Устройство управления

Устройство управления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в качестве контроллера АСУ технологическими процессами. Целью изобретения является сокращение аппаратурных затрат. Устройство содержит блок 1 формирования команд, регистр 2, дешифраторы 3, 4, с первого по седьмой элементы И 5-11, коммутатор 12, мультиплексор 13, счетчик 14, блок 15 элементов И, триггеры 16, 17, элементы ИЛИ 18-20, генератор синхроимпульсов 21 с соответствующими связями. Функционирование устройства с переменной длительностью такта, кратной минимально необходимому времени выполнения любого такта, позволяет оптимально повысить быстродействие устройства, а получение выходных управляющих сигналов в серии импульсов, синхронизированных с синхроимпульсами генератора, значительно расширяет класс решаемых задач. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕ ЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ДЖИМ

4@1Й1 "

o,ÜÈÁÉÈ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4436995/24 (22) 06.06,88 (46) 30.06.91. баюл, № 24 (72) В.С.Харченко, Г, Н,Тимон ькин, В.Н.Шрамко, А.Г.Золотарев и С.Н.Ткаченко (53) 681.32(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1368880, кл. G 06 F 9/00, 1985.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1042018, кл. G 06 F 9/22, 1983. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть, использованоо в качестве контроллера АСУ технологическими процессами. Целью изобретения является сокращение аппара.. Ы,„, 1660000 A l (si) s G 06 F 9/00, 9/22; G 05 В 19/18 турных затрат, Устройство содержит блок 1 формирования команд, регистр 2, дешифраторы 3, 4, с первого по седьмой элементы И

5 — 11, коммутатор 12, мультиплексор 13, счетчик 14, блок 15 элементов И, триггеры

16, 17, элементы ИЛИ 18 — 20, генератор 21 синхроимпульсов с соответствующими связями. Функционирование устройства с переменной длительностью такта, кратной минимально необходимому времени выполнения любого такта, позволяет оптимально повысить быстродействие устройства, а получение выходных управляющих сигналов в серии импульсов, синхронизированных с синхроимпульсами генератора, значительно расширяет класс решаемых задач. 3 ил.

1660000

Изобретение относи ся к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в качестве контроллера АСУ технологическими процессами, Целью изобретения является сокращение аппаратурных затрат.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства управления; на фиг,2, 3— временные диаграммы функционирования устройства при наличии паузы и в случае ее отсутствия.

Устройство управления (фиг.1) содержит блок 1 формирования команд, регистр

2, первый 3 и второй 4 дешифраторы, с первого по седьмой элементы И 5 — 11, коммутатор 12, мультиплексор 13, счетчик 14, блок элементов И 15, первый 16 и второй 17 триггеры, с первого по третий элементы ИЛИ

18-20, генератора 21 синхроимпульсов.

На фиг.2, 3 использованы обозначения, введенные на фиг,1, Назначение некоторых функциональных элементов состоит в следующем.

Блок 1 формирования команд предназначен для формирования микрокоманд о рабочем такте и паузе. С этой целью на его вход поступает информация с первой группы выходов регистра 2 и с внешних источников информации (цепи записи не показаны).

Сформированный сигнал о рабочем такте поступает на вход коммутатора 12, а о паузе записывается в регистр 2, Регистр 2 используется для записи, хранения, выдачи информации о паузе и адресе следующей микрокоманды. Его выходы подключены к входу коммутатора 12, входам дешифратора 3 и адресным входом мультиплексора 13.

Первый дешифратор 3 применяется для преобразования кода, поступающего на его, входы с выхода регистра 3 в унитарный код.

В результате на входе одного из элементов

И 15 возникает управляющий сигнал операции.

Блок элементов И 15 предназначен для формирования управляющих сигналов на выходе устройства. На их первые входы подаются сигналы с выхода первого дешифратора 3 и на вторые входы сигнал с выхода мультиплексора 13.

Вычитающий счетчик 14 предназначен для хранения и выдачи информации о длительности паузы и рабочего такта. Информация с выходов счетчика подается на информационный вход мультиплексора 12 и входы дешифратора 4.

Запись информации в счетчик 14 происходит в момент поступления заднего фронта тактового импульса нв его синхровход.

