAW AUTOMATYKI

x x

Układy kombinacyjne i sekwencyjne. Podczas ćwiczenia poruszane będą następujące zagadnienia:

ALGEBRA I ANALIZA. Treść:

TEMAT: PROJEKTOWANIE I BADANIE PRZERZUTNIKÓW BISTABILNYCH

Cyfrowe Elementy Automatyki. Bramki logiczne, przerzutniki, liczniki, sterowanie wyświetlaczem

UKŁADY KOMBINACYJNE (BRAMKI: AND, OR, NAND, NOR, NOT)

12. FUNKCJE WIELU ZMIENNYCH. z = x + y jest R 2, natomiast jej

Podstawy programowania obiektowego

Willard Van Quine. teaching mathematical logic.

VIII. ZBIÓR PRZYKŁADOWYCH ZADAŃ MATURALNYCH

Bramki logiczne Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

2019/09/16 07:46 1/2 Laboratorium AITUC

RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE WYKŁAD 3

V JURAJSKI TURNIEJ MATEMATYCZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM FINAŁ 14 maja 2005 r.

Programowanie nieliniowe optymalizacja funkcji wielu zmiennych

Minimalizacja formuł Boolowskich

. Do dolnego końca rury pomiarowej jest również podłączony wylot przewodu, przez który przepływa z natężeniem V & 2

14. Grupy, pierścienie i ciała.

SKRYPT Z MATEMATYKI. Wstęp do matematyki. Rafał Filipów Piotr Szuca

Systemy wbudowane. Wprowadzenie. Nazwa. Oznaczenia. Zygmunt Kubiak. Sterowniki PLC - Wprowadzenie do programowania (1)

[L] Rysunek Łuk wolnopodparty, paraboliczny wymiary, obciążenie, oznaczenia.

Elementy algebry i analizy matematycznej II

Bramki logiczne V MAX V MIN

11. CZWÓRNIKI KLASYFIKACJA, RÓWNANIA

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA im. Jarosława Dąbrowskiego

Logika binarna. Prawo łączności mówimy, że operator binarny * na zbiorze S jest łączny gdy (x * y) * z = x * (y * z) dla każdego x, y, z S.

Transkrypt:

Laboratorium Podstaw Automatki. Cele ćwizenia Laboratorium nr 6 Realizaja funkji przełązająh z wkorzstaniem programu LabView zapoznanie się z metodą minimalizaji funkji przełązająh metodą tabli Karnaugh a, zapoznanie się z podstawowmi możliwośiami programu LabView, projektowanie i smulaja działania prosth układów sterowania, z zastosowaniem metod Karnaugh a. Wprowadzenie teoretzne.. Podstawowe funkje logizne Funkja logizna NOT AND OR apis = x x x = = x NAND X X NOR X X.. Metoda minimalizaji funkji metodą tabli Karnaugh a Metoda tabli Karnaugh a należ do grup najszbszh metod minimalizaji funkji przełązająh małej lizb zmiennh, o wnika z dużej komplikaji samego zapisu następująej wraz ze wzrostem ilośi zmiennh. Upraszzają funkję przełązająą prz wkorzstaniu tabli Karnaugh a, należ pamiętać o następująh zasadah: a) wiersze i kolumn tabli Karnaugh a opisane są w kodzie Gre a, tzn. każd kolejn wiersz i kolumna różnią się od siebie o negaję jednej zmiennej, b) zakreślają jednki (zera), tworz się grup liząe, 4, 8, 6... elementów, ) zawsze zakreśla się grup z największą możliwą ilośią jednek (zer), prz zm należ pamiętać o możliwośi sklejenia ze sobą krawędzi równoległh tabli, d) grup mogą posiadać zęśi wspólne, e) lizba grup jednek (zer) odpowiada lizbie składników sum (iloznu) poszukiwanej funkji, f) w przpadku kied istnieje możliwość zakreślenia grup na kilka sposobów, arbitralnie wbiera się jeden z nih, g) dana grupa reprezentuje ilozn (sumę) th zmiennh, które nie zmieniają swojej wartośi, h) w przpadku gd funkja przełązająa posiada element o wartośi nieokreślonej element te wpisujem do tabeli wprowadzają dla nih spejalne oznazenie np. a następnie wkorzstujem lub pomijam w zależnośi od potrzeb prz tworzeniu grup (patrz punkt b).

