廣告燈與組合邏輯設計

  1. 實習目的
  1. 學習使用移位暫存器、計數器和計時器的搭配，來控制廣告燈的花樣變化。
  2. 學習使用PLC來做組合邏輯的模擬。

　

　

  1. 實習器材：

    2. 　　　　　　　PLC (FP)、使用手冊

    　

    　

  2. 示範程式：　
    3.

    (A)

    ST/ C 100

    ST R 901B

    ST C 101

    SR WR 4

    ST R 40

    OT Y 0

    ST R 41

    OT Y 1

    ST R 42

    OT Y 2

    ST R 43

    OT Y 3

    ST R 44

    OT Y 4

    ST R 45

    OT Y 5

    ST R 46

    OT Y 6

    ST R 47

    OT Y 7

    ST R 901B

    ST C 101

    CT 100

    K 8

    ST R 901B

    ST C 101

    CT 101

    K 17
    　


    　

    　以上這個程式也可更改為下列程式來執行，更改的部分有特別的標示

    ST/ C 100

    ST R 901B

    ST C 101

    SR WR 4

    ST R 40

    OT Y 0

    ST R 41

    OT Y 1

    ST R 42

    OT Y2

    ST R 43

    OT Y3

    ST R 44

    OT Y4

    ST R 45

    OT Y5

    ST R 46

    OT Y 6

    ST R 47

    OT Y 7

    ST R 901B

    ST C 101

    CT 100

    K 0 (修改)

    ST R 901B

    ST C101

    CT 101

    K 8 (修改)

    　

    程式說明：

    這個程式主要是對WR4的移位暫存器作控制，再利用WR4所對應的R40∼47的開關，控制Y0∼Y7的明滅。移位暫存器是由三個輸入所控制，分別為資料移位、清除輸入對應於程式中SR旁C100，R9018，C101的開關，當901B開關為High，則C100的狀態會移入暫存器，若C100為High則輸入1，RSO的開關閉合Y0亮，反之Y0為減，當901B開關為LOW時，C100不管High或LOW皆不會影響移位暫存器內部之值，而C101為High時，WR4移位暫存器內部之值全被清為零。這個程式前8個R901B，作動時(901B是每0.02秒產生一個週期方波的PLC內部的特殊電驛）C100的狀態就移入暫存器，所以每個週期會移入C100為1的狀態進入WR4，依序亮至第8個燈，而後CT100已數至8，在第9個C10CK時，C100換輸入0，所以從9∼16clock又依序減掉，第17個clock時CT101作動，將SR WR4，CT100，CT101重置，所有動作周而復始。

    　

    　

    (B)

    1.

    NOT Y0=X0

    ST X0

    OT Y0

    　

    2.

    AND Y0=X0X1

    ST X0

    AND X1

    OT Y0
    　

    　

    3.

    OR Y0=X0+X1

    ST X0

    OR X1

    OT Y0

    　

    　

    　

  3. 實驗原理

所有的順序控制可分為組合邏輯與序向邏輯兩種系統，此種設計的方法，可廣泛應用於驛控制，順序性的油氣壓控制，邏輯電路設計等，其中組合邏輯系統其輸出與否，只受輸入信號的狀態而定，不因時間而改變，如示範程式二所舉的例子，此種設計方法可利用卡諾圖化簡而得，序向邏輯系統公因上一個狀態的動作結果，影響到現在的動作結果，所以在設計的過程中，不同的狀態必須利用一個記憶單元來記憶此一狀態的結果，例如示範程式一所示，此程式利用移位暫存器來記憶序向邏輯所產生的各種狀態的順序，再配合組合邏輯，得到不同狀態下的輸出結果，而往後的實驗裡，則是應用電驛，PLC內部電驛，或是5/2閥的狀態來記憶不同狀態的結果，其中串級步進法的設計，更是序向邏輯的標準解法，但是不一定能夠得到最少的記憶元件，是此方法的唯一缺點。在設計順序控制時要有以下的基本概念，越簡單的組合邏輯或序向邏輯可使控制系統的構造簡單、成本降低、反應速度增快，例如在電驛的控制，越簡單的組合邏輯代表接線的數目少且節省電驛上的接點數目，序向邏輯的化簡代表利用來記憶系統狀態的電驛可以減少，自然可以降低成本且使反應速度增快。

　

（Ｂ） １、NAND Y0=X0X1

２、NOR Y0=X0+X1

３、XOR Y0=X0X1+X0X1

４、Y0=X1+X2X3

５、Y0=X0+X2

６、Y0=X1+X1X2+X2X4

７、Y0=X1(X1+X2)

８、Y0=X1+X2X4+X3X6

９、Y0=X1(X2+X4)(X3+X6)

１０、一董事會議有四董事，所持股份分別為40%, 25%, 20%和15%，設計不計名自動表決機，當超過60%之股分同意某案，則表決通過。例：40%之董事和25%之董事贊成就通過。分別以X0、X1、X2和X3表示四董事，Y0表示是否通過。

　

解答

（Ｂ-1）

ST\ X0　
OR\ X1　
OT Y0

　

（Ｂ-2）

　ST\ X0　
　AN X1　
　OT Y0　

　

（Ｂ-3）

ST\ X0　
AN X1　
ST X0　
AN\ X1　
ORS　
OT Y0　

　
　

（Ｂ-4）

ST\ X1　
ST X2　
AN\ X3　
ORS　
OT Y0　

　　

（Ｂ-5）

ST\ X0　
OR X2　
OT Y0

　　

（Ｂ-6）

ST\ X1　
ST X1　
AN X2　　
ORS　
ST X2　
AN\ X4　
ORS　
OT Y0　

　　
　

（Ｂ-7）

ST\ X1　

ST\ X1　

OR X2　

ANS　

OT YO　

　　　
　

（Ｂ-8）

ST\ X1　

ST X2　

AN X4　

ORS　

ST X3　

AN\ X6　

ORS　

OT Y0　

　　　　

　

（Ｂ-9）

ST\ X1　

ST X2　

OR X4　

ANS　

ST X3　

OR X6　

ANS　

OT Y0　

　　　　 　

（Ｂ-10）

ST X0　
AN X1　
ST X0
AN X2
ORS
ST X1
AN X2
AN X3
ORS
OT YO