|
Termiz davlat universiteti robototexnika asoslari
|
| bet | 12/64 | | Sana | 21.09.2024 | | Hajmi | 6,71 Mb. | | #271854 |
Bog'liq robototexnika ma\'ruza matni toyyorlashNazorat uchun savollar:
1.Impulsli signallar, ularni tasvirlash asoslari?
2.Sanok sistеmalari va rakamli kurilmalarda foydalaniladigan kodlar. Mantik algеbrasi.
3.Mantikiy elеmеntlar asosida kombinatsion kurilmalarni loyixalash, summator sxеmasi?
10-Mavzu:Robototexnikada raqamli sxematika.
Reja:
Robototexnikada raqamli sxematika
Rezerfor
3.Integral sxemalar va mikroprotsessor qurilmalarining xususiyatlari
Raqamli texnikaning elektron komponentlari. atom tuzilishi. elektron-ion elementlar nazariyasi. raqamli texnikani tashkil etish tarixi 1.1.Elektron ion nazariyasi, Rezerford atom moduli Atomlari bo‘linmas eng kichik zarrachalar ekan to‘g‘risidagi tasawur qadim zamonlardan mavjud, faqat XVIII asrda A. Lavuaziy, M.V. Lomonosov va boshqa olimlar tomonidan atomlaring mavjudligi isbotlagan. Ammo ularning ichki strukturasi masalasi ko‘tarilmadi va atomlar bo‘linmas zarracha deb qaralib kelindi. XIX asrda moddalarsing atomistik strukturasini o‘rganish sezilarli darajada rivojlandi. 1833 yilda elektroliz fenomenini (fenomen - favqulotdda, kamda- kam uchraydigan hodisa) o‘rganish paytida M. Faraday elektrolit eritmasidagi tok zaryadlangan zarrachalar - ionlaming tartibi harakati ekanligini isbotladi. Faraday, elementar elektr zaryadi deb nomlangan ionning minimal zaryadini aniqladi. Uning taxminiy qiymati e = 1,60 • 10"19 K1 ga teng edi. Faradayning tadqiqotlari asosida, atomlar ichida elektr zaryadi mavjudligi to‘g‘risida xulosa chiqarildi. Buyuk rus ximik olimi D.I.Mendeleyev atomlar nazariyasining rivojiga katta hissa qo'shgan, 1869 yilda atomlaming tabiati haqida birinchi navbatda ko'tarilgan davriy elementlar tizimini ishlab chiqdi. Atomlaming chiziqli spektrlarini kashf etishga olib keladigan spektroskopik tadqiqotlar atomlaming murakkab tuzilishining muhim dalilidir. XIX asming boshlarida diskret spektr linyalari (chiziqlari) vodorod atomlarining nurlanishda spektmi ko‘rinadigan qismida aniqlandi. Keyinchalik, 1885 yilda I. Balmer bu chiziqlaming to‘lqin uzunligini bog‘laydigan matematik qonuniyatlami o‘rnatdi. A. Bekkerel 1896 yilda radioaktivlik deb nomlangan atomlar tomonidan ko‘zga ko'rinmaydigan kiruvchi radiatsiya nurlarini kashf qildi. Keyingi yillarda radioaktivlik hodisasini ko‘plab olimlar tomonidan o‘rganilgan (M. SklodovskayaKyuri, P.Kuryi, E. Rezerford va boshqalar). Radioaktiv moddalaming atomlari turli xil fizik tabiatga ega bo'lgan uch xil nurlanishini (alfa, beta va gamma nurlarini) chiqaradi. Alfa nurlari geliy ionlarining oqimi, beta nurlari - elektronlar oqimi va gamma nurlari - qattiq rentgen nurlarining kvanti bo‘lib hisoblanadi. 