За время рабочего цикла (рабочий такт и пауза) на вход С счетчика 14 поступают два синхроимпульса, Вычитающие импульсы проходят на вычитающий вход счетчика 14 при условии, что триггер 17 находится в единичном состоянии и в счетчик 14 записан ненулевой код.

Генератор 21 синхроимпульсов используется для формирования и выдачи импульсов положительной полярности с целью синхронизации работы всего устройства

Второй дешифратор 4 используется для распознавания кода, записанного в счетчик

14 с целью организации управления устройства, Первый триггер 16 управления применяется для переключения триггера 17 в исходное нулевое состояние при отработке рабочего цикла, а также для управления работой мультиплексора 13. Он работает в счетном режиме. Переключение в другое состояние осуществляется в момент поступления на вход счетчика 14 последнего вычитающего импульса, это переключение возможно при отсутствии запрещающего сигнала на входе элемента И 10.

Седьмой элемент И 10 используется для формирования сигнала, переключающего триггер 16 при наличии разрешающих сигналов на входе дешифратора 3 и регистра 2.

Второй элемент ИЛИ 19 предназначен для анализа состояния регистра 2 и разрешает или запрещает переключение триггера

16.

Четвертый элемент И 8 служит для управления работой мультиплексора в зависимости от состояний триггеров 16, 17.

Управляющие импульсы проходят на вход мультиплексора при обработке рабочего такта устройством.

Второй триггер 17 предназначен для обеспечения последовательной записи информации через коммутатор в счетчик, а также для синхронизации работы мультиплексора 13 и регистра 2.

Принцип работы устройства управления состоит в следующем.

При включении питания устройства все триггеры и счетчик устанавливаются в нулевое состояние, на нулевом выходе дешифратора 4 высокий потенциал (фиг.2).

Первый синхроимпульс с выхода генератора 21 синхроимпульсов проходит через элемент И 6, разрешает запись информации о паузе в регистр 2 и одновременно с этим через элемент ИЛИ 20 переключает второй триггер 17 в единичное состояние и разрешает запись в счетчик 14 кода рабочего такта с блока 1 через коммутатор 12, 1660000

40

50

После прохождения первого импульса в результате переключения триггера 17 и второго дешифратора 4 элемент И 6 закрывается, а элемент И 5 открывается.

Следующий импульс через открытый элемент И 5 поступает на вычитающий вход счетчика 14, и производится вычитание. Так как первый триггер 16 находится в нулевом состоянии, а второй триггер 17 в единичном состоянии, то на управляющий вход мультиплексора 13 поступает разрешающий сигнал. Поэтому в зависимости от адреса, записанного в регистр 2, на вторые входы блока элементов И 15 поступают сигналы различной длительности. Сигнал с выхода первого дешифратора 3 открывает один из элементов И 15, на выходе которого мы получаем управляющий сигнал. Следующий импульс через открытый элемент И 5 поступает на вычитающий вход счетчика 14 и производит вычитание, в зависимости от состояния счетчика 14 выходной управляющий сигнал меняется. Вычитание происходит до тех пор, пока не вычтется (К-1)-й импульс, В момент, когда счетчике 14 остается записанный код единицы, на втором выходе второго дешифратора 4 появляется высокий потенциал, который открывает шестой элемент И 10, К-й импульс с выхода генератора синхроимпульсов 21 обнуляет счетчик 14. Задний фронт сигнала с второго выхода дешифратора 4 переключает первый триггер 16 в единичное состояние. При этом элементы И 5 и 8 закрываются, т,е. сигнал на выход мультиплексора 13 и вычитающий вход счетчика 14 не проходит. Рабочий такт отработан. (К-1)-й импульс проходит через элемент

И 7, элемент ИЛИ 18 и поступает на вход разрешая запись информации о паузе с регистра 2 через коммутатор 12 в счетчик 14.

Так как в связи с изменением состояния счетчика высокий потенциал на нулевом выходе дешифратора исчезает, то элемент И 5 открывается, а элемент И 7 закрывается.

Следующий импульс через элемент И 5 проходит на вычитающий вход счетчика, и начинается вычитание, которое продолжается без изменений до (M-1)-го в импульса.

На выходе устройства сигнал отсутствует, так как отсутствует управляющий сигнал на управляющем входе мультиплексора 13, и на выход мультиплексора 13 сигнал не проходит.

