Многоканальный коммутатор

Многоканальный коммутатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электронной коммутационной технике и может быть использовано в автоматических системах сбора информации. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается путем индивидуального изменения длительности опроса источников информации при постоянной частоте тактовых импульсов генератора. Устройство содержит генератор тактовых импульсов, распределитель импульсов, блок управления, дополнительные ключевые элементы, источник тока, шину питания, первые и вторые ключевые элементы, D-триггеры, источники информации, общую шину, информационную шину, элементы задержки, мультиплексор, элементы ИЛИ, блок формирования адреса канала, вход адреса устройства, триггеры режима, таймеры, информационный вход устройства, элементы И. Расширение времени подключения источников информации к информационной шине без остановки цикла опроса производится в соответствии с прогнозируемой динамикой изменения контролируемых процессов или в случае выхода параметров контролируемых процессов за допустимые пределы. 3 з.п.ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4380851/24-21 (22) 19.02 ° 88 (46) 07.02.90. Бюл. №- 5 (72) Н.А.Алексашкин и В,П.Гузь (53) 621.382(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 416867, кл. Н 03 К 17/56, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 1051713, кл. Н 03 K 17/56, 1982. (54) ИНОГОКАНАЛЬНЫИ КОММУТАТОР (57) Изобретение относится к электронной коммутационной технике и может быть использовано в автоматических системах сбора информации. Цель изобретения — раСширение функциональных воэможностей — достигается путем индивидуального изменения длительности опроса источников информации .при постоянной .частоте тактовых импульсов генератора. Устройство содерИзобретение относится к электронной коммутационной технике и может быть использовано в автоматических системах сбора информации.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, достигаемое путем обеспечения индивидуального изменения длительности опроса источников информации при по,стоянной частоте тактовых импульсов генератора.

На фиг ° 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 функциональная схема таймера; на фиг.3 — функциональная схема блока

: формирования адреса канала; на фиг.4..Я И 1 4 (51)5 Н 03 К 17/00 жит генератор тактовых импульсов, распределитель импульсов, блок управления, дополнительные ключевые элементы, источник тока, шину питания, первь.е и вторые ключевые элементы, 0-триггеры, источники информации, общую шину, информационную шину. элементы задержки, мультиплексор, эле менты ИЛИ, блок формирования адреса канала, вход адреса устройства, .триггеры режима, таймеры, информационный вход устройства, элементы И. Расширение времени подключения источников информации к информационной шине без остановки цикла опроса гроизводится в соответствии с прогнозируемой динамикой изменения контролируемых процессов или в случае выхода параметров контролируемых процессов за допустимые пределы. 3 з.п. ф-лы, 5 ил, функциональная схема блока сравнения; на фиг.5 — временные диаграммы многоканального коммутатора.

Коммутатор (фиг.1) содержит генератор 1 тактовых импупьсов, выход которого соединен с входом распределителя 2 импульсов и блока 3 управления, выход которого через дополнительный ключевой элемент 4 и источник 5 тока подключен к шине 6 питания, соединенной в каждом канале с первым входом первого ключевого элемента 7, второй вход которого подключен к первому входу второго ключевого элемента 8 и выходу D-триггера 9, а выход соединен с первым входом источника 10

1541764 информации, второй вход которого подключен к общей шине ll, а выход соединен с вторым входом второго ключевого элемента, выход которого подключен к информационной шине 12. Выход первого элемента 13 задержки соединен с информационным входом D-триггера последующего канала, кроме последнего, в котором выход первого элемента задерж-10 ки подключен К первому входу мультиплексора 14, второй вход которого подключен к выходу распределителя импульсов °

Управляющий вход мультиплексора соединен с выходом первого элемента ИЛИ 15, а выход подключен к информационному входу D-триггера первого канала, вход сброса которого соединен с входами сброса 0-триггеров ос" тальных каналов и первым выходом 16 блока 17 формирования адреса канала, вход которого соединен с входом 18 адреса устройства, а группа вторых выходов 19 подключена соответственно к входам установки триггеров 20 режима и первым входам 21 таймеров 22 каждого канала, вторые входы 23 которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов, третьи входы 24 подключены к информационному входу

25 устройства, четвертые входы 26 соединены соответственно с выходами Dтриггеров каждого канала и первыми входами первых элементов И 27, выходы которых подключены к входам первых элементов задержки, а вторые входы соединены с синхровходами D-триггеров и первыми выходами 28 таймеров, вторые входы 29 которых подключены к

-первым входам вторых элементов ИЛИ 30, 40 вторые входы последних соединены с первым выходом блока формирования адреса канала. Выходы вторых элементов

ИЛИ подключены соответственно к входам сброса триггеров режима, выходы которых соединены с пятыми входами

31 таймеров и соответствующими входами первого элемента ИЛИ.

