Многоканальное устройство для форми-рования временных интервалов

Многоканальное устройство для форми-рования временных интервалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалнстическ их

Ресиублин

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ю815875

4r

" 1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.G1.7 9 (21) 27 15885/18-21 (5i)M. Кл. с присоединением заявки Ж (23) Приоритет

Н 03 К 3/64

Веударственнь и квинтет

СССРев аелеи нзебретеннй н еткрытнй

Опубликовано 23.03.81. Бюллетень %11

Дата опубликования описания 27.03.81 (53 ) УД К 6 21.

° 3 7 4.2 (088.83

Ае Ж . КфЩтщф@ омаМЫкйч» - :1

1 (72) Автори изобретения

Г. К. Алдабаев, К. И. Диденко, Г. H. Загари

В. С. Коновалов и А. А. Ручин

Специальное конструкторское бюро систем а управления (7I ) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

ВРЕМЕННЫХ HHTEPBAJIOB

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в комплексах программного и логического управления технологическими агрегатами и установками.

Известен многоканальный формирователь временных интервалов, содержащий счетчики, элементы И, ИЛИ, триггер, регистр, дешифраторы, блок управления (1 .

Недостатком известного формирователя .является большая аппаратурная избыточность, обусловленная по каждому каналу счетчика и других элементов, а также при формировании временных интервалов требуется пропорциональное увеличение оборудования.

Белью изобретения является сокращение аппаратурных затрат при одновременном формировании tl временных интервалов.

Эта цель достигается тем, что в многоканальцое устройство для формирования временных интервалов, содержашее счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И, триггер, выход которого через элемент ИЛИ подключен к первому входу второго элемента И, . кольцевой счетчик, внего введены синхронизатор,,многоркзрядныи оперативный запоминаюший блок, одноразрядный оперативный запоминающий блок, программируемый запоминающий блок и формирователей и коммутатор

10 адресов, выход которого подключен к адресным входам многоразрядного и одноразрядного оперативных запоминаюших блоков и программируемого запоминающего блока, выходы разрядов которого подключены к первым входам т1 формирова» телей, выходы которых через многоразрядный оперативный запоминающий блок подключены к разрядным входам счетчика импульсов, выход младшего разряда которого подключен ко второму входу первого формирователя, выход старшего разряда счетчика импульсов подключен

«о второму входу элемента ЧЛИ и

81587 5 второму Входу f) -го формирователя, при этом выход синхронизатора соединен с третьим и четвертыми входами t3 формирователей, с управляющими входами программируемого запоминающего блока, коммутатора адресов, многоразрядного и одноразрядного оперативных запоминающих блоков кольцевого счетчика, счетчика импульсов с установочным и управляющим входами триггераис первым входом первого элемента И, 1зтброй вход которого соединен с выходом старшего разряда многоразрядного оперативного запоминающего блока, причем информационный вход триггера соединен с выходом одноразрядного оперативного запоминающего блока, информационный вход которого подключен ко второму входу второго элемента И, выход которого подключен к первому входу синхронизатора, второй вход которого соединен с первым выходом кольцевого счетчика, второй выход кольцевого счетчика соединены со входом коммутатора адресов.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит синхронизатор

1, кольцевой счетчик 2, коммутатор З адресов, формирователи 4, программируе мый запоминающий блок 5, многоразрядный оперативный запоминающий блок 6, одноразрядный оперативный запоминающий блок 7, счетчик 8 импульсов, триггер 9, элемент ИЛИ 10, элементы И 11 и 12, информационную шину 13, установочную шину 14, управляющую шину 15, входную адресную шину- 16 ) выходную шину 17.

На чертеже также показан один из вариантов выполнения формирователей 4, которь|е содержат элементы И 18 и 19 и элемент ИЛИ 20.

Синхронизатор 1 выполнен на последовательно включенных задающем кварцевом генераторе и тактовом распределителе с :делителем частоты, на выходе которого,включен блок клапанов (на чертеже выполнение синхронизатора не показано).

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы в блоке 5 по каждому из каналов устанавливают требуемое значение мантиссы, которое определяет длительность временного интервала в своем канале. .Ее можно определить по формуле -р

I5= —

10

, значения, содержимое старшего разряда . счетчика 8 обратится в ноль, что означает окончание формирования временного интервала.!

50 где М вЂ” мантисса, Т,4- требуемая длительность временного интервала, Т вЂ” период следования счетных измерительных импульсов.