Laboratorium Podstaw Automatki.3. Podstawowe informaje o programie LabVIEW LabVIEW (Laborator Virtual Instrument Engineering Workbenh) umożliwia tworzenie programów za pomoą jęzka grafiznego (tzw. jęzk G). Programowanie w LabVIEW polega na budowie shematu blokowego i korespondująego z nim panelu stanowiąego interfejs użtkownika. Budowa tego interfejsu jest możliwa dzięki dostępnm bibliotekom gotowh elementów takih, jak: wświetlaze frowe, mierniki, potenjometr, termometr, diod LED, tabele, wkres itp. Element te konfiguruje się w zależnośi od zastosowania. Panel użtkownika umożliwia zbudowanie wirtualnego przrządu obsługiwanego: z klawiatur, za pomoą msz lub innego urządzenia wejśiowego służąego do komunikaji komputera z użtkownikiem. Następnie, prz pomo grafiznego jęzka konstruuje się odpowiedni shemat blokow, będą równoześnie kodem źródłowm. Budowan shemat blokow można porównać z grafem przepłwu informaji, a jego element to funkje zawarte w bibliotekah, np. algebraizne, boolowskie, statstzne, związane z obsługą plików, przetwarzaniem sgnałów lub obsługą urządzeń we/w itp. Relaje międz blokami funkjnmi reprezentowane są przez połązenia o różnh kolorah i grubośiah. Rodzaj połązenia świadz o tpie przekazwanh danh. Można łązć ze sobą tlko element tego samego tpu. Tworzone aplikaje nazwane są virtual instruments (VI), ponieważ ih wgląd i operaje imitują działanie rzezwisth przrządów. Program zawiera wszstkie narzędzia niezbędne do akwizji, analiz i prezentaji danh. Wszstkie aplikaje użwają struktur hierarhiznej i modularnej. Oznaza to, że można ih użwać również jako podprogram. Aplikaje użte w innej aplikaji nazwane są subvi..3. Przkładowe zadania z rozwiązaniami Przkład. aprojektować układ o trzeh wejśiah x, x i x 3, w którm sgnał wjśiow = gd na wejśiu pojawi się lizba w naturalnm kodzie binarnm podzielna przez trz lub nieparzsta. Wznazć postać minimalną funkji = f ( x, x, ) oraz przedstawić shemat logizn tego układu z zastosowaniem bramek NAND i NOR. Działanie układu opisuje poniższa tabela stanów: Lizba Wejśia Wjśie wejśiowa x x x 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 4 0 0 0 5 0 6 0 7 Na podstawie tabeli można napisać równanie funkji w kanoniznej postai alternatwnej = x x xx xx xx xx lub w kanoniznej postai koniunkjnej ( x x x )( x x x )( x x ) = 3 3

Laboratorium Podstaw Automatki Minimalizaji funkji dokonujem za pomoą tabli Karnaugha: x x x 3 00 0 0 x x x 3 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Postać alternatwna Postać koniunkjna Właśiwą minimalizaję przeprowadzam sklejają jednki (dla postai alternatwnej) lub zera (dla postai koniunkjnej) otrzmują x = = ( x x )( x ) x Stosują prawa rozdzielnośi i pohłaniania, przekształają ( x )( x ) 3 x =, otrzmam ( x )( x ) = xx xx x = x ( x ) = x x = Stąd wniosek, że postać koniunkjna jest równoważna postai alternatwnej. Shemat logizn układu z zastosowaniem bramek NAND przedstawia rs.. x x x 3 = x = x = x x Rs.. Shemat logizn z bramek NAND Shemat logizn układu z zastosowaniem bramek NOR przedstawia rs.. x x x 3 ( x x )( x x ) = ( x x )( x x ) = ( x x ) ( x ) = 3 3 3 x Rs.. Shemat logizn z bramek NOR 3

