Электронные часы

Электронные часы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к устройствам отсчета и регистрации текущего времени в автоматизированных системах управления. Цель изобретения - повышение достоверности выводимой во внешнее устройство информации. Это достигается за счет формирования сигнала готовности устройства к передаче информации на время гарантированного вывода информации. Импульсы от кварцевого генератора 1 поступают на вход делителя 2 частоты, с выхода которого секундные импульсы подаются через элемент 20 задержки и элемент И 13 на вход блока 3 отсчета времени. На индикаторе 8 отображается информация блока 3 - часы, минуты, секунды или дни, месяцы, поступающая через коммутатор 5 в зависимости от состояния переключателя 29. На индикаторе 7 последовательно отображается двоичный код информации блока 3, поступающей через коммутатор 4, управляемый распределителем 9 импульсов. С помощью наборного устройства 6 набирается значение начального времени, которое последовательно заносится в блок 3. В зависимости от положения переключателя 28 сигналы с входа 31 или от переключателя 27 через элемент И-ИЛИ 12 поступают на вход распределителя 9, и информация из блока 3 через коммутатор 4 по выходу 35 поступает во внешнее устройство. При изменении сигнала переключателя 28 сигналы с выходов формирователей 23 и 24 через элемент ИЛИ 18 устанавливают распределитель 9 в нулевое состояние. 7 ил.

сОюз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.Я0„„1 6

1 А1 (51)5 а 04 6 3 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенныЙ НОмитет пО изОБРетениям и ОтнРытиям

ЛРи Гкнт сссР (21 ) 449 2758/24-21 (22) 10.10.88 (46) 07.06.90, Бнл. У 21 (72) Л.Ф.Адерихо, Н.В.Якимович и,Г.Ф. Яковенко (53) 681,11.118.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 785841, кл. 0 04 G 3/00 ° 1980.

Авторское свидетельство СССР

-1117582, кл. G 04 G 3/00, 1984. !

2 (54) ЭЛЕКТРОНН1 1Р ЧАС11 (57) Изобретение относится к устройствам отсчета и регистрации текущего времени в автоматизированных системах управления, Цель изобретения повышение достоверности выводимой во внешнее устройство информации. Это достигается за счет формирования сигнала готовности устройства к передаче информации на время гарантированI

1569ЯО! ного вывода информации. Импульсы от кварцевого генератора 1 поступают на .вход делителя 2 частоты, с выхода которого секундные импульсы подаются через элемент 20 задержки и элемент

И 13 на вход блока 3 отсчета времени. На индикаторе 8 отображается информация блока 3 — часы, минуты, секунды или дни, месяцы, поступающая через коммутатор 5 в зависимости от состояния переключателя 29, На индикаторе 7 последовательно отображается двоичный код информации блока 3, поступающей через коммутатор 4,управ- 1,5 ляемый распределителем 9 импульсов.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных системахуправления для отсчета и регистрации текущего времени. 25

Целью изобретения является повью шение достоверности выводимой во внешнее устройство информаций.

На фиг.1 приведена функциональная схема электронных часов; на фиг, 2— функциональная схема наборного устройст ва; на фиг. 3 — функциональная схема блока отсчета времени; на фиг, . 4 — функциональная схема распределителя импульсов; на фиг. 5 — 7 — 35 временные диаграммы работы устройства.

Устройство (фйг.1) содержит кварцевый генератор 1, делитель 2 частоты, блок 3 отсчета времени, коммута- 0 торы 4 и 5, наборное устройство б,индикаторы 7 и 8, распределитель 9 импульсов, триггер 10, элементы И-ИЛИ

11 и 1?, элементы И 13-,17, элемент

ИЛИ 18, элемент HF. 19, элементы 20 и 21 задержки, формирователи 22

25, переключатели 26 — 29, а также входы 30 и 31 и выходы 32 — 34 управления и информационную шину 35.

Наборное устройство 6 (фиг.2) содержит клавиатуру 36, шифратор 37, счетчик 38,. дешифратор 39 и элемент

40 3 ад ер жки, Блок 3 отсчета в ремени (фиг, 3 )

"одержит последовательно соединенные

55 счетчики 41 45 (п = 5 ) .

Распределитель импульсов 9 (фиг.4)

;:.одержит счетчик 46, дешифратор 47 и элемент 48 задержкй.

С помощью наборного устройства 6 набирается значение начального времени, которое последовательно заносится в блок 3. В зависимости ст положения переключателя 28 сигналы с вхо— да 3! или от переключателя 27 через элемент И-HJIH 12 поступают на вход распределителя 9, информация из блока 3 через коммутатор 4 по выходу

35 поступает во внешнее устройство.

