Разработка схемы электрической функциональной

При оформлении функциональной схемы в курсовом проекте рекомендуется использовать приведенные в таблице 2.3 условно-графические обозначения (УГО).

Схема электрическая функциональная (Э2) разрабатывается в соответствии с:

· внешним видом устройства;

· алгоритмом работы устройства;

· определенными ранее наименованиями сигналов и условными обозначениями;

· УГО, приведенными в таблице 2.3.

Перед разработкой схемы Э2 необходимо определить блоки из которых будет состоять устройство и ввести их условные обозначения. Чаще всего устройство имеет в своем составе:

· Блок ввода (БВВ);

· Операционный блок (ОБ);

· Блок вывода (БВЫВ);

· Блок индикации (БИ);

· Блок управления (БУ).

Блок ввода в общем случае может обеспечивать:

· взаимодействие с внешней шиной ввода данных в цифровом виде непосредственно на момент их ввода;

· ввод сигнала в аналоговом виде и его преобразование в цифровой вид;

· хранение введенных данных или цифрового значения введенного сигнала;

· передачу хранимых данных в операционный блок, блок вывода или другие блоки при необходимости.

Таблица 2.3 – Рекомендуемые УГО для оформления схемы Э2

Наименование/УГО	Пояснения, примеры
Отдельный блок или модуль устройства	Внутри блока (модуля) должно быть написано его обозначение: БУ – блок управления, БИ – блок индикации, ОБ – операционный блок, БВВД – блок ввода данных Д, БВЫВР – блок вывода результата Р, МХРД – модуль хранения данных Д, МСРДиП – модуль сравнения данных Д и порога П, ZAВх/ZAВых – модуль подключения аналогового входа/выхода, ZЦВх/ZЦВых – модуль подключения цифрового входа/выхода. Примечание. При вводе обозначений рекомендуется, чтобы обозначения соответствовали назначению блока (модуля) или отображали выполняемую им функцию.
Блок, состоящий из нескольких модулей	Блок ввода данных Блок ввода данных (БВВД) включает в себя три модуля: модуль подключения цифрового входа (ZЦВх), модуль хранения данных (МХРД), модуль хранения порога (МХРПОР).
Последовательная шина ввода/вывода данных	Последовательная шина ввода данных (N-разрядные данные вводятся с младшего разряда Д0).
N-разрядная параллельная шина ввода/вывода данных. Разрядность вводимых/ выводимых данных соответствует разрядности шины	Восьмиразрядная шина ввода данных (Д) и значения порога (ПОР). Сначала по шине передаются данные, а затем порог. Разрядность шины соответствует разрядности передаваемых данных Д и порога ПОР.

Продолжение таблицы 2.3

N-разрядная параллельная шина ввода/вывода данных. Разрядность вводимых данных не соответствует разрядности шины	Если шина ввода данных не соответствует разрядности вводимых данных, то необходимо показать последовательность передачи данных по шине. На приведенном примере разрядность шины ввода данных – 4. 8-разрядные данные Д и 8-разрядное значение порога ПОР передаются по 4 разряда (сначала младшие разряды Д0-Д3, а затем старшие разряды Д4-Д7).
Аналоговый вход/выход	Блок вывода результата (БВЫВР). Результат выводится в аналоговом виде. В блоке вывода результата находится модуль подключения аналогового выхода ZАВых.
Управляющий сигнал     Стрелка показывает направление действия управляющего сигнала. Над управляющим сигналом пишется его наименование.	Управляющий сигнал (например, «РАЗРЕШИТЬ ВЫВОД») подается на модуль (ZАВых) блока (БВЫВР), в котором он вызывает требуемые действия (аналоговый сигнал, например, выдается на устройство звукового оповещения).

Продолжение таблицы 2.3.1

Функция И Показывает объединение условий, при которых осуществляется выполнение действия или формирование управляющего сигнала.
Данные Д поступят в модуль хранения данных в том случае, если они присутствуют на шине ввода и поступает управляющий сигнал «ВВОД».
Функция ИЛИ Показывает, что действие выполняется в том случае, если выполняется одно из условий или присутствует один из управляющих сигналов.	Для последовательного ввода 8-разрядных данных Д требуется 8 управляющих сигналов ввода, каждый из которых обеспечивает ввод соответствующего разряда. Объединение их по ИЛИ позволяет упростить схему электрическую функциональную.
Признак, при котором выполняется сигнал или некоторая последовательность сигналов.	Сигнал Т=Т-1 вырабатывается только в том случае, если значение Т≠0.

