ИНКРЕМЕНТАЛЬНО – ЦИФРОВОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИЗМЕРЯЕМЫХ ВЕЛИЧИН
22.1. Цель работы.
22.1.1. Цифровые счетчики при инкрементально-цифровом определении измеряемых величин.
22.2. Основные теоретические сведения.
Применение инкрементально-цифрового метода определении измеряемых величин невыгодно в тех случаях, когда нулевая(исходная) точка измерений должна устанавливаться произвольно, что характерно, в частности, для числового програмного управления. Принцип инкрементально-цифрового определения измеряемой величины поясняется рис. 22.1.
Как видим основным устройством при таком измерении является счетчик импульсов.
Рис. 22.1.
Основными показателями счетчиков являются:
· модуль счета,
· коэффициент счета К,
· быстродействие.
Быстродействие счетчика характеризуется максимальной частотой fсч следования счетных импульсов и связанным с ней временем (tуст) установки счетчика.
Счетчики импульсов выполняются на основе триггеров. Счет числа импульсов производится с использованием двоичной системы счисления.
Счетчики подразделяются на двоичные и двоично-десятичные, на реверсивные и нереверсивные, на суммирующие и вычитающие.
Основой любой из этих схем служит линейка из нескольких триггеров. Перечисленные варианты счетчиков различаются схемой управления этими триггерами. Между триггерами добавляются логические связи, назначение которых – запретить в цикле счета лишних импульсов.
В работе используется двоично-десятичный четырехразрядный реверсивный счетчик ИЕ6.
Импульсные тактовые входы Си и Сд в этом счетчике раздельные. Состояние счетчика меняется по положительным перепадам тактовых импульсов от низкого уровня к высокому.
Для упрощения построения счетчиков с числом разрядов больше четырех микросхема имеет выводы окончания счета `ТСи и `ТСд. От этих выводов берутся тактовые импульсы переноса для последующего счетчика. - _
По входам разрешения параллельной загрузки РЕ и R запрещается действие тактовой последовательности и даются команды загрузки четырехразрядного кода в счетчик или его сброса.
Таблица истинности счетчика имеет вид:
Таблица 22.1.
Режим | Вход | Выход | ||
R C Ca Cд | Д0 Д1 Д2 Д3 | Q0 Q1 Q2 Q3 | - -_ ТСи ТСд | |
Сброс | В Х Х Н В Х Х В | Х Х Х Х Х Х Х Х | Н Н Н Н Н Н Н Н | В Н В В |
Параллельная загрузка | Н Н Х Н Н Н Х В Н Н Н Х Н Н В Х | Н Н Н Н Н Н Н Н В Х Х В В Х Х В | Н Н Н Н Н Н Н Н Qn = Dn Qn = Dn | В Н В В Н В В В |
Счет на увеличение | Н В В | Х Х Х Х | Счет на увеличение | В В |
Счет на уменьшение | Н В В | Х Х Х Х | Счет на уменьшение | В В |
Рис. 22.2.
22.3. План работы.
22.3.1. Изучить схему включения реверсивного счетчика
К155ИЕ6. Включите счетчик в режиме прямого счета, затем обратного. Для индикации используйте индикаторы секундомера, подсоединив выходы счетчика к дешифратору секундомера. Входные импульсы подавайте от ГОИ (его схему надо предварительно собрать). (Рис.22.3.).
22.3.2. Реализуйте датчик угла с помощью модулирующего диска,
установленного на валу электродвигателя. Используйте для этого
оптопару, подключенную согласно схемы рис. 9.1. Выходные импульсы схемы подавайте на один из входов + или - схемы на рис. 22.3., отсоединив предварительно ГОИ.
Рис. 22.3.
22.3.3. Установите счетчик в "О" (кнопка S4) и приведите датчик в действие, повернув диск в любом направлении.
22.3.4. При каких условиях применение данного метода измерения углов можно считать рациональным.
22.3.5. Сравните методы инкрементарно-циФрового и абсолютно-цифрового измерений.
23. Лабораторная работа N23