При изменении сигнала переключателя

28 сигналы с выходов формирователей

23 и 24 через элемент ИЛИ !8 устанавливают распределитель 9 в нулевое состояние. 7 ил.

Выход кварцевого генератора сое1 динен с входом делителя ? частоты, выход которого подключен к первому входу элемента И-ИЛИ 11 и через элемент 20 задержки — к первому входу элемента И 13, второй вход которого соединен с переключателем 26 и входом формирователя 22, а выход — с С— входами блока 3 отсчета времени и триггера 10, Первая группа выходов наборного устройства 6 подключена к

V-входам блока 3 отсчета времени, а вторая группа выходов — к D-входам блока 3 отсчета времени, Вход набор— ного устройства 6 соединен с выходом формирователя 22. Группа выходов блока 3 отсчета времени подключена к первым группам входов коммутаторов 4 и

5, выход коммутатора 4 связан с индикатором 7 и является информационным выходом 35. Выход коммутатора 5 подключен к индикатору Я, а второй вход коммутатора 5 соединен с переключателем 29.

Вторая группа входов коммутатора

4 подключена к первой группе выходов распределителя 9 импульсов, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЗИ 18, а второй вход — с выходом элемента И-ИЛИ 2, первый вход которого соединен с первым выходом пер еключат ел я 2 8, пер выми входами элементов И 15 — 17 и через формирователь 23 — с первым входом элемента ИЛИ 18. Выход триггера !0 соединен с вторым входом элемента И 16 и первым входом элемента И 14, второй вход которого соединен с входом 31 управления, а третий вход — с входом

1569801

30 управления и через элемент HF.

)9 — с вторым входом элемента И-ИЛИ

Гi третий вход которого соединен с выходом формирователя 25 и вторым входом элемента ИЛИ 18, третий вход которого подключен к выходу формирователя 24. Второй выход переключателя 28 соединен с вторым входом элемента И-ИЛИ 12 и формирователем 24.

Третий вход элемента И-ИЛИ 12 соединен с переключателем 27,,а четвертый вход — с выходом элемента И 14, вторым входом элемента И 15 и через элемент 21 задержки — с третьим входом элемента И 15. Второй выход распределителя импульсов 9 соединен с входом формирователя 25 и вторым входом элемента И 17.

Выход клавиатуры 36 соединен с входом шифратора 37, первый выход которого подключен к С;входу счетчика

38 и через элемент 40 задержки — к первому входу дешифратора 39, вторая группа входов которого соединена с группой выходов счетчика 38, вход наборного устройства 6 соединен с Rвходом счетчика 38, второй выход шифратора 37 является первым выходом наборного устройства 6. Группа выходов дешифратор а 39 является вторым выходом наборного устройства 6.

Первый вход блока 3 отсчета времени подключен к С-входу счетчика 41, вторая группа входов — к группам Vвходов счетчиков 41-45, а.третья группа входов — к группе D-входов счетчиков 41-45. Первые группы выходов счетчиков 41-45 являются группой выходов блока 3 отсчета времени,второй выход счетчика 41 соединен с Свходом счетчика 42, второй выход которого подключен к С-входу счетчика

43, второй выход которого соединен с С-входом счетчика 44, второй выход которого соединен с С-входом счетчика 45.

Первый вход распределителя 9 импульсов соединен с R-входом счетчика 46, а второй вход — с С-входом счетчика 46 и через элемент 48 задержки — с первым входом дешифратора 47, вторая группа входов которого соединена с группой выходов счетчика 46. Первая группа выходов дешифратора 47 является первой группой выходов распределителя 9 импульсов, второй выход которого — второй выход дешифратора 47.

Кварцевый генератор 1 предназначен для получения импульсных сигналов высокой стабильности, Делитель

2 частоты обеспечивает деление выходных импульсов кварцевого генератора

1 и получение на выходе импульсов с частотой следования 1 Гц. Коммутаторы

4 и 5 предназначены для объединения информации с нескольких направлений, Элемент 20 задержки может быть реалиэ ован, например, в виде двух последовательно соединенных одновибраторов.

Первый из них запускается по Фронту сигнала на выходе делителя 2 частоты.

Длительность формируемого им сигнала определяется величину задержки,второй одновибратор запускается по спаду сигнала на прямом выходе первого одновибратора, длительность формируемого им сигнала не является критичной, Блок 3 отсчета времени может быть выполнен из последовательно соединенных счетчиках.