Таймер 22 содержит (фиг.2) второй элемент 32 задержки, вход которого

50 соединен с входом сброса регистра 33 и первым входом таймера, а выход подключен к входу записи регистра, информационный вход которого соединен с третьим входом таймера, а выход под55 ключен к первому входу 34 блока 35 сравнения, второй вход 36 которого соединен с выходом счетчика 37, счетный вход последнего подключен к выхо-! ду второго элемента И 38, первый и второй входы которого подключены соответственно к четвертому и пятому входам таймера, а также к первому и второму входам элемента И-НЕ 39, выход последнего соединен с первым входом третьего элемента И 40, второй вход которого подключен к третьему входу второго элемента И и второму входу таймера 22, причем первый его выход соединен с выходом третьего элемента ИЛИ 41, первый вход которого подключен к выходу третьего элемента

И, а второй вход соединен с входом сброса счетчика и первым выходом 42 блока сравнения, второй выход 43 которого подключен к второму выходу таймера.

Блок 17 формирования адреса канала содержит (фиг.3) группу ждущих мультивибраторов 44, выход первого из которых соединен с первым выходом блока формирования адреса канала, а выходы остальных подключены соответственно к группе вторых выходов блока формирования адреса канала, входы ждущих мультивибраторов соединены соответственно с выходами дешифратора

45, вход которого подключен к входу адреса устройства °

Блок 35 сравнения содержит (фиг,4) инвертор 46, выход которого соединен с вторым выходом блока сравнения, а вход подключен к выходу четвертого элемента ИЛИ 47 и дополнительному входу четвертого элемента И 48, выход которого соединен с первым выходом блока сравнения, одноименные разряды первого и второго входов которого подключены соответственно к первым и вторым входам группы элементов ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 49, выходы которых подключены соответственно к входам четвертого элемента И, а входы четвертого элемента ИЛИ подключены соответственно K первым входам группы элементов ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ. .Многоканальный коммутатор работает следующим образом.

Началу опроса должно предшествовать введение в дешифратор 45 (фиг.3) кодовЖ комбинации Начало работы я 11

При этом на входе первого ждущего мультивибратора 44 формирования сигнала "Начало работы", появится высо" кий уровень напряжения, под действием которого происходит срабатывание

1541764 6 не 6 питания и информационной шине

12. первого ждущего мультивибратора 44 °

Сигнал, который является на выходе !

6, устанавливает в исходное состояние все П-триггеры 9 и триггеры 20 режима. На их прямых выходах устано вится низкий уровень напряжения, При этом ключевые элементы 7 и 8 оказываются запертыми, и источники информации отключены от информационной шины 12 ° Нулевой потенциал на выходах триггеров 20 режима исключает работу каналов в режиме с из" менением длительности опроса источников 10 информации. При этом на выходе первого элемента ИЛИ 15 имеется низ" кий уровень напряжения, обеспечиваю-. щий прохождение импульсов с выхода распределителя 2 импульсов на информационный вход D-триггера 9 первого канала, Высокий уровень напряжения, поступающий на управляющий вход мультиплексора 14, разрешает прохождение на вход D-триггера 9 первого канала сигналов с выхода элемента 13 задержки последнего канала и запрещает прохождение сигналов с выхода распределителя 2 импульсов.

Генератор 1 тактовых импульсов формирует последовательность тактовых импульсов с периодом повторения Т, Распределитель 2 импульсов, представляющий собой делитель частоты тактовых импульсов на и, где n — - число источников информации (датчиков), выделяет из последовательности тактовых импульсов каждый и-й импульс, который с выхода распределителя импульсов через мультиплексор 14 поступает на информационный вход D-триггера 9 первого канала.

Так как на прямом Флходе триггера

20 режима низкий уровень напряжения, на выходе элемента И-НЕ 39 (фиг.2) и первом входе третьего элемента И 40 устанавливается высокий потенциал.

Сигнал тактовой частоты F = I/Ò генератора 1 тактовых импульсов через третий элемент И 40 первого канала и третий элемент ИЛИ 41 первого канала поступает на синхронизирующий вход

D-триггера 9 первого канала и переключает его.

На выходе Ь-тpигrepa первого канала устанавливается высокий уровень напряжения, который открывает ключевые элементы 7 и 8 этого канала. В результате этого источник 10 информации первого канала подключается к шиПри этом ключевые элементы 7 и 8

5 остальных канал "= заперты и опрос других источников информации не производится.

Следующий тактовый импульс, постуЬ пающий на синхронизирующие входы

D-трит геров, переключает Е-триггеры первого и второго каналов. При этом на выходе триггера 9 первого канала устанавливается низкий потеhUHBJI и опрос источника информации этого канала прекращается. На выходе -.риггера 9 второго канала устанавливается высокий уровень напряжения и начинается опрос источника 10 информации второго канала.

