Устройство для сбора информации от многоразрядных дискретных датчиков

Устройство для сбора информации от многоразрядных дискретных датчиков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах контроля. Цель изобретения - повышение быстродействия - достигается тем, что в устройство, содержащее распределитель, шифратор и группу входных каналов, каждый из которых включает регистр, коммутатор, триггер и первый элемент сравнения, в каждый входной канал введены два регистра, второй элемент сравнения, три элемента ИЛИ, элемент И, счетчики и блок синхронизации. Входные каналы осуществляют контроль за состоянием многоразрядной двоичной информации. К входному каналу может быть подключен один или несколько датчиков. По факту изменения входной информации устройство вырабатывает сигнал готовности (прерывания), адрес входного канала, в котором произошло изменение, и новую информацию с этого канала. Принцип работы устройства основан на сравнении текущей информации с предыдущей. Неустоявшаяся информация от переходных процессов отфильтровывается. Фильтрация осуществляется по длительности переходного процесса и расстоянию между ними. Если входная информация меняет свои характеристики и не соответствует критериям фильтрации, то устройство вырабатывает сигнал ошибки. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 С 06 F 13!00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н A ВТОРСИОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4089548/24-24 (22) 14.07.86 (46) 15.12.89. Бюл. У 46 (72) А.В.Давыдов, Б.В.Бурмистров, В,Н.Тишков и В.К.Платонов (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

liP 1109731, кл. G 06 F 13/00, 1984, Авторское свидетельство СССР

49 377759, кл. G 06 F 13/00, 1973. (54) УСТРОИСТВО ДПЯ СБОРА ИНФОРМАЦИИ

ОТ И110ГОРАЗРЯДНЫХ ДИСКРЕТНЫХ ДАТЧИКОВ (57) Изобретение относится к автома.тике и вычислительной технике .и может быть использовано в автоматизированных системах контроля. Цель изобретения — повышение быстродействия — достигается тем, что в устройство, содержащее распределитель, шифратор и группу входных каналов, каждый из которых включает регистр, коммутатор, триггер и первый элемент сравнения, в каждый входной канал введены. два

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах контроля для сбора дискретной информации от многоразрядных дискретных датчиков, в которых обработка информации ведется с помощью

3BM .

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

На фиг, 1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 — времен— ные диаграммы, поясняющие работу устSU„, 1529230 А1

2 регистра, второй элемент сравнения,, три элемента ИПИ, элемент И, счетчики и блок синх рониз ации. Входные к аналы осуществляют контроль за состоянием многоразрядной двоичной информации. К входному каналу может быть подключен один.или несколько датчиков. По факту изменения входной информации устройство вырабатывает сигнал готовности прерывания), адрес входного канала, в котором произошло изменение, и новую информацию с этого канала. Принцип работы устройства основан на сравнении текущей иНформации с предыдущей. Неустоявшаяся информация от переходных процессов отфильтровывается. Фильтрация осуществляется по длительности переходного про-. цесса и расстоянию между ними. Если входная информация меняет свои характеристики и не соответствует критериям фильтрации, то устройство вырабатывает сигнал ошибки. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. ройства, на фиг.3 — схема блока синхрониз ации, и риме р исполнения; на фиг.4 — временные диаграммы, поясняющие работу блоЗса синхронизации.

Устройство (фиг, 1) содержит генератор 1 импульсов, распределитель 2, шифратор 3, входные каналы 4 группы, включающие первый 5, второй 6 и третий 7 регистры, первый 8 и второй 9 элементы сравнения, коммутатор 10, триггер 11, элемент И 12, первый 13, второй 14 и третий 15 элементы ИЩ1, счетчик 16 и блок 17 синхронизации.

1529230

На фиг.1 также обозначены входы и выходы 18-22 устройства и внешние связи 23-29 блока 1 7 синхронизации.

