Was ist ein programmierbares Logikarray?
Ein programmierbares Logikarray (PLA) ist ein Gerät, das einen oder mehrere logische Ausgangspegel basierend auf einer Reihe von Eingängen bereitstellt. Als kombinatorische Logikschaltung kann das programmierbare Logikarray unter Verwendung programmierbarer Speichervorrichtungen implementiert werden. Das programmierbare Logikarray ist eine einfache Alternative zur Verwendung von Gattern und zur langwierigen Vereinfachung von Logikgleichungen.
Programmierbarer Logikentwurf ist eine bessere Alternative zu durch Logikgatter implementierten Lösungen, da ein Nachteil des herkömmlichen Logikentwurfs die Schwierigkeit ist, Änderungen am vorhandenen Entwurf vorzunehmen. Später stellte sich heraus, dass Softwaretools angesichts der Herausforderungen bei der Aktualisierung von Funktionen und der Optimierung der Leistung neuer digitaler Produkte praktischer waren. Das programmierbare Logikarray ähnelt einem Speicherchip mit einem Adressbus und einem Datenbus. Für jede Kombination von Eingängen gibt es einen Logikpegelausgang für so viele Ausgänge wie erforderlich. Das programmierbare Logikarray als programmierbares Logikgerät bietet viele praktische Lösungen für Automatisierungsprobleme.
Die übliche Anwendung einer PLA besteht darin, eine Wahrheitstabelle zu implementieren, die Bedingungen basierend auf Kombinationen von Eingaben und Ausgaben basierend auf diesen Eingaben bereitstellt. Beispielsweise können bei der Steuerung einer Wasserpumpe mehrere Sensoren vorhanden sein, die die Pumpbedingungen erfassen. Ein Eingang zeigt an, dass der Wassertank voll ist, ein anderer Eingang zeigt an, ob ankommendes Wasser verfügbar ist, ein anderer Eingang ist ein Logikpegel, der angibt, ob der Motor der Pumpe zu heiß ist, und ein weiterer Eingang zeigt an, ob Der Motor wird erregt. Diese Anzeigen werden von separaten Sensorkreisen erzeugt.
Typische Sensorschaltungen verwenden analoge Komparatoren, um Aktiv-Hoch- oder Aktiv-Niedrig-Logikpegel für das programmierbare Logikarray zu erzeugen. Ein Logikpegel "Wassertank voll" kann durch einen einfachen Schwimmerschalter erzeugt werden. Ein Schwimmerschalter kann sich öffnen, wenn der Tank voll ist. Wenn der Wassertank-Vollkreislauf defekt ist, meldet er in der Regel, dass der Tank voll ist, auch wenn dies nicht der Fall ist.
Ob die Logikpegel aktiv hoch oder aktiv niedrig sind, hängt normalerweise von mehreren Faktoren ab. Bei der Verwendung von Pull-up-Widerständen wird dem Normalpegel in der Regel der aktive High-Zustand zugewiesen, was bedeutet, dass der an die positive Versorgungsleitung angeschlossene Widerstand die meiste Zeit keinen Strom zieht. Diese Überlegungen sind sehr wichtig für Geräte, die möglicherweise mit einer begrenzten Leistung betrieben werden, wie z. B. Logikgeräte, die Energie aus externen Systemen entnehmen. Zum Beispiel müssen Solar-Photovoltaik-Steuerungen für einen längeren Betrieb nur minimalen Strom verbrauchen, wenn die Batteriespannungen niedrig sind.
Eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) ist in der Lage, Automatisierungsanforderungen basierend auf erfassten Eingaben und programmierten Anweisungen zu verarbeiten. Dabei wird Logik verwendet, die auf einem begrenzten Befehlssatz basiert. Mikrocontroller sind Mikroprozessoren mit einem definierten Befehlssatz für die Datenerfassung und die Überwachung.