20 Так как D-триггеры срабатывают по заднему фронту импульса, в схеме предусмотрен элемент 13 -.àäåðæêè, параметр которого с (фиг.5) Bb16HpBpT ся так, чтобы обеспечить нацежное

25 переключение D-триггеров 9.

После того, как опрошен источник информации последнего канала, распределитель 2 импульсов формирует новый импульс запуска В-триггера первого

3р канала, и процесс сбора информации повторяется.

Последовательность тактовых импульсов, вырабатываемая генератором

1 тактовых импульсов, поступает также на блок 3 управления, формирующий последовательность импульсов длительностью t и периодом повторения Т, которые гоступают через дополнительный ключевой элемент 4 на источник 5 тока, который включает питание каналов только на время их опроса t В паузе

Т-t источник 5 тока отключен от всех каналов.

Коммутатор при изменении длитель45 ности опроса источников информации работает следующим образом. Перед началом работы введением в дешифратор

45 (фиг.3) кодовой комбинации "Начало работы" все триггеры 20 режима и

M D-триггеры 9 устанавливаются в нулевое состояние для исключения неопределенности.

Пусть необходимо увеличить длительность опроса источника 10 информации второго канала в цикле опроса на Kt к, где K — число, вводимое по информационному входу 25 устройства в perI-стр 33 (фиг.2). На вход дешифратора 45 блока формирования адреса

1541764 канала подается код номера канала, длительность опроса которого нужно изменить (в данном случае — код числа два). При этом соответствующий ждущий мультивибратор 44 формирует импульс, поступающий на вход 21 таймера 22. Передний фронт импульса обнуляет регистр 33, а через время задержки определяемое элементом

У

32, обеспечивает запись параллельного кода числа К в регистр 33. Одновременно триггер 20 режима второго .канала устанавливается в единичное со стояние, при котором высокий уровень поступает на вход 31 таймера 22 (вторые входы элементов И-НЕ 39 и И 38), а также на вход первого элемента

ИЛИ 15.

На фиг.5 приведены временные диа граммы работы коммутатора для случая, когда первый и третий каналы работают в режиме с постоянной длительностью опроса, определяемой частотой генератора 1 тактовых импульсов, а вгорой 25 канал работает в режиме удвоения длительности опроса источника информации (К=1). Числа в названии временных диаграмм определяют номера элементов, для которых указаны уровни логичес- 30 ких сигналов °

Первый сигнал с выхода генератора

1 переключает D- триггер 9 первого канала. Второй сигнал через третий элемент И 40 (Фиг.2) второго канала и третий элемент ИЛИ 41 поступает на синхровход Б-триггера 9 и переключает его. На прямом выходе 0-триггера

9 устанавливается высокий уровень напряжения, который приводит к запира- 40 нию элемента И 40 низшим уровнем напряжения с выхода элемента И-НЕ 39 и установлению на первом входе второго элемента И 38 высокого уровня напряжения. Начинается опрос источника 10 информации второго канала. Следующий, третий тактовый импульс через второй элемент И 38 поступает на счетный вход счетчика 37, производящего счет по заднему фронту импульсов. Так как в регистр 33 таймера второго канала записан код числа К, равный единице, то на выходе 42 блока 35 сравнения (фиг.4) устанавливается высокий уровень напряжения который существует

Ф

55 до прихода следующего тактового импульса, при этом сигнал, сформированный блоком 35 сравнения, своим задним фронтом обнуляет счетчик 37 и

D-триггер 9 второго канала. Низкий уровень напряжения на выходе D-триггера 9 второго канала, поступающий на вход 26 таймера, запрещает прохождение следующего тактового импульса на вход счетчика 37. В этом случае происходит переключение D-триггера 9 третьего канала, разрешающего опрос соответствующего источника информации.

Число К можно записывать во время работы коммутатора в регистры 33 любых каналов, в том числе и в те, где ранее было записано иное значение числа K. Четвертый элемент ИЛИ 47 и инвертор 46 (фиг.4) позволяют установить в исходное состояние канал, функционировавший в режиме изменения длительности опроса, т.е. дают возможность перезаписи в регистр 33 значения числа К=О. Если регистр 33 находится в нупевом состоянии, то на выходе четвертого элемента ИЛИ 47 установлен низший уровень напряжения, ко" торый запрещает выработку единичного сигнала элементом И 48, благодаря чему не происходит сравнение нулевой информации в регистре 33 и счетчике

37. При этом на выходе инвертора 46 устанавливается высокий уровень напряжения, сбрасывающий триггер 20 режима в исходное состояние.