Электронные часы работают следующим образом.

Кварцевый генератор 1 вырабатывает импульсные сигналы высокой частоты, которые поступают на вход делителя

2 частоты, на выходе которого формируются тактовые импульсы с периодом следования 1/с. Эти импульсы через элемент 20 задержки и элемент И 13 при положении переключателя 26 "СЧЕТ" поступают на С-вход счетчика 41 блока

3 отсчета времени.

Счетчики 41 — 45 блока 3 отсчета времени подсчитывают тактовые импуль1 сы. Информация с выхода счетчиков

41 — 45 поступает на коммутатор 5. На индикаторе 8 при положении переключателя 29 "ВРЕМЯ" отображается текущее время часов, минут, секунд, а при положении переключателя 29 "ДАТА"— дни, месяцы, секунды, При установке начального значения времени переключатель 26 устанавливается в положение "УСМАН " .При этом формирователь 22 вырабатывает импульсный сигнал, устанавливающий счетчик

38 наборного устройства 6 в нулевое состояние и запрещающий прохождение тактовых секундных импульсов через элемент И 13. Путем последовательного нажатия кнопок клавиатуры 36 наборного устройства 6 набирается значение начального времени в последовательности: день, месяц, часы, минуты, секунды. При нажатии кнопок клавиату69801

7 15 ры 36 на первой группе выходов шифратора 37 наборного устройства 6 формируется четырехразрядный двоичный код, поступающий на D-входы счетчиков

41 — 45 блока 3 отсчета времени, Одновременно на втором выходе шифратора 37 формируются сигналы напичия кода, поступающие на С-вход счетчика

38 и через элемент 40 задержки — на стробирующий вход дешифратора 39, на информационный вход которого подается код с выхода счетчика 38 наборного устройства 6, По сигналам с выхода дешифратора 39 наборного устройства 6 набираемая информация значения начального времени последовательно записывается в счетчики 44, 45, 43, 42 и 41 блока 3 отсчета времени и на индикаторе 8 отображаются часы, минуты, секунды, а при установке переключателя 29 в положение "ДАТА" — дни, месяцы, секунды, значения начального времени, При установке переключателя 25 в положение ."СЧЕТ" разрешается прохождение тактовых секундных импульсов с выхода элемента 20 задержки через элемент И !3 на С-вход счетчика 41 блока 3 отсчета времени и осуществляется отсчет текущего времени, В режиме функционального контроля переключатель 28 устанавливается в папожение "КОНТРОЛЬ" и по сигналу с второго его выхода на выходе формирователя 24 появляется импульсный сигнал, который, проходя через элемент ИЛИ 18, устанавливает счетчик

46 распределителя 9 импульсов в нулевое состояние, а кроме того, запрещается прохождение выходных. управляющих сигналов обмена через элементы

И 15- 17 (выходы 32 — 34), запрещается прием входных сигналов управления (вход 31) через первую структуру И элемента И-ИЛИ.12 е разрешается прохождение сигналов от переключателя

27 через вторую структуру элемента

И-ИЛИ 12 на вход распределителя 9 импуль сов, При последовательном нажатии переключателя 27 сигналы проходят через элемент И-ИЛИ 12 на С-вход счетчика 46 и через элемент. 48 задержки — на стпобирующий вход дешифратора 47 распределителя 9 импульсов.

По сигналам с выхода дешифратора 47 разрешается последовательное прохождение информации о состоянии счетчи10

45 ков 41 — 45 блока 3 отсчета времени

-через коммутатор 4 и на индикаторе 7 последовательно высвечивается двоичный код, соответствующий состоянию одного из счетчиков 41 — 45, Вывод информации текущего времени во внешнее устройство осуществляется по асинхронному интерфейсу. — Переключатель 28 устанавливается в положение "РАБОТА" и по высокому уровню сигнала на первом его выходе на выходе формирователя.23 появляется импульсный сигнал, устанавливающий счетчик 46 распределителя 9 импульсов в нулевое состояние, разрешается прохождение входных сигналов управления (вход 31) через первую структуру элемента И-ИЛИ 12 и вывод выходных сигналов обмена через элементы И 15-1,7 (выходы 32 — 34),а по низкому сигналу на втором выходе переключателя 28 запрещается прохождение сигналов от переключателя 27 через вторую структуру элемента

И-ИЛИ 12.