Операционный блок в общем случае может обеспечивать:

· прием данных с блока ввода;

· выполнение заданных действий над введенными данными или их преобразование;

· хранение результата;

· формирование признаков результата преобразования (≤, ≠, =0 и т.д.) и передачу сформированных признаков в блок управления;

· преобразование полученного результата в требуемый вид или его кодирование;

· передачу результата преобразований в блок вывода.

Блок вывода в общем случае может обеспечивать:

· преобразование выводимых данных в требуемый код (обратный, парафазный);

· взаимодействие с внешней шиной вывода результата в цифровом виде непосредственно на момент вывода;

· вывод результата в цифровом виде последовательно или параллельно;

· преобразование цифрового вида результата в аналоговый;

· выдачу сигнала в аналоговом виде.

Блок индикации в общем случае может обеспечивать:

· включение необходимого индикатора на требуемый интервал времени;

· выключение индикатора в требуемый момент времени.

Блок управления в общем случае может обеспечивать:

· прием управляющих сигналов от внешних элементов управления (кнопок, переключателей и т.д.);

· прием от операционного блока признаков результата обработки;

· организацию циклической работы;

· выработку управляющих сигналов в последовательности, определяемой алгоритмом работы устройства, в том числе и с учетом признаков;

· передачу управляющих сигналов во все блоки устройства.

Блок управления может содержать специальные модули, например, таймер, счетчик циклов.

Для работы устройства необходим блок питания (БП).

Функциональная схема, оформляемая в виде графического материала, должна быть выполнена согласно требованиям, изложенным в разделе 1 данного пособия.

При графическом изображении блока управления следует придерживаться следующего условия: сигналы, формируемые БУ, изображаются последовательно сверху вниз.

Пример функциональной схемы устройства контроля измеряемого параметра внешний вид и алгоритм работы которого рассмотрены в разделах 2.1 и 2.2 данного пособия приведен на рисунке 2.5.

Устройство состоит из блока ввода (БВВ) операционного блока (ОБ), блока вывода (БВЫВ), блока индикации (БИ), блока управления (БУ).

Блок ввода имеет в своем составе следующие модули: модуль подключения цифрового входа (ZЦВХ), модуль хранения параметра (МХРП).

Операционный блок состоит из модуля хранения значения порога (МХРПОР) и модуля сравнения параметра и порога (МСРПиПОР).

Блок вывода содержит следующие модули: модуль преобразования цифрового значения параметра в аналоговое (МПРПЦ в ПА) и модуль подключения аналогового выхода (ZАВЫХ).

Работа блока управления (БУ) обеспечивается подачей последовательности тактовых импульсов, передаваемых генератором тактовых импульсов (ГТИ), который содержится в БУ, кроме этого в блоке управления находится таймер (МХРТ) на входы которого посредством коммутации подается двоичное значение времени Т.

Рисунок 2.5 – Пример функциональной схемы устройства

Поступление тактовых импульсов от ГТИ разрешается только после того как нажата кнопка «ПУСК» (функция И).

Остановка устройства возможна в результате нажатия кнопки «СТОП» или в том случае, если значение введенного параметра превышает значение заданного порога (функция ИЛИ).

Последовательность формирования сигналов в блоке управления приведена на рисунке 2.6.

Сигналы управления 12,13 формируются только в случае формирования в ОБ признака «П^Ц≤ПОР» (функция И).

Сигналы управления 14 формируются только в случае формирования в ОБ признака «П^Ц≤ПОР» и признака Т≠0 формируемого в БУ (функция И). В случае формирования в блоке управления признака Т=0 устройство должно обеспечивать формирование управляющих сигналов начиная с сигнала 4 – восстановления значения Т.

Сигналы управления 16,17,18,19,20,21,22 формируются только в случае формирования в ОБ признака «П^Ц>ПОР» (функция И).

Рисунок 2.6 – Пример блока управления функциональной схемы устройства