1897-yili J. Tomson elektronni kashf qildi va elektron zaryadining e/m massaga nisbatini o‘lchadi. Tomsonning eksperimentlari elektronlar atomlar tarkibiga kirishini tasdiqladi. Shunday qilib, XX asr boshida ma’lum bo'lgan barcha eksperimental faktlar asosida materiya atomlari murakkab ichki tuzilishga egaligi isbotlandi. Ular elektroneytral tizimlar bo‘lib, bunda massasi kichik atom massasi qismini tashkil etuvchi manfiy zaryadli atomlar tashuvchi yengil elektronlar hisoblanadi. Atom massasining asosiy qismi musbat zaryad bilan bog‘liq. Elec tron Ion nazartyast - Atomlar turli tadqiqotchilar tomonidan turli vaqtlarda yaratilgan, lekin ular kichik zarralardan iborat. Bu zarralaming juda birinchi yagona elektr zaryadini o‘tkazish elektron bo'lib hisoblanadi. Fiziklar tomonidan qandaydir “elektr atom” bor deb taxmin qilishadi, shu bilan birgalikda simdan esa faqat elektr toki uzatiladi deb hisoblashgan, electronlar o‘tgan asrning oxirlarida o‘zining hozirgi nomini saqlab qolgan. 1853 - yilda, frantsuz tadqiqotchisi A. Masson havo uzatadigan shisha naycha orqali elektr razryadini (uchqunlarini) o‘tkazmoqchi bo‘lgan. Keyinchalik, bu oddiy qurilma yordamida ingliz olimi Wilyam Kruks ko'plab tajribalar o'tkazdi va bunday naychalar kruks deb nomlangan (kruks deganda - to‘g‘ridan - to‘g‘ri elektron – yorug’lik nurlari televizorlar va monitorlarga ishlatiladi va kamroq uchraydi). Katodda - ular manfiy zaryadlangan elektrod tomonidan tarqatildi, oddiy (g‘ayrioddiy) nurlar manbai sifatida xizmat qilgan. Bu nurlar katod deyiladi. Kruks katod nurlarini quyidagi ifodalaydi: - moddalarning nurlari sababli naychani ichki yuzasida yorug‘lik tarqaladi; - ular kinetik energiyaga ega va parraklar uzatish natijasida mexanik harakatlanish imkoniga ega (1.1-rasm.) - ular magnit maydon oqimini hosil qiladi; - ular manfiy zaryalangan bo‘lib, musbat qutb naycha tomonga harakatlanadi.
Ingliz fizik olimi 1897 yilda Djozifa Djona Tomson shunga o‘xshash nayni
yaratdi, va u elektr maydon bilan katod nur oqimlarini o’lchash mumkin bo‘lgan va quyidagi 1.2-rasmda keltirilgan.
Kuchlanish, 4 va 5 plastinkalar o‘rtasidan o‘tadigan katod nurlarini oshirish
yoki kamaytirish mumkin. 4 va 5 plastinkalar kuchlanishi qancha yuqori bo'lsa
katod nurlarining to‘g‘ri harakatlanish traektoriyasi chetga chiqishi (og‘ishi)
shuncha katta bo‘ladi.
Keyinchalik, bu tajriba katod nurlari zarrachalar bo‘lagi va massasini aniqlashga yordam berdi: massasi qanchaki kam bo‘lsa va zaryadlangan zarrachalar shuncha ko‘p bo‘ladi, elektr maydon yordamida uni to‘g‘ri chiziqli harakat traektoriyasini og‘dirish mumkin. Biroq, buning uchun qo'shimcha tajribalar olib borishga to‘g‘ri keldi, lekin 1909 yilda maqsadga erishildi. Elektr zaryadlari “katod” zarrachalar hisoblanib kulon iborasida aytiladi, fiziklar va kimyogarlar o‘zlariga qulay bo‘lishi uchun bu “elementar” zaryad kattaligi bir birlik sifatida qabul qilingan.
Tomson tavsifidan (ta’rifidan) musbat zaryadlangan zarrachalar, eng kichik elektr zaryadlari elektronlar deb nomlanadi.
Keyinchalik musbat zaryadlangan zarrachalami oqimini analogli priborlarda kuzatish imkoniyatiga ega bo‘ldi, ulami esa protonlar deb nomladi. Lekin protonning massasi deyarli 2000 marta elektron massasidan kattaroq, uning zaryadi elektronlar zaryadiga teng deb aniqlandi va bu belgi “plyus” ishorasi bilan belgilandi.
Shunday qilib, fiziklar ixtiyorida imkon boMgan birinchi “tarkibiy elementlari”
boshqa atomlar modelini qurish uchun harakatga keldi.
