Лабораторная работа №3 Использование битов маркерной памяти
Цель работы: изучить основные приемы построения релейных цепочек с обратными связями, используя промежуточные биты маркерной памяти
Общие сведения об использовании маркерной памяти
Область маркерной памяти расположена в системной области памяти процессора и доступна как для записи, так и для чтения. Элементы маркерной памяти предназначены для хранения промежуточных результатов вычислений и использование этих результатов в дальнейшем.
Результат вычисления, выведенный на катушку маркерной памяти, помещается в нее сразу и становится доступным для считывания уже в следующей строке. В релейной логике STEP7 биты маркерной памяти используются одновременно для вывода результата на катушки реле и для ввода значений с контактов этих катушек.
Основное назначение битов маркерной памяти:
сохранять промежуточный результат при разбиении длинных релейных цепочек или в некоторых команд;
организовывать обратные связи или проверки условий в тактируемых схемах (в многотактных схемах).
Например, на рис.12 показан вариант сохранения и использования промежуточного результата при разбиении длинной релейной цепочки.
Разбиение длинной релейной цепочки на короткие цепочка: а) исходная схема; б) после разбиения на три цепочки
Разбиение релейной схемы на ряд более коротких схем улучшает читабельность схемы и её лучшее понимание.
Вторым назначением маркерных битов в релейных схемах служит организация обратной связи для хранения результата.
Например, на рис.13 приведен пример, в котором релейная схема реализует запоминание нажатия на кнопку «КН1». Сброс памяти осуществляется при нажатии на кнопку «КН2». Вывод результата осуществляется на катушку реле LH.
При нажатии на кнопку «КН1» катушка реле М0.0 принимает единичное значение, а контакт этой катушки через замкнутый контакт кнопки «КН1» «подхватывает» свою же катушку и не дает ей обесточится, даже если кнопка «КН1» отпускается. При нажатии на кнопку «КН2» цепь подхвата разрывается и реле выключается.
Релейная схема для запоминания нажатий на кнопку «КН1»: а) на языке LAD; б) на языкеSTL
Возможность реализации обратных связей позволяет реализовывать релейные схемы включения оборудования в строго определенной последовательности. Каждый следующий механизм оборудования может быть включен только после отработки действий предыдущим и формировании требуемых условий включения.
Задание на выполнение лабораторной работы
По заданию своего варианта составить релейную схему реализующую возможность последовательного включения выходных состояний. Каждое следующее выходное состояние реализуется только после того как будет реализовано предыдущее. Первое состояние реализуется всегда. Релейную схему разработать на языках LAD и STL.
Пример выполнения задания
Дана таблица истинности для последовательной реализации состояний.
Таблица 2
Таблица истинности для примера последовательной реализации состояний
|
№ состояния |
К1 |
К2 |
К3 |
L1 |
L2 |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
2 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
3 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
Так как выходных сигнала два (L1 иL2) то система будет содержать два блока реализации этих состояний. Для реализации Для реализации состояния выходного сигналаL1 релейная схема приведена на рис.14.
Схема реализации состояния сигнала L1: а) полная схема; б) после упрощения
Релейная схема реализации состояния сигнала L2 приведена на рис.15.
Схема реализации состояния сигнала L2: а) полная схема; б) упрощенная схема
Промежуточные результаты состояний L1 и L2 были сохранены соответственно в маркерной области памяти M0.0 и М0.1. Реализация последовательности шагов по заданным входным сигналам приведена на рис.16.
Так как включение первого шага разрешено всегда, то маркер М1.0 взводится когда выполняется первая комбинация, т.е. L1=0, L2=1, после чего маркер М1.0 встает на самоподхват.
Условие второго шага (рис.5,б) формируется тогда, когда был выполнен первый (проверка маркера М1.0) и сформировалась входная комбинация при которой L1=1, L2=1. Формирование маркера выполнения второго шага (т.е. М1.1=1) сбрасывает первый шаг (М1.0=0) и формирует цепочку самоподхвата.
Условие третьего шага формируется в случае формирования входной комбинации L1=1 и L2=0 и при включенном втором шаге. Установленный в «1» маркер М1.2 разрывает цепь обратной связи второго шага и устанавливает цепь самоподхвата.
Реализация последовательности включения шагов: схемы а)-г) соответственно для шагов 1-4
По аналогии, цепь четвертого шага формируется при L1=0 и L2=0 и наличии условия выполнения третьего шага. Реализация четвертого шага М1.3 разрывает цепь самоподхвата в третьем шаге и устанавливает в четвертом.
Так как первый шаг по условию может выполняться всегда в любой момент, то в обратные связи (цепи самоподхвата) всех шагов введено условие сброса шага, если формируется первый шаг.
Таким образом, задача последовательной реализации состояний свелась к комбинаторной задаче, где входными сигналами являются промежуточные маркера реализации состояний, а выходными сигналами - заданная последовательность без учета необходимости последовательной реализации. Таблица истинности для такой задачи будет выглядеть следующим образом.
Таблица 3
Таблица истинности получившейся комбинаторной задачи
|
M1.0 |
M1.1 |
M1.2 |
M1.3 |
L1 |
L2 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
Релейные схемы, реализующие полученную таблицу истинности приведены на рис.17.
Релейная схема реализации выходных сигналов