Таким образом, предлагаемый коммутатор обеспечивает возможноеть инди" видуального изменения длительности опроса источника информации при постоянной частоте генератора тактовых импульсов беэ остановки цикла опроса.

Расширение времени подключении источников информации к информационной шине может осуществляться, например, оператором в соответствии с прогнозируемой динамикой изменения контролируемых процессов или в случае выхода параметров контролируемых процессов за допустимые пределы.

Формулаизобретения

1, Многоканальный коммутатор, со» держащий распределитель импульсов, блок управления, дополнительный ключевой,:,:элемент, источник тока, информационную шину„ шину питания и общую шину, а также гечератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входами распределителя импульсов и блока управления, выход которого под"

1541764

40 ключен через дополнительный ключевой элемент и источник тока к шине питания, соединенной в каждом канале с первым входом первого ключевого элемента, второй вход которого подключен

5 к первому входу второго ключевого элемента и выходу D-триггера, а выход соединен с первым входом источника информации, второй вход которого подключен к общей шине, а выход соеди" нен с вторым входом второго ключевого элемента, выход которого подключен к информационной шине, о т л и— ч а ю-шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможнос" тей путем обеспечения индивидуального изменения длительности опроса источников информации при постоянной частоте тактовых импульсов генератора, 20 введены блок формирования адреса канала, мультиплексор и первый элемент

ИЛИ, а в каждом канале — таймер, триггер режима, первый элемент И, второй элемент ИЛИ и первый элемент 25 задержки, выход которого соединен с информационным входом D-триггера последующего канала, кроме последнего, в котором выход первого элемента задержки подключен .к первому входу 30 мультиплексора, второй вход которого соединен с выходом распределителя импульсов, управляющий вход мультиплексора соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход подключен к информационному входу D-триггера первого канала, вход сброса которого соединен с входами сброса D- триггеров остальных каналов и первым выходом блока формирования адреса канала, вход которого соединен с входом адреса устройства, а группа вторых выходов подключена соответственно к входам установки триггеров режима и первым .входам таймеров каждого канала, 45 вторые входы которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов, третьи входы подключены к информационному входу устройства, четвертые входы соединены соответственно с выходами D-триггеров каждого канала и первыми входами первых элементов И, . выходы которых подключены к входам первых элементов задержки, а вторив входы соединены с синхровходами О. -триг- 5 геров и первыми выходами таймеров, вторые выходы которых подключены к первым входам вторых элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с первым выходом блока формирования адреса канала, выходы вторых элементов

ИЛИ подключены соответственно к входам сброса триггеров режима, прямые выходы которых соединены с пятыми входами таймеров и соответствующими входами первого элемента ИЛИ.

2. Коммутатор по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что таймер содержит блок сравнения, регистр, счетчик, третий элемент ИЛИ, второй и третий элементы И, элемент P.-НЕ и второй элемент задержки, вход которого соединен с входом сброса регистра и первым входом таймера, а выход подключен к входу записи регистра, информационный вход которого соединен с третьим входом таймера, а выход подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом счетчика, счетный вход ко- торого подключен к выходу второго элемента И, первый и второй входы ко" торого подключены соответственно к четвертому и пятому входам таймера, а также к первому и второму входам. элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к третьему входу второго элемента И и второму входу таймера, причем первый его выход соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу третьего элемента И, а второй вход соединен с входом сброса счетчика и первым выходом блока сравнения, второй выход которого подключен к второму выходу таймера.

3. Коммутатор по п ° 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что блок формирования адреса канала содержит дешифратор и группу ждущих мультивибраторов, выход первого. из которых соединен с первым выходом блока формирования адреса канала, а выходы остальных подключены соответственно к группе вторых выходов блока формирования адреса канала, входы ждущих мультивибраторов соединены соответственно с выходами дешифратора, вход которого подключен к входу адреса

-устройства.

4. Коммутатор по п.2, о т л и— ч а ю щ и. и с я тем, что блок сравнения содержит группу элементов ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, четвертые элементы И и

11 154

ИЛИ, а также инвертор, выход которого соединен с вторым выходом блока сравнения, а вход подключен к выходу четвертого элемента ИЛИ и дополнительному входу четвертого элемента И, выход которого соединен с первым выходом блока сравнения, одноименные раэряды первого и второго входов кото1764 12 рого подключены соответственно к первым и вторым вХодам группы элементов

ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, выходы которых подключены соответственно к входам четвертого элемента И, а входы четвертого элемента ИЛИ подключены соответственно к первым входам группы элементов ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ.

1541764

1541764 " //Хя

Редактор M. Бланар

Заказ 289 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

9szg, Ь/уц

Й/@/)

У/ ру

Ращ)

eg ь дь/ХИ

86/19

Составитель С.Шевцов

Техред JI.0ääHHbù Корректор М.Шароши