Laboratorium Podstaw Automatki Przkład. aprojektować układ sterowania dopłwem wod do dwóh zbiorników (rs. 3). Poziom wod w zbiornikah kontrolowan jest zujnikami a, b, (a = 0 gd poziom wod jest poniżej zujnika a, natomiast a = gd poziom wod jest powżej zujnika a, itp. dla pozostałh zujników). Dopłwem wod sterują zawor elektromagnetzne i. Program pra układu: zawór powinien bć otwart ( = ) stale, gd zbiornik jest niepełn (a = 0), zawór powinien bć otwart, gd poziom wod w zbiorniku nie osiągnął poziomu zujnika. Po jego przekrozeniu zawór zamka się i otwiera się dopiero wted, gd poziom wod w drugim zbiorniku osiągnął poziom zujnika a, zawór powinien bć zamknięt, gd zbiornik napełni się (b = ), Napełnienie zbiorników powinno bć sgnalizowane mignięiem żarówki. Żarówka jest włązana w obwód przełąznikiem impulsowm Y. (hwilowe zamknięie obwodu następuje, gd Y = ). Przedstawić shemat logizn tego układu z zastosowaniem bramek logiznh NOR. Działanie układu opisuje poniższa tabela stanów: Wejśia Wjśia a b Y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Na podstawie tabeli można napisać równanie funkji, i Y w kanoniznej postai alternatwnej = ab ab = ab ab Y = ab Minimalizaji funkji, i Y dokonujem za pomoą tabli Karnaugha U a żarówka Y Rs. 3. Układ zbiorników z wodą b ab 00 0 0 ab 00 0 0 ab 4 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 = ab Y = b = a

Laboratorium Podstaw Automatki Shemat logizn układu z zastosowaniem bramek NOR przedstawia rs. 4. = a = ab = ab = Y = b a b ( a b) = ( a b) 3. Przebieg ćwizenia - projekt do wkonania Projekt. aprojektować układ sterowania praą podgrzewaza wod (rs. 5). Poziom wod kontrolowan jest zujnikami oraz X ( X i =0, gd poziom wod jest poniżej X i, natomiast X i = gd poziom wod jest powżej X i, i=,) a temperatura wod w podgrzewazu zujnikiem X 3 (X 3 =0 gd T W <T G natomiast T W >T G, T W temp. wod, T G temp. grzałki ). Dopłw i odpłw wod uzależnione są od stanu zaworów elektromagnetznh,. biornik ogrzewan jest grzałką G włązaną do siei za pomoą stznika 3. Program pra podgrzewaza jest następują: Rs. 4. Shemat logizn z bramek NOR zawór powinien bć otwart ( =) stale, jeżeli zbiornik jest niepełn (X =0) zawór powinien bć otwart gd temperatura wod w podgrzewazu T W >T G i poziom wod przekraza grzałka G powinna bć załązona, gd temperatura wod T W <T G i poziom wod przekraza Przedstawić shemat logizn tego układu z zastosowaniem dwuwejśiowh bramek NOR. 5

Laboratorium Podstaw Automatki x G x 3 Rs. 5. Układ sterowania praą podgrzewaza wod Projekt. aprojektować układ sterowania dopłwem wod do zbiornika (rs.6). Poziom wod kontrolowan jest zujnikami a, b, (a=0 gd poziom wod jest poniżej a, natomiast a= gd poziom wod jest powżej a, itp. dla pozostałh zujników). Dopłwem wod steruje zawór elektromagnetzn Określon poziom wod w zbiorniku jest sgnalizowan mignięiem żarówki. Program pra układu: ) zawór powinien bć otwart (=) stale, gd zbiornik jest niepełn (a=0) ) osiągnięie kolejnh poziomów, b, a powinno bć sgnalizowane mignięiem żarówki. Żarówkę włąza w obwód przełąznik impulsow Y (hwilowe zamknięie obwodu następuje, gd Y=) Przedstawić shemat logizn tego układu z zastosowaniem dwuwejśiowh bramek NAND. Uz a Y b Rs. 6. Układ sterowania dopłwem wod do zbiornika 6

Laboratorium Podstaw Automatki Projekt 3. aprojektować układ sterowania dopłwem wod do 3 jednakowh zbiorników (rs. 7). Trz zujniki (oznazone odpowiednio a, b, ) podają informaje o poziomah iez w trzeh zbiornikah. Dopłwem wod w zbiorniku steruje jeden zawór. Program pra układu jest następują: ) zawór powinien bć otwart stale jeżeli zbiorniki są niepełne ) poszzególne zawor powinn bć otwarte stale jeżeli akurat poziom wod w danm zbiorniku (=) nie został osiągnięt (a, b, = 0) 3) osiągnięie określonh poziomów we wszstkih zbiornikah powinno bć zasgnalizowane dźwiękiem generowanm przez dzwonek D 3 a b Rs. 7. Układ sterowania dopłwem wod do zbiorników 4. Sprawozdanie z przebiegu ćwizenia Na podstawie przeprowadzonego projektu dla wbranego układu należ przgotować sprawozdanie, które powinno zawierać: tabelę stanów określająą działanie układu, zminimalizowane postai funkji przełązająh (prz pomo tabel Karnaugh a) i ih realizaję z wkorzstaniem bramek logiznh w środowisku LabView. 7