Блок 17 синхронизации 1 фиг,З) об5 разуют элемент И 30, элемент ИЛИ 31, счетчик 32, элемент И 33 дешифратор 34, элемент И 35, счетчик 36, триггер 37, три элемента И 38-40, триггер 41 и элемент ИЛИ 42. На фиг.З также обозначены линии 43-49 внутренних связей блока °

Устройство осуществляет контроль за состоянием многоразрядной двоичной информации, поступающей на информационные входы 18 входных каналов 4.

При изменении этой информации хотя бы в одном разряде устройство,вырабатывает на своих выходах 21, 20 и 19 сигнал готовности, адрес входного ка- 20 нала 4, в котором произошло изменение.; и информацию с этого канала.

Устройство обработки, получив сигнал готовности, производит считывание информации с выходов 19 и 20 и выда- 25 ет сигнал ответа на вход 22, разрешающий устройству выдачу следующей информации. На время вывода информации входной канал, с которого этот вывод осуществляется, прекращает сле- 30

: жение за состоянием входной информации. При возникновении изменения од) новременно в нескольких входных каналах устройство последовательно выводит информацию с этих каналов, причем тот канал, с ко oooro вывод закончен, продолжает дальнейшее слежение за состоянием входной информации.

Принцип работы устройства основаА на сравнении текущей информации с предыдущей. Предыдушая информация хранится в первом регистре 5. Вся ипи часть входной илформации любого канала может являться параллельным

КОДОМ В KOTOPOM OC 1ÖeÑÒBËßeTÑß СИНХронное переключение разрядов. В этом случае имеет место переходной процесс, который вызван разбросом времени переключения отдельных. разрядов.

В период переходного процесса ин50 формация будет неустоявшейся и для устройства обработки будет лишней.

Чтобы отфильтровать эту лишнюю информацию, в устройстве осуществляется операция предварительного сравнения текущей информации.

В каждой операции предварительного сравнения производится сравнение . входной информации, записанной во второй 6 и третий 7 регистры в моменты времени t и t + typal > где t< текущий. момент времени; t> — время задержки относительно текущего момента времени.

В третий регистр.7 записывается информация на момент времени t a во второй регистр 6 - на момент времени t, + t > . .Эта запись производится двумя импульсами записи, следующими с интервалом времени, равным на первые управляющие входы второго 6 и третьего 7 регистров .

Первый импульс записи записывает входную информацию на момент времени во второй регистр 6, а второй импульс записи переписывает информацию, . записанную на момент времени t, из второго регистра 6 в третий регистр

7 и записывает во второй регистр 6 информацию на момент времени t„+

+ t p Информация на выходах регистров 6 и 7 изменяется по заднему фронту импуль са э апис и . Сравнение с оде ржимого регистров 6 и 7 производится на втором элементе 9 сравнения; во время этой операции происходит перезапись содержимого второго регистра

6 в третий регистр 7. Элемент 9 сравнения одноразрядныйл, и сравнение ведется последовательным способом. Если информация, з апис анная в укаэанные моменты, одинаковая, то Она допускается для сравнения с предыдущей информацией, хранящейся в первом регистре

5. Если информация разная, то операция предварительного сравнения повторяется.

Допускается трехкратное повторение операции предварительного сравнения, Если в третьей операции предварительного сравнения будет несравнение информации, то ус тройство вырабатыв ает сигнал готовности на выход 21 сигнал ошибки, который считывается через первый информационный выход 19, при этом на выходе 20 присутствует адрес входного канала, в котором возникла ситуация трехкратного несравнения, а на выходе 19 — информация с входного кайала, соответствующая предыдущей.

Интервал задержки в операции предварительно го сравнения выбирается больше длительности переходного процесса др<> ц ) ПРИ Э ТОМ ВО ВХОДНой ИифО Р мации минимальное время между переходными процессами (время устоявшейся

5 15292 инфоРмации — Гь,. cup>) должно быть больше 2с з д.