При отсутствии от внешнего устройства сигнала о готовности к Приему информации, поступающего по входу 30 управления, на выходе элемента НЕ

19 — высокий уровень сигнала, и тактовый секундный импульс с выхода делителя ? частоты (фиг,5а, момент времени t — Сз) через элемент И-ИЛИ 11 поступает на R-вход триггера 10 (, фиг. 5в, t — i ), устанавливая его в и нулевое состояние. Через промежуток времени, равный величине 1. элемен3 та 20 задержки через элемент И 13 (переключатель 26 в положении "СЧЕТ") сигнал поступает на С-вход триггера

10 (фиг, 5б, t ) и счетчика 4 (блока

3 отсчета времени). Триггер 10 устанавливается в единичное состояние и сигнал с его единичного выхода через элемент И 16 (выход 32) поступает во внешнее устройство, сигнализируя о готовности электронных часов и передаче информации (фиг. 5г, t 1).

С целью исключения возможности искажения информации в момент ее вывода во внешнее устройство при поступлении тактового секундного импульса на вход блока 3 отсчета времени величина задержки (i>) сигнала на элементе 20 заи держки должна быть больше или равна времени вывода информации во внешнее устройство, которое для современных

1569801 каналов обмена составляет порядка

20 — 100 мкс, При поступлении от внешнего устройства сигнала о готовности к приему информации (вход 30 управления) в

5 момент времени t c t gt " — с з (фиг,5д), запрещается прохождение тактовых импульсов с выхода делителя ? частоты на R-вход триггера 10 через элемент

И-ИЛИ 11 и разрешается прохождение через элемент И,14 от внешнего устройства по входу 31 управления (фиг.5е) сигналов, запрашивающих информацию .от электронных часов, 15

Эти сигналы проходят через элемент

И 14 и элемент И-ИЛИ 12 на С-вход счетчика 46 и чер ез элемент 48 з адержки — на стробирующий вход дешифратора 46 распределителя 9 импульсов. 20

Сигналы с первой группы выходов распределителя 9 импульсов (первая группа выходов дешифратора 47) разрешают поочередное прохождение информации о состоянии счетчиков 41 — 45 25 блока 3 отсчета времени через коммутатор 4 во внешнее устройство по информационной шине 35, Эта информация сопровождается сигналом на выходе 33 управления (фиг.5ж), указывающем на 30 наличие информации на информационной шине 35,.

Данные сигналы формируются из сигналов на выходе элемента И 14 с помощью элемента И 15 и элемента 21 задержки. Использование элемента задержки вызвано необходимостью выдачи сигнала сопровождения после установления информации на выходе устройства (информационная шина 35). После пере- 4О дачи этой информации при поступлении следующего сигнала по входу 31 управления на втором (и+1) выходе дешифратора 47 распределителя 9 импульсов появляется сигнал, поступающий через 45 элемент И 17 во внешнее устройство по выходу 34 управления (фиг.5и) .

Этот сигнал указывает на окончание передачи информации, По его окончании формирователь 25 вырабатывает импульсный сигнал, устанавливающий через элемент И-HJIH 11 (фиг,5в,момент времени ;") в нулевое состояние триггер 10 и через элемент ИЛИ 18— счетчик 46 распределителя 9 импуль-сов. На этом оканчивается процесс вывода информации во внешнее устройствоо.

Следующим тактовым секундным импульсом на выходе элемента И 13 (фиг.5б,t, ) триггер 10 устанавли- вается в единичное состояние (фиг.5г, t, ) и электронные часы вновь готовы к выдаче информации.

Устройство при поступлении сигнала по входу 30 управления в различные моменты времени относительно появления сигнала готовности к выводу информации из электронных часов (выход 32 управления) работает следующим образом.

Ма фиг.6 приведены временные диаграммы порядка обмена информацией для случая, когда от внешнего устройства сигнал о готовности к обмену информацией (вход 30 управления) поступает в момент времени, близкий к появлению тактового секундного импульса на выходе делителя 2 частоты, В этом случае сигнал на выходе 32 управления не снимается вследствие того, чтб нулевой сигнал на выходе элемента HF 1.9 блокирует прохождение сигнала с выхода делителя 2 частоты на R-вход триггера 10 в момент времени t " — з . Аналогично изложенному происходит вывод информации из электронных часов во внешнее устройство по сигналам запроса на входе

31 управления. По окончании вывода информации триггер 10 устанавливается в нулевое состояние. По сигналу на выходе элемента И 13 (фиг.б,момент времени t ) триггер 1О устанавливается в. единичное состояние, а счетчик 41 блока отсчета времени 3 переключается в следующее состояние, На фиг. 7 приведены временные диаграммы порядка обмена информацией для случая, когда сигнал о готовности к обмену информацией (вход 30 управления) от внешнего устройства поступает в момент времени, когда отсутствует сигнал на выходе 32 управления, В этом случае вывод информации во внешнее устройство начинается только после появления сигнала на выходе 32 управления (фиг,7, t " ) после установления триггера 10 в единичное состояние. Вывод информации осуществляется аналогично изложенному.

