Řadiče - výukový kurz

Evropská unieEvropský sociální fond

Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

SPS 2

Jedno z dělení řídicích automatů

Podle realizace δ (přechodové funkce) a ω (výstupní funkce)sériový (softwarový)

- činnost automatu se emuluje programem volně programovatelné řídicí počítače

paralelní (hardwarový)- řešeno jako logický obvod či paměť

výhody: - rychlá reakce - vysoká odolnost proti rušení

řešení: - pevně naprogramovaný - reprogramovatelný

Řadiče

Starověký řadič: Herkules střílí na draka,Hero z Alexandrie, Pneumatica.

SPS 4

Automat typu Moore

Z

Nás

ledu

jící

stav

S*

Sm

Sz

Sm*

Sz*

Sm

Sz

δ

Paměť

ω

Xt

Vzorkování,měření vstupů

Zápis výstupů

X

vnitřní proměnné automatu

X

Zt

Řadič je speciální případ binárního automatu Moore (Mealy) nejčastější akce – přechod do následujícího stavu

- např. řadič kotle

SPS 5

Definice konečného automatuFSM – Finite State Machine

δ - přechodová funkce - zobrazení δ: X x S -> S ω - výstupní funkce - zobrazení ω:

ω: S -> Z (Moore) ω: X x S -> Z (Mealy)

X - konečná množina všech vstupních vektorů Z - konečná množina všech výstupních vektorů S - konečná množina všech vnitřních stavů

Uspořádaná šestice

M = < X, S, Z, ω, δ, s0 >

s0 - počáteční stav S0 S

Formát zápisu podmínkového řadiče

1

2 Voda

3 Oheň

3 Zvon Start=1 Plný=1

Start=0 Plný=0 Var=0 Člověk=0

Člověk=1

Var=1 & Plný=0

Var=1 & Plný=1

Řadič a jeho mechanická analogie

Hrací skřínka, Leopold Aucac Aine, Paris

Elektromechanický automat

Relay

Nestabilizovaný (střídavý) zdroj

alternating voltageunstabilizedpower supply

Krokový motor

Po

dm

ínko

vé

Start

Plný

Var

Člověk

kon

takty

Programový buben z výstupky

Voda

Oheň

Zvonek

Vý

stup

ní

kon

takty

Angl.: pinned barrel

Angl.: stepper motor

plný = fullvar = boilingčlověk = manVoda = water

oheň = firezvonek = bell

Animace: Elektromechanický automat 1/5

Relé

Nestabilizovaný (střídavý) zdroj

Krokový motor

Po

dm

ínko

vé

Start

Plný

Var

Člověk

kon

takty

Programový buben z výstupky

Voda

Oheň

Zvonek

Vý

stup

ní

kon

takty

Animace: Elektromechanický automat 2/5

Relé

Nestabilizovaný (střídavý) zdroj

Krokový motor

Po

dm

ínko

vé

Start

Plný

Var

Člověk

kon

takty

Programový buben z výstupky

Voda

Oheň

Zvonek

Vý

stup

ní

kon

takty

Animace: Elektromechanický automat 3/5

Relé

Nestabilizovaný (střídavý) zdroj

Krokový motor

Po

dm

ínko

vé

Start

Plný

Var

Člověk

kon

takty

Programový buben z výstupky

Voda

Oheň

Zvonek

Vý

stup

ní

kon

takty

Animace: Elektromechanický automat 4/5

Relé

Nestabilizovaný (střídavý) zdroj

Krokový motor

Po

dm

ínko

vé

Start

Plný

Var

Člověk

kon

takty

Programový buben z výstupky

Voda

Oheň

Zvonek

Vý

stup

ní

kon

takty

Animace: Elektromechanický automat 5/5

Relé

Nestabilizovaný (střídavý) zdroj

Krokový motor

Po

dm

ínko

vé

Start

Plný

Var

Člověk

kon

takty

Programový buben z výstupky

Voda

Oheň

Zvonek

Vý

stup

ní

kon

takty

Moderní řadič kotleUrčitě ho znáte...

Také řadiče – ale bez podmínkové části

Heron of Alexandria, 1 století

replika středověké hračky

Slavný automat 19. století

A co orloj?

Program bicího stroje- ozubená kola = paměť stavu

Táhlo pro přenos

informaceod hodin

[Zdroj: Šíma, Z.: Astronomical clocks - HI-TECH of the 14th century,

na webu lze najít pod: "Orloje - hi-tech 14. století" (1. a 2. část)]

Konečný automat a nekonečno...

Konečné automaty mají své celočíselné limity....

Schéma funkce 3 hlavních kol orloje

Chyba pohybu Měsíce v závislosti na počtu zubů kol (tj. stavů), žel přesná hodnota je necelé číslo, a tak nelze popsat konečným automatem

Řadič kotle řady 74

Potřebujeme jen

1 binární 4bitový čítač 74193

1 multiplexor 1 z 8: 74151

1 dekodér 8 z 1: 74138

5 hradel

"a šťastnou hodinovou ruku"

Řadič kotle 74

"1"

"1"U?

74LS138

BA

C

G1G2AG2B Y0

Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7

74151

D0D1D2D3D4D5D6D7

ABCG

W

Y

74193

ABCD

UPDNLOADCLR

QAQBQCQD

COBO

7402

Clocks

FullBoil

Human

Start

Water

Fire

Bell

"1"

LSI řadič kotle - animace

"1"

"1"U?

74LS138

BA

C

G1G2AG2B Y0

Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7

74151

D0D1D2D3D4D5D6D7

ABCG

W

Y

74193

ABCD

UPDNLOADCLR

QAQBQCQD

COBO

7402

Clocks

FullBoil

Human

Start

Water

Fire

Bell

"1"

0 →1

→ 01

0 →1

→ →0

→ 1

0→1