Эти временные соотношеция поясняется фиг.2.

На фиг.2 приняты следующие обозна5 чения: а — моменты з апис и входной информации; б — расп ределение пе реходных процессов во входной информации;

I, II, III — отрезки времени, в кото— рые забирается информация для проведения предварительной операции срав— нения.

В отрезках I u II времени присут— ствует переходной процесс, а в отрез- 15 ке III переходный процесс отсутству— ет.

Критерии филь т раиии выражены следующими Heравенствами: Г э А ) tïå, проц сг. и и 2 < 1о Д ° 20

Сравнение отфильтрованной текущей информации с предыдущей — основная операция сравнения. В основной операции сравнения осуществляется сравнение содержимого первого 5 и третье- 25 го 7 регистров. Сравнение ведется на первом элементе 8 сравнения, которыйявляется одноразрядным, Во время этой операции происходит перезапись содержимого третьего ре- 30 гистра 7 в первый регистр 5.

Первый.5, второй 6 и третий 7 регистры являются сдв иговыми и имеют о одинаковую разрядность, которая соответствует максимальной разрядности

35 информации, обрабатываемой входным каналом. Входы сброса триггера 1 1 и счетчика 16 являются динамическими, работающими по заднему фронту сигнала. Распределитель 2 осуществляет вы- 40 вод информации из входных каналов на первый информационный выход 19, а также синхронизацию обмена информацией с устройством обработки.

Блок 17 вырабатывает на свои выхо- 45 ды сигналы, которые управляют проведением предварительной и основной операций сравнения.

На выход 25 блок 1 7 вырабатывает импульсы записи, а на выход 26 — импульсы сдвига для проведения.предварительной операции сравнения. Количество импульсов сдвига соответствует разрядности регистров 6 и 7. На выход

27 блок 17 вырабатывает импульсы сдвига .для проведения основной операции сравнения, количество которых соответствует разрядности регистров

5 и 7. Эти импульсы поступают на

30 о вход первого регистра 5 и через первый элемент ИПИ 13 на вход третьего регистра 7. lia выход 28 блок 17 вырабатывает сигнал, который является признаком проведения основной операции .сравнения, его длительность соответствует времени проведения этой опе рации.

Работу блока 17 опишем по циклограмме, изображенной на фиг.4. На ииклограмме показаны сформированные блоком 17 сигналы для следующих друг за другом предварительной -и основной

one раций с рави ен ия.

В исходном состоянии счетчики 32 и 36 и триггеры 37 и 41 установлены в "0". На входе 23 присутствует сигнал, разрешающий прохождение импульсов через элемент И 30.

На выходе 25 формируются парные импульсы записи — первый и второй.

Первый импульс записи формируется на выходе элемента И 35 после установки младшего разряда счетчика 32 в еди †ничное состояние. На выход элемента

И 35 проходит один импульс из последовательности прямоугольных импульсов. Этот импульс является первым импульсом записи. По заднему фронту этого импульса триггер 37 устанавливается в единичное состояние и запрещает прохождение импульсов через элемент И 35. Второй импульс записи формируется аналогично на элементе И 38 с задержкой (t»>) относительно первого. Время задержки определяется счетчиком 32 и дешифратором 34. При наличии на выходах счетчика 32 кода, определяющего время задержки, на выходе дешифратора 34 появляется сигнал 46 фиг.4), разрешающий прохождение импульса через элемент И 38. На выход элемента И 38 проходит также один импульс. По его заднему фронту триггер 41 устанавливается в единичное состояние и запрещает дальнейшее прохождение импульсов через элемент

И 38. Импульсы, сформированные на элементах И 35 и 38, через элемент

ИЛИ 42 поступают на выход 25. После установки триггера 41 в единичное состояние на выходе элемента И 33 появляются импульсы, которые поступают на первые входы элементов И 39 и 40.