Tomson taxmin qildi, atomlar sferada (shar) musbat zaryadlangan, 1.3 a -
rasmda keltirilgan kichik ektronlar deyiladi. Olimlar o‘rtasida atom modeli “01xo‘ri
pudding” tarvuz ichidagi urug‘ga o‘xshash, buluchka ichida mayizi borga
oxshshlai, atom atrofida elektronlardan tashkil topgan.
Rezerford atom modeli - Ingliz fizigi 1910-yilda, Ernest Rezerford va uning talabalari Geiger va Marsden tajriba o'tkazishgan, Tomsonni nuqtai nazarida
tushinib bo'lmaydigan ajoyib natijalar olishgan. Oldingi paytda allaqachon boshlang'ich maktab o'quvchilari radioaktivlik hodisalari kashf etishgan. Radioaktiv moddalar nafaqat yuqori energiyali nurlarini va ko‘plab yuqori energiyali zarrachalar moddalarga kirib borishi mumkin va imkoniga ega. Bunday zarralar alfa - zarralar deyiladi. 1.2. Raqamli mikrosxema (mikrochip)
Zamonaviy raqamli integratsiya elektron uning jasadi tranzistomi, diyotlar, qarshilik va boshqa faol va passiv qismlarining o'z ichiga olgan bir miniatyura elektron blok bo'lib, umumiy soni bir necha o'nlab yoki yuzlab, hatto minglab erishish mumkin! elektron elementlar soniga qarab integratsiya kichik darajasini, chip integratsiya o'rtacha darajasini ajrata. katta va juda katta integral sxemalar kontaktlarning integratsiya. integratsiya past darajasi 10-30 gacha bo'lishi mumkin mikro9ipler va 100 ming qadar super-katta zanjirsimon va yana faol va passiv elementlar.
A raqamli chip bir metr birligi, microcalculator, avtomatik nazorat qurilma ishlab chiqarish jarayonida, mikroijlemcinin vazifasini bajarishi mumkin. Elektron hisoblash mashinalari (kompyuterlar) yig'ish. Misol uchun, elektron bilak Watch "mexanizmi", bir soniya, budilnik sifatida, ham ish, soat, daqiqa va soniya, kun, hafta va oy ichida joriy vaqtni bildiradi faqat maxsus ishlab chiqilgan kata integratsiyalashgan tutashuv biri hisoblanadi. Integral mikrosxemalar tufayli, zamonaviy kompyuterlar borgan sari 300 ming. Times kichik ularning "ajdodlari" ga nisbatan, bir kompyutemi, deb ataldi, lekin 10 ming. Times ish tezroq Shu ishonchli uchun, va juda kam energiya iste'mol qilinadi. Ta'rifi va raqamli mantiq chips qo'ydi harakatlari asosi ikkilik faqat ikki raqamlar iborat tizimi - bir (1) va nol ( 0). Shuning umumiy mantiqiy komponentlari, integral mikrosxemalar nomi va ularga qurilmalar I-qurilma raqamli har xil asoslangan uyg'otdi. Ikkilik soni tizimlar bu ikki raqam saqlash, va deyarli hech qanday raqam "eslash" imkonini beradi. Misol uchun, 25 soni, biz ikkilik sanoq sistemasida, o'nlik raqam tizimiga ishlatiladigan quyidagilar qilinadi: 11001. Bu erda, elektr, zarba shaklida taqdim etilishi mumkin bo'lgan har bir pozitsiya, ma'lumotlami jifreleyen bu tizim dasturiy ta'minot va kompyuter ishlashi uchun edi Ayniqsa qulay mantiq - 1 yoki mantiq 0. Ikki mantiq davlatlar biriga mos keladi.