Использование предлагаемых электронных часов позволяет повысить достоверность информации, выводимой во внешнее устройство, Это достигается тем, что в предлагаемых часах за

6980 1

11 15 счет ис поль зов ания элемента задержки обеспечивается формирование сигнала готовности устройства к передаче значения текущего времени на период гарантированного вывода информации без ее искажения, Сигнал готовности устройства на выходе триггера снимает ся на определенное время, определяемое элементом задержки, перед появлением тактового секундного импульса, вследствие чего не происходит передача информации текущего времени, если сигнал готовности внешнего устройства к приему информации появляется позже сигнала на выходе делителя частоты, В том случае, если внешнее устройство выставило сигнал готовности к .приему информации и после этого появился сигнал на выходе делителя частоты, то сигнал готовности устройства к передаче информации не снимается и происходит вывод информации текущего времени и только после этога снимается сигнал готовности устройства.

Формулаизобретения

Электронные часы, содержащие кварцевый генератор, делитель частоты, блок отсчета времени, первый и второй коммутаторы, р аспределитель импульсов, наборное устройство, триггер, первый, второй, третий и четвертый формирователи, первый и второй индикаторы,элемент И, элемент ИЛ1, элемент И-ИЛ1, первый и второй переключатели, две шины управления, две выходных шины, выход кварцевого генератора соеди-: нен с входом делителя частоты, первый вход элемента И соединен с первым переключателем и входом первого формирователя, выход элемента И подключен к С-входу триггера и первому входу блока отсчета времени, группа выходов которого. соединена с первыми группами входов первого и второго коммутаторов, выход первого коммутатора является информационным выходом устройства и соединен с первым индикатором, выход второго коммутатора соединен с вторым индикатором, вторая группа входов первого коммутатора подключена к первой группе выходов распределителя импульсов, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а второй вход — с выходом элемента Й-ИЛИ, первый вход первой структуры И которого подключен к первому выходу второго перек. лючателя и через второй Аормирова5 тель — к первому входу элемента ИЛИ п ер вый в ход вт ор ой с тр ук тур ы И с оединен с вторым выходом второго переключателя и через третий формирователь с вторым входом элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ и е с я тем, что,с целью повышения достоверности выводимой во внешнее устройство информации, введены второй элемент И-ИЛИ,первый и второй элементы задержки, второй, третий, четвертый и пятый элементы

И,.элемент HF, третий и четвертый переключатели, вход первого элемента задержки еоединен с выходом делителя частоты и первым входом первой струк20 туры И второго элемента И-ИЛИ,второй вход которой подключен к выходу элемента HE вход элемента HE соединен с первой шиной управления и первым-1 входом второго элемента И, второй

25 вход которого соединен с второй шиной управления, а третий вход — с выходом триггера и первым входом третьего элемента И, выход второго элемента И соединен с вторым входом второй структуры И первого элемента И-ИЛИ, первым входом четвертого элемента И и через второй элемент задержки — с вторым входом четвертого элемента И, выход первого элемента задержки подключен к второму входу первого элемента И, выход первого формирователя соединен с входом наборного устройства, первая группа выходов которого соединена с первой группой входов блока отсчета времени, а вторая группа выходов — с второй группой входов блока отсчета времени, второй выход распределителя .импульсов соединен с первым входом пятого элемента И и через четвертый формирователь — с третьим входом элемента ИЛИ и входом второй структуры И второго элемента

И вЂ” ИЛИ, второй выход второго переключателя подключен к третьему входу четвертого элемента И и вторым входам третьего и пятого элементов И,третий переключатель соединен с вторым входом второго коммутатора, четвертый переключатель соединен с вторым входом второй структуры И первого элемента И-ИЛИ, а выход второго элемента И-ИЛИ соединен с R-âõoäoì триггера.

1569801 Риг,2 а

Om

Om

Фиг. 3

l569801 Рог,4

7-fc

8w/o8 дедулю

eacmombiZ

C-Вод триггера исоа ариггежШ дыхОЮЛ

gnputg дгодЯО a

ЯВх ива

8ююУМ . упрйМ &1 g

Фиг.5

Составитель О.Скворцов

Редактор И.Дербак Техред М.Дидык Корректор В.Кабаций

Заказ 1448 Тираж 346 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