ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Схемы дросселей и пневматических камер. Особенности элементов устройств пневмоники, получаемых способом печатных схем. Примеры применения элементов пневмоники из "Теория элементов пневмоники " Каждый полусумматор, как показано на рис. 4.1, а, имеет два входных и два выходных канала. Например в полусумматоре 1 в -й ячейке по входным каналам подаются значения и Ьг — цифры г-х разрядов складываемых чисел, каждая из которых равна 1 или О, на выходе в канал 5 поступает цифра суммы, а в канал 6 — цифра переноса, которые также равны 1 или 0. Операции над числами и производятся по обычным правилам сложения двоичных чисел 0 + 0 = 0 1+0=1 04 1 = 1 1-1-1 = 10. Так как нули слева от значащих чисел не читаются, выражения в правых частях последних равенств могут быть соответственно написаны и так 00 01 01 10. В каждом из этих последних выражений вторая цифра есть цифра суммы, а первая— цифра переноса. [c.35] Полным одноразрядным сумматором выполняется операция суммирования трех цифр двух цифр и подаваемых на основные входы ячейки, и цифры п,- переноса из предыдущего разряда (для -й ячейки на рис. 4.1, а для этого служит канал 7). Результат операции сложения получается в виде цифры суммы С и цифры переноса пг, поступающей в следующий разряд (согласно рис. 4.1, а по каналу 8). При работе сумматора, построенного по указанной выше схеме, не используется канал 9 в ячейке 1-го разряда, а канал 10 в ячейке высшего п-го разряда используется для получения с +] — цифры суммы. Электронные полусумматоры представляют собой устройства, состоящие из нескольких первичных элементов. В струйной технике функции полусумматора в принципе выполняются одним лишь комбинированным логическим струйным элементом, схема которого приведена на рис. 4.1,6 (этот элемент по своим функциям аналогичен элементу, показанному на рис. 3.1, в, при условии, что в последнем объединены крайние выходные каналы). В последующем используется также условное изображение полусумматора, показанное на рис. 4.1, в. Если принять, что функция ИЛИ может быть получена простым соединением каналов, показанным на рис. 4.1, г (давление в выходном канале, отвечающее сигналу 1 , создается при наличии давления в одном из двух или в обоих подводящих каналах), то схемы отдельно взятой ячейки струйного полного одноразрядного сумматора и построенного на таких ячейках сумматора примут вид, показанный соответственно на рис. 4.1, (3 и 4.1, е. На этих рисунках не показаны выходные усилители (узлы 3 на рис. 4.1, ). [c.35] Различные варианты схем суммирования двоичных чисел с помощью струйных элементов рассмотрены в работах [31, 43, 52 и др.]. [c.36] При выполнении операции вычитания в пневмонике используются те же принципы, что и в электронной вычислительной технике. Вычитание двоичных чисел производится по правилам 1—1=0, 1—0=1, 10—1 = 1. Однако благодаря особенностям струйных элементов оказываются возможными схемные реще-ния, отличные от тех, которые обычно приняты для электронных вычислительных устройств. Проиллюстрируем это следующим примером. [c.36] Операция умножения двух двоичных чисел, как и при умножении обычных десятичных чисел, разбивается на три операции. Первое число умножается на каждую из цифр второго числа (в двоичном коде это цифры 1 или 0 при умножении на 1 множимое число повторяется, а при умножении на О дает 0). При этом образуются частные произведения, которые затем сдвигаются на необходимое число разрядов одно относительно другого. Затем они складываются, образуя произведение. [c.38] Операция сдвига чисел на один разряд осуществляется по схеме, содержащей логические элементы И и НЕ (рис. 4.2,6). Согласно рис. 4.2, 6 при подаче на командный вход 1 сигнала О двоичное число о,г. . . ОгО передается на соответствующие выходы без смещения, т. е. Ьх = аи Ьг=а2 и т. д. при подаче же по командному каналу сигнала 1 происходит смещение на один разряд влево, т. е. 2==аь 63 = 02 и т. д. [c.38] При делении двоичных чисел, кроме указанных выше операций, производится сравнение чисел по модулю, так же как это делается и при обычном делении чисел, представляемых в десятичной системе счисления. [c.38] Схема другого варианта построения струйного триггера, предложенная Уорреном, приведена на рис. 4.3, б [82]. При поочередном подведении давлений воздуха по входному каналу 1 давления в рассматриваемых по отдельности выходном канале 2 и выходном канале 3 создаются через раз. Это достигается благодаря наличию циркуляционного течения в кольцевой камере 4. Струя, вытекающая из канала /, отклоняется в ту или другую сторону в зависимости от направления циркуляционного течения и переключает с одного выходного канала на другой основную струю, вытекающую из канала питания 5 при этом автоматически меняется направление циркуляционного течения и тем самым производится подготовка к следующему переключению. [c.41] Последовательно соединенные триггеры образуют накапливающий сумматор (счетчик) сигналов, поступающих на вход цепи (рис. 4.3, в). Суммирование сигналов по этой схеме производится следующим образом. Пусть, например, изменение состояния каждого триггера (смена на выходе О на 1 или 1 на О ) происходит в момент появления на входе сигнала 1 , и пусть в начальный момент на входе и на выходе всех триггеров имеется О , т. е. с = с2=-.. = с = 0 (рис. 4.3, в). После появления на входе сигнала 1 на выходе триггера Тр появляется 1 . После подачи второго по счету входного сигнала значение i изменяется на О , а на выходе триггера Тр2 появляется С2=1 после подачи и снятия третьего по счету входного сигнала значение i = 0 изменяется на i = ] и сохраняется С2=1 и т. д. Выражения. .. С3С2С1, получаемые при последовательной подаче на входе 1, 2, 3, 4... сигналов, соответственно равные О... 001 О,. . 