Nol yoki hatto salbiy kuchlanish ko'proq ijobiy ya'ni yuqori, va kam kam ijobiy elektr signallari o'tkazish, yoki raqamli ma'lumotlar bilan bog'liq, o'zaro tizimi ham ikki davlat yoki ikki an'anaviy elektr saviyasi bilan mos keladi Stress yuqori darajali mantiqiy 0 sifatida, 1 mantiqiy va past darajadagi kuchlanish sifatida ko'rgan bo'lsa, bu ijobiy mantiq deyiladi. Salbiy fikrlarini esa, aksincha, yuqori darajadagi kuchlanish mantiqiy 0 olinadi va bu kitobda mantiqiy 1. Past darajasi, biz ijobiy mantiq bilan faqat davrlari ko'rib. Lekin amalda bu barcha raqamli signallari bir xil kuchlanish darajasiga ega bo'lgan vaziyatni qondirish mumkin emas. Shuning uchun, hisobga mumkin, sabrbardoshga olib, raqamli mikrosxemalar, ma'lumot ko'tarib elektr impulslari, xususiyatlari ma'lum interval kuchlanish tavsiflovchi. Misol uchun, 0,4 V 0 dan olingan mantiqiy 0 kuchlanish signali mos KI55, past darajada uchun K133 uchun chiplari bir qator, m. E. ko'pi 0,4 V va yuqori, mantiq 1 darajasiga mos keladigan, Yo'q kam 2,4 V va ular mo'ljallangan qaysi kuchlanish kam, -5 V. Boshqa seriyali chiplar uchun, chegaraning bu keskinliklar sathi biroz kichikroq yoki, aksincha, ba'zi katta, lekin doimiy raqamli mikrosxemalar berilgan ketma-ket uchun bo'lishi mumkin. Bu kitobda tasvirlangan tajribalar, turli asboblari va qurilmalari integratsiya kichik va o'rta daraja foydalanish chips K155 qator uchun mo'ljallangan. Ushbu ketma-ket qurilmalari hamsi eng keng o'lchash natijalari yoki vaqt raqamli o'lchashdan jumladan asboblari, o'lchov, ular tomonidan bunyod generatorlari, Slot mashinalari va signalizatsiya, elektron soatlar ham ishlatiladi. Bunday qurilmalar va qurilmalari mo'ljallangan va, ushbu kitobni oldi kim kerak.
K155 seriyali integratsiya va funktsional turli daraja 100 chips o'z ichiga oladi.
.. Mantiq algebra elementar vazifasini amalga oshirish elektron qurilmalar – Bu shunday ataluvchi mantiq eshiklari hokazo ulaming Shu ko'plab asosida turli Triggerlar, puls counters, chastota bo'luvchi, raqamli kodlami Konverter, kod hal qiluvchi hisoblanadi. Ular bilan raqamli mikrosxemalar qurilma va amaliyot bilan bir tanishiga boshlash kerak. raqamli texnologiya asoslari.
1.3. Integral sxemalar va mikroprotsessor qurilmalarining xususiyatlari Har qanday parametmi o‘lchash yoki nazorat qilishda bir qator hollarda oichanayotgan kattaliklaming qiymatlarini elektron asboblar yordamida aniqlash va kuzatib borish bilan bog‘liq bo‘lgan turli operatsiyalarini avtomatik ravishda bajarish zarur bo‘ladi. Bu masalalar mikroprotsessor qurilmalar yordamida hal qilinadi.
0 ‘lchov asboblarida, o‘zgartkichlarda va texnologik o‘lchashlar uchun foydalaniladigan tizimlarda mikro EHM va mikroprotsessorlar qo‘llaniladi. Bu qurilmalaming texnik asosi bitta kristallda 103—1012 ta elementi boigan katta va
o‘ta katta integral sxema (KIS va 0 ‘KIS)lar hisoblanadi. Keyingi paytlarda mikroelektronika va hisoblash texnikasining eng muhim yutug‘i KIS asosidagi mikroprotsessorlami yaratish hisoblanadi.
Integral mikrosxemalar (IS)—deb, yagona texnologik jaraenda tayyorlanib, muayyan sxema bo‘yicha ulangan va umumiy plastmassali yoki metall korpusga yaxlit joylashtirilgan va diod, tranzistorlar, kondensatorlar, rezistorlardan tashkil
topgan mikroelektronika qurilmalariga aytiladi. Bitta integral mikrosxema yuzlab va undan yuqori miqdordagi diskret elementlar (diod, tranzistorlar, kondensatorlar va boshqalar)dan tashkil topgan elektron sxemaga ekvivalentdir.
|
| |
