13 4 1. ВЫДЕЛЕНИЕ СЛОЖНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ БЛОКОВ

Часто функциональные блоки бывают значительно сложнее тех, которые мы рассмотрели ранее. Хорошим примером является блок микро процессора. Его функции в системе SONAR включают разрешение подачи питания, реакцию на прерывание системы SONAR, считывание интервала и подтверждение факта, что имела место ответная реакция. Этот блок имеет несколько входов и выходов (рис. 13.7),

Разрешение

Разрешение

Запрос прерывания

Интервал

Подтверждение прерывания

Питание

3z,fев кГц,-

Передаваемый строб-сигнал

Интервал

превышения

интервала

апробированные SZkYu,

Си нал совпадения

Бланнирушщии импульс

Передаваемый Передаваемый Принимаемый Принимаемый "импульсимпульсимпульс

Рнс. 13.7. Структурная схема системы

/ - микропроцессор; 2 -схема прерывания; 3 - порт питания; 4- источник питания системы SONAR; 5 - порт интервала; 6 - опорный генератор; 7 - генератор поворотной платформы; 8 - счетчик интервала; 9- вентиль интервала; 10- логические схемы передатчика; - моностабильная схема; 12 - детектор совпадений; 13 - вентиль передатчика; 14 - управляющая схема; 15 - усилитель; 16 - преобразователь передатчика; 17 - преобразователь приемника

Другим примером является вентиль интервала, который должен управлять потоком импульсов от опорного генератора к счетчику интервала и сбрасывать счетчик в соответствующий момент. Вентиль открывается передним фронтом стробирующего сигнала передачи, закрывается

при получении сигнала совпадения и сбрасывает счетчик интервала, при получении следующего стробирующего сигнала или сигнала прерывания подтверждения приема.

Эти блоки выполнены на нескольких интегральных схемах и дискретных компонентах. Однако в некоторых случаях довольно сложные функциональные блоки могут быть выполнены на одной ИС. Например, детектор совпадений представляет собой одну ИС, состоящую из двух независимых ждущих мультивибраторов

13.4.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНКРЕТНОГО УЧАСТКА, НА КОТОРОМ ИМЕЕТ МЕСТО НЕИСПРАВНОСТЬ

Чтобы отыскать неисправность в сложной системе, необходимо установить, в какой части структурной схемы она могла произойти. Это можно сделать, разделяя различные участки схемы на более простые цепи управления и контуры регулирования.

Как только неисправность обнаружена в одной из этих цепей, определение функционального блока трудностей не представляет. Применяя методы «разделяй и властвуй» или размыкание контура регулирования, находим неисправный блок, а в нем негодный компонент. Чтобы показать на конкретном примере применение такой методики, мы сначала познакомим Вас с системой SONAR робота HERO 1. Обратимся к рис. 13.7. Батареи робота непрерывно подают питание на генератор импульсов истинного времени (часы). Эти часы управляют кварцевым генератором опорной частоты 32,768 кГц. Высокостабильный сигнал генератора используют для определения временного интервала между передачей сигнала и приемом эхо-сигнала.

При получении команды из программы микропроцессор записывает в порт питания комбинацию битов, разрешающую подачу питания на систему SONAR. В результате подается питание на генератор, работающий с частотой 35 кГц, а также на другие схемы. Генератор можно настроить так, что его частота будет совпадать с резонансной частотой преобразователей.

Передающий вентильный логический блок представляет собой по существу 14-разрядный делитель и схему-защелку типа RS. Эти схемы генерируют два сигнала. Один из них определяет передний фронт стробирующего сигнала передачи, а другой - его задний фронт. Время между этими сигналами и есть длительность стробирующего сигнала передачи.

Стробирующий сигнал передачи очень важен для работы системы SONAR. Во-первых, он мгновенно отпирает передающий вентиль, пропуская несколько импульсов от перестраиваемого генератора. Кроме того, его передний фронт отпирает вентиль интервала, подает разрешающие сигналы на детектор совпадений в приемнике и на ждущие муль-

тивибраторы, которые вырабатывают бланкирующие нмпульсы для детектора совпадений.

Импульсы от передающей логической схемы усиливаются и передаются на преобразователь передатчика. Получившийся в результате звук (излучаемый импульс) доходит до препятствия и отражается от него. Эхо от этого звука преобразовывается в электрический импульс преобразователем приемника и затем усиливается.

Для подавления прямого приема импульса передатчика ждущий мультивибратор вырабатывает бланкирующий импульс. Сигнал на выходе детектора совпадений появится только после получения разрешения от логической передающей схемы; после окончания бланкирующего импульса будет принят эхо-сигнал.

Как указывалось ранее, логическая схема интервала пропускает импульсы от опорного генератора к счетчику интервала под действием переднего фронта стробирующего сигнала передатчика до того момента, когда она получит сигнал совпадения или подтверждения прерывания. Она также сбрасывает счетчик интервала, представляющий собой 12-разрядный счетчик, выполненный на одной ИС. Содержимое самого старшего его разряда используют в качестве сигнала превышения интервала. Следующие восемь разрядов соединены с портом интервала, который передает информацию микропроцессору. Оставшиеся три разряда используют как схему деления на восемь для понижения частоты опорного генератора до 4096 Гц.

Схема прерывания генерирует сигнал IRQ (запрос прерывания) для микропроцессора. Сигнал IRQ SONAR вырабатывается при получении или сигнала совпадения, или сигнала превышения интервала. Когда микропроцессор принимает сигнал IRQ, он считывает величину из порта интервала, после чего он хранит эту величину в резервной ячейке памяти для прикладной программы.

13.4.3. ДЕЛЕНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ

Рассматривая структурную схему системы SONAR (рис. 13.8), вы видите, что функциональные блоки можно разделить на четыре группы: передатчик, приемник, счетчик и управление.

Разделение структурной схемы на более крупные группы блоков можно рассматривать как изменение уровня схемы. Так же, как и в слу чае выбора границ функциональных блоков, выбор границ функциональных групп достаточно произвольный.

Если рассмотреть границы групп, вы увидете, что они имеют входы и выходы подобно функциональным блокам. В этом примере входом группы передатчика является разрешение подачи питания на систему SONAR. Выходными сигналами этой группы оказываются стробирую-щий сигнал передатчика и импульс передатчика. Входами группы прием-