При поступлении (М-1)-ro импульса на вычитающий вход счетчик 14 на втором выходе дешифратора 4 появляется высокий потенциал, который открывает элементы И

9 и 10. M-й импульс производит вычитание последнего импульса, на первом выходе второго дешифратора 4 устанавливается высокий потенциал, переключается в исходное нулевое состояние второй триггер управления 17, и задним фронтом сигнала с второго выхода дешифратора 4 осуществляется переключение первого триггера управления 16 в нулевое состояние, Устройствб имеет некоторые отличия в работе при нулевом коде паузы (фиг.3). Отработка рабочего такта осуществляется аналогично до момента подачи (К-1)-го импульса, При вычитании (К-1)-го импульса на втором выходе второго дешифратора 4 появляется высокий уровень, но элемент И 10 остает я закрытым, так как на выходе регистра 2 нулевой код. Следовательно К-й импульс не переключает первый триггер 16 в единичное состояние, М-й импульс производит вычитание в счетчике, на первом выходе второго дешифратора 4 появляется единичный сигнал, и одновременно с этим сигнал проходит через элемент И 11, элемент ИЛИ 20 и переключает второй триггер 17 в нулевое состояние, т.е, схема возвращается в исходное состояние и готова к приему и обработке нового цикла.

При такой комбинации целесообразно для повышения быстродействия задавать код рабочего такта на единицу меньше, Функционирование устройства с переменной длительно"тью такта, кратной минимально необходимому времени выполнения любого такта (именно из этого условия и выбирается частота синхроимпульсов генератора), позволяет оптимально повыси ь быстродействие устройства, а получение выходных управляющих сигналов в виде серии импульсов, синхронизированных с синхроимпульсами генератора, значительно расширяет класс решаемых им задач, Формула изобретения

Устройство управления, содержащее блок формирования команд, регистр, первый дешифратор, первый элемент ИЛИ, с первого по третий элементы И, мультиплексор, счетчик, блок элементов И, генератор синхроимпульсов, причем выход кода адреса регистра соединен с входом адреса блока формирования команд, выход поля операций которого соединен с информационным входом регистра, выход поля операций которого соединен с входом дешифратора, выход которого соединен с первым входом блока элементов И, выход которого является выходом операций устройства, выход поля номера операции регистра соединен с адресным входом мультиплексора, выход

1660000

И( sf илиВ

ИЛК20

7г.? > 7

Π— зс f е г1

Аб ( сг;q

Tr ?б ию )

NiUU

ЛП ГЫ1 которого соединен с вторым входом блока элементов И, выход генератора синхроимпульсов соединен с первыми входами с первого по третий элементов И, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с входом синхронизации регистра и с входом вычитания единицы счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат. оно содержит первый и второй триггеры, второй дешифратор, второй и третий элементы

ИЛИ, коммутатор, с четвертого по седьмой элементы И, причем выход генератора синхроимпульсов соединен с первыми входами пятого и седьмого элементов И, с первым информационным входом мультиплексора, выход первого элемента И соединен с первыми входами первого и третьего элементов

ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом второго триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, с управляющим входом коммутатора и с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым информационным и со стробирующим Входами мультиплексора, выхоц поля длительности операции регистра соединен с первым информационным входом коммутатора, выход которого соединен с информационным входом счетчика, информационные выходы которого соединены с остальными информационными входами мультиплексора и с входами второго дешиф5 ратора, первый выход которого соединен с вторыми входами первого и третьего элементов И и с третьим входом второго элемента И, инверсный выход второго триггера соединен с третьими входами первого и

10 третьего элементов И, выход третьего элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом записи счетчика, выход поля длительности паузы регистра соединен с вто15 рым информационным входом коммутатора, с входом второго элемента

ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом седьмого элемента И, с первым входом шестого элемента И, выход которого

20 соединен со счетным входом первого триггера, выход которого соединен с вторыми входами четвертого и пятого элементов И, выход пятого элемента И соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, второй вы25 ход второго дешифратора соединен с вторым входом шестого элемента И, с третьими входами пятого и седьмого элементов И, выход седьмого элемента И соединен с третьим входом третьего элемента И.

-П

1660000

И//И 16

ИПИ ГО иди 8

Тг 17

CT 1Ф

DC 1

Ю2

Составитель В. Сошкин

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор М. Кучерявая

Редактор М. Циткина

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

Заказ 1846 Тираж 425 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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