Вначале импульсы проходят на выход

26, а затем на выход 27. Переключение их с 26 выхода осуществляется сигналом с выхода Е счетчика 36. Этот же

1529230 сигнал поступает на выход 28. Счетчик предназначен для подсчета N количест,ва импульсов, Выход К изменяет свое состояние после поступления на счетчик NI2 импульсов. Таким образом, на выходах 26 и 27 будет сформировано по N(2. импульсов. На выходе 2К счетчика 36 появляется сигнал 49 переполнения, который через вход ОСБ элемен- 10 та ИЛИ 31 устанавливает в нулевое состояние счетчики 32 и 36 и триггеры

37 и 41 — блок 17 готов к формированию следующего цикла импульсов.

Устройство работает следующим образом.

При включении питания устройство приводится сигналом общего сброса в исходное состояние (цепи общего сброса на фиг,1 не показаны), При этом первый регистр 5, триггер 11 и счет- чик 16 устанавливаются в нулевое состояние, на выходах блока 17 отсутствуют управляющие сигналы. Далее начинается операция предварительного 25 сравнения,. для проведения которой блок 17 вырабатывает на выходы 25 и

26 соответственно импульсы записи и сдвига. Если в этой операции произошло сравнение, то устройство переходит 30 к основной операции сравнения (блок

17 вырабатывает импульс спвига на свой выход 27).

Если в основной операции сравнения произошло несравнение, то триггер 11 сигналом с выхода элемента 8 сравнения устанавливается в единичное состояние. По окончании основной onepai ции сравнения (когда закончится пере— запись из третьего регистра 7 в первый регистр 5) сигнал с выхода триггера 11 через элемент И 12 и элемент

ИЛИ 15 поступает на вход 33 блока 17 и на соответствующий вход распределителя 2 - образуется сигнал запроса входного канала. Распределитель 2, получив этот сигнал запроса, вырабатывает на своем соответствующем выходе сигнал разрешения, который поступает во входной канал. Сигнал разрешения, поступив на управляющий вход коммутатора IO разрешает прохождение через него информации с первого регистра 5 йа выход 19 устройства. От сигнала разрешения шифратор 3 формирует на выход 20 двоичный вход адреса канала. Устройство обработки ЭВИ, получив сигнал готовности с выхода распределителя 2, считывает информацию с выходов устройства и вырабатывает сигнал ответа, который поступает на управляющий вход распределителя 2. Распределитель 2, получив сигнал ответа, снимает на своем выходе разрешающий сигнал. По снятии этого разрешающего сигнала запрещается прохождение информации через коммутатор

10, сбрасываются в "0" триггер 11 и счетчик 16, т. е. входной канал снимает сигнал запрета. На этом вывод информации из входного канала закончен.

Если в результате проведения основной операции сравнения происходит сравнение текущей информации с предыдущей, то устройство приступает к следующей операции предварительного сравнения.

Если в результате проведения предварительной операции сравнения получается несравнение, то операция предварительного сравнения повторяется.

Это происходит следующим образом.

Блок 17 управления, получив сигнал несравнения с выхода второго элемента

9 сравнения, приводится в исходное состояние, т.е. прекращает выдачу импульсов сдвига на свой выход и начинает вновь формирование сигналов записи и сдвигов для проведения предварительной операпии сравнения.

Допускается трехкратное повторение предварительной операции сравнения, подсчет ведется счетчиком 16, Допустимое число повторений предварительной операции сравнения может быть и больше трех, это эквивалентно увеличению t>< .