010 О... 011 О... 100 . .., являются изображениями соответствующих чисел в двоичном коде. [c.41] Рассмотренный накапливающий сумматор является частным видом устройств более широкого назначения — регистров. При построении /г-разрядных цифровых регистров на базе рассмотренной схемы они дополняются элементами для введения цифр в отдельные разряды, что позволяет складывать число, записанное в регистре, с другим числом, которое вводится извне. Все операции в регистрах выполняются по сигналам, которые подаются извне (их называют тактовыми командами). [c.41] Одной из основных операций, выполняемых в сдвигающих регистрах, является разобщение последовательно соединенных друг с другом элементов запоминания с удерживанием в выходном элементе сигналов, которые до этого были на его входах (как бы при этом ни менялись состояния предшествующего по цепи воздействий элемента). На рис. 4.4, а показана схема, по которой был построен в ИАТ (ТК) действующий макет устройства, выполняющего вышеуказанные функции [10]. Согласно рис. 4.4, а в отсутствие избыточного давления рт в канале 1, в зависимости от того, поданы или нет на входы 2 и 3 ячейки запоминания / сигналы Х1 и Х2, соответствующая команда 1 или О передается с выходов 4 или 5 ячейки запоминания сигналов / соответственно на выходы 6 и 7 ячейки запоминания II. При подведении же давления задержки рт к каналу 1 связь между ячейками I и Н прерывается и на выходе ячейки запоминания II удерживаются ранее переданные сигналы, как бы при этом ни менялись значения Х1 и Х2 на входах в ячейку I. Связь между ячейками I и II восстанавливается снова снятием давления в канале 1. [c.42] Ниже рассматривается одна из описанных в литературе схем реализации ячеек сдвигающего регистра на элементах пневмоники [69]. На рис. 4.4, б показана структурная схема ячейки сдвигающего регистра, а на рис. 4.4, в приведена схема соединений струйных элементов внутри отдельной ячейки. [c.42] Ячейка сдвигающего регистра содержит два элемента запоминания сигналов I и II. Эти элементы могут быть любого из рассмотренных типов. При создании давления на одном из входов или выходов элемента, которое соответствует сигналу 1 , на другом входе и соответственно на другом выходе элемента давление отсутствует, что отвечает сигналу О . В отсутствие тактовых команд на выходах элемента удерживаются сигналы, соответствующие ранее поданным входным сигналам. По каналам / и 2 элемента / передаются сигналы от предшествующей ячейки сдвигающего регистра. Выходные каналы 3 и 4 ячейки являются вместе с тем входными каналами для следующей ячейки регистра. В устройстве имеются каналы 5, 6, 7 н 8, по которым подводятся давления, соответствующие тактовым командам. [c.42] Рассмотрим далее, что происходит при подаче тактовой команды. Давлениями, которые подводятся к каналам 5, 6, 7 и 8, выполняются следующие два действия. Во-первых, прерывается связь между ячейками запоминания сигналов / и //. Происходит это благодаря тому, что струя, вытекающая из канала 9, отклоняется струей, вытекающей из канала 6, и не поступает в канал 11 то же относится к каналам 10, 5 и 12. Во-вторых, сигналы, которые имеются на выходах элемента II, переключаются с каналов считывания 15 и 16 на выходные каналы 3 VI 4. Это происходит благодаря взаимодействию струй, вытекающих из каналов 13 п 7 или 14 и 8. При этом в данную ячейку сдвигающего регистра поступают сигналы из предыдущей ячейки, а сигналы, которые ранее в ней удерживались, передаются в следующую по цепи воздействий ячейку. [c.44] Задания и программы для цифровых систем управления (команды разовых и циклических операций, уставки исполнительных устройств с цифровым управлением и т. д.) могут вводиться в соответствующие струйные устройства и с помощью перфолент (рис. 2.9,ж). [c.44] В манометрах, в некоторых типах расходомеров и в ряде других приборов имеется поворотный валик, на котором монтируется стрелка прибора. На этом же валике может быть установлен и диск с прорезями, образующими маску (этот термин используется для соответствующих электронных устройств), отвечающую двоичному коду. Угловое перемещение используется и в системах обратной связи станков с программным управлением. Углу поворота валика, пропорциональному измеряемой величине (перемещению инструмента, давлению, расходу и т.п.), ставится в соответствие некоторое двоичное число. Каждому разряду числа отвечает ряд прорезей в диске, расположенных на определенном радиусе и образующих соответствующую данному разряду дорожку (рис. 4.5, а). На рис. 4.5, а цифры указаны в начале каждого из секторов, к которым они относятся. Считывание сигналов производится неподвижными элементами сопло — приемный канал. [c.44] При построении кодирующих дисков с тем, чтобы исключить возможность появления недопустимо больших ошибок преобразования, используются циклические коды, чаще всего циклический код, называемый кодом Грея. [c.45] Прежде чем показать, как эта операция реализуется на струях воздуха, укажем правила, по которым производится данное преобразование. [c.46] Если поочередно расс.матривать цифры разрядов числа, записанного в циклическом коде, следуя от старших разрядов к младшим, то в обычном коде цифры соответствующих разрядов данного числа имеют следующие значения. Первая слева (со стороны старшего разряда) единица при записи числа в циклическом коде сохраняется и тогда, когда число записывается Б обычном двоичном коде. Если в каком-либо из следующих разрядов числа, записанного в циклическом коде, слева от рассматриваемого разряда находится четное число единиц, то цифра данного разряда не изменяется при переходе от циклического кода к обычному двоичному коду в противном случае происходит инвертирование значения этой цифры, т. е. вместо О записывается 1 и вместо 1 записывается 0. [c.46] Вернуться к основной статье