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1, Устройство для сбора информации от многоразрядных дискретных датчиков, содержащее распределитель, шифратор и группу входных каналов, каждый из которых содержит первый регистр, первый элемент сравнения, коммутатор и триггер, установочный вход которого соединен с выходом первого элемента сравнения, первым входом подключенного к последовательному выходу первого регистра, параллельный выход которого соединен с первым информационным входом коммутатора, управляющий вход которого подключен к входу сброса триггера и к группе выходов распределителя, причем выходы комму152 9230 таторов входных каналов группы образуют выход устройства для подключения к информационному входу ЭВМ, выход шифратора является выходом устройства для подключения к адресному

5 входу ЭВМ, группа входов шифратора соединена с группой выходов распределителя, синхровход и выход которого являются соответственно входом и выходом устройства для подключения к синхронизирующему выходу и входу готовности ЭВМ, о тл ич ающе е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введен генератор импульсов, а в каждый входной канал — два регистра,второй элемент сравнения, элемент И, три. элемента ИЛИ, счетчик и блок синхронизации, причем в каждом входном канале информационный вход второго регистра является входом устройства для подключения к выходу многоразрядного дискретного датчика, а выходы параллельного и последовательного ко- 25 дов сбответственно соединены с информационными входами параллельного и последовательного кодов третьего регистра, выход последовательного кода которого подключен к информационно <у входу последовательного кода первого регистра, второму информационному входу первого элемента сравнения и первому информационному входу второго элемента сравнения, вторым информа— ционным входом подключенного к выходу последовательного кода второго реги- . стра, синхронизирующий вход первого регистра соединен с синхронизирующим входом первого элемента сравнения, 40 первыми входами первого и второго элементов KIH и первым выходом блока синхронизации, вторым выходом подключенного к первому входу элемента И, второй вход и выход которого соеди45 иены соответственно с выходом триггера и первым входом третьего элемента HIIH, вторым входом соединенного с вторым информационным входом коммутатора и выходом счетчика, вход сброса которого подключен к выходу второго элемента HJIH, а счетный вход — к входу останова блока синхронизации и выходу второго элемента сравнения, синхровходом соединенного с вторым входом первого элемента ИЛИ, входом сдвига второго регистра и третьим выходом блока синхронизации, четвертый выход которого соединен с входами записи второго и третьего регистров, а тактовый вход — с выходом генератора импульсов, выходы первого и третьего элементов ИЛИ соединены соответственно с входом сдвига третьего регистра и входом пуска блока синхронизации, группа выходов и группа входов распределителя подключены соответственно к вторым входам вторых элементов, ИЛИ и выходам третьих элементов ИЛИ входных каналов группы, 2. Устройство по п, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок синхронизации содержит два счетчика, шесть элементов И, два элемента ИЛИ, два триггера и-дешифратор, причем первый и второй входы первого элемента И являются соответственно тактовым и пусковым входами блока, а выход соединен с первыми входами второго четвертого элементов И и счетным входом первого счетчика, входы сброса первого и второго счетчиков и первого и второго триггеров подключены к инверсному выходу первого элемента:

ИЛИ, первый и второй входы которого подключены соответственно к входу останова блока и выходу старшего разряда второго счетчика, счетные входы первого и второго триггеров соединены соответственно с инверсными выходами третьего и четвертого элементов 1; и первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, инверсный выход которого является четвертым выходом блока, группа выходов первого счетчика подключена через дешифратор к второму входу четвертого элемента И, третьим входом соединенного с инверсным выходом второго триггера, прямой выход которого подключен к второму входу второго элемента И, выходом соединенного со счетным входом второго счеч чика, прямому входу пятого и первому входу шестого элементов И, инверсные выходы которых являются соответствен— но третьим и первым выходами блока, выход соответствующего разряда второго счетчика соединен с инверсным входом пятого и вторым входом шестого элементов Р и является вторым выходом блока, выход с та рш его разряда второго счетчика соединен с инверсным входом второго элемента И, второй и третий входы третьего элемента И соединены соответственно с выходом первого разряда первого счетчика и инверсным выходом первого триггера °

1529230

Составитель В.Вертлиб

Техред Л,Сердюкова Корректор Э.Лончакова

Редактор А.Огар

Заказ 7643/45 Тираж 668 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101