Кроме этого, производят включение ( каждого канала в работу, заносят единичную инфср манию в старшие разряды блока 5 во всех .каналах.

В дальнейшем в процессе работы в каждом канале устройства после очередных запусков будут формироваться временные интервалы заданной длительности. Если в процессе работы устройства требуется изменить длительность временного интервала в каких-либо каналах, то для этого достаточно в блок 5 занести новые значения мантисс по соответствующим адресам. После этого, при последующих запусках, в .этих каналах будут формироваться временные интервалы с новой длительностью. Может также понадобиться на какое-то время запретить запуски некоторых каналов. Для этого необходимо выключить эти каналы, т.е. ввести нулевую информацию в старшие разряды блока 5.

Принцип работы устройства основан на временном уплотнении. Все операции запуск, опрос и измерение временных интервалов по всем каналам разделены во времени и одновременно не выполняются. Большие скорости их выполнения по сравнению с периодом следования счеч ных измерительных импульсов и длительностями временных интервалов дают все основания считать, что все каналы работают практически параллельно.

При очередном запуске в устройстве производится анализ на занятость выбранного канала. Если он свободен, то -из блока

5 через формирователи 4 в блок 6 заносится начальная установка интервала. В соответствующие младшие разряды этого блока 6 заносится мантисса М, а в старший разряд — единичная информация. По каждому счетному измерительному импульсу содержимое младших разрядов уменьшается на единицу. Эта операция для всех каналов выполняется счетЧиком

8 куда поочередно записывается .соде".— ржимое всех каналов. Измененная ияформация . с. выхода счетчика 8 переписывается снова по тем же адресам в блок 6.

При достижении этой информации нулевого операция производится при наличии очередного счетного измерительного импульса. При этом выполняется последователь -. ное сканирование по всем каналам, начиная с первого до последнего. Во всех запущенных каналах, производится вычитание единицы из текушего значения временного интервала. Эта операция asiполняется для всех каналов íà счет чике 8 последовательно с временным уплотнением. Скорректированное значение временных интервалов заносится в блок 4 и хранится до очередного

-счетного измерительного импульса.

Первоначально по шине 14 устрой. ства подается сигнал "общий сброс".

Синхронизатор 1 при этом вырабатывает установочные сигналы для блока 4, . блока 7, счетчика 8, триггера 9 и коль20 цевого счетчика 2, передаваемые на их управляющие входы. По окончании действия этого сигнала устройство готово к работе. Синхронизатор 1 переходит в циклический режим работы, последовательно вырабатывая два коммутируюших импульса.

Эти импульсы периодически переводят устройство из фазы "обращение в фазу

"счет" и наоборот.

В фазе . обращение" импульс: коммутации с выхода синхронизатора

1 поступает на управляющие входы коммутатора 3 адресов и блока 5, а также на входы формирователей 4. Этот сигнал держится в течении всей фазы обращение, 35

При этом коммутатор 3 адресов подключает входную адресную шину 16 устрой» ства к адресным входам блоков 5-7. По установленному адресу сигнап коммутации . производит считывание информацйи из

40 блока 5 и разрешает прохождение этой информации через формирователи 4 на информационный вход блока 6.

При отсутствии какой-либо команды на шинах 13, 15 и 16 устройства дру45 гие управляющие сигналы синхронизатор

1 не выдает, и никакие другие операции в устройстве не производятся в течение всей фазы обращение

SO, При наличии команды "запуск в фазе

"обращение, в устройстве предварительно выполняется операция анализа на занятость выбранного канала. Адрес канала через адресную шину 16 и коммутатор

SS

3 адресов поступает на адресные входы блоков 6 и 7.

По импульсу "считывание", подаваемому на управляющие входы блоков 6 и

7 в соответствии с выбранным адресом, 5 815875

При опросе содержимое требуемого

- канала из блока 6 текущего времени заносится в счетчик 8, а с выхода его старшего разряда — на выходную шину

l7 устройства.

Работой всего устройства управляет во времени синхронизатор 1. B определенные моменты времени он на свою выходную шину выдает соответствующую последовательность управляющих импульсов. Кроме управляющих импульсов, синхронизатор 1 вырабатывает счетные измерительные импульсы.

Работает устройство циклически.

Каждый цикл работы длительностью g состоит из фазы обращение к памяти и фазы "счет", которые следуют друг за другом.

Режим работы устройства в фазе

"обращение" определяется типом коман 7« "опрос", подаваемой на шины 13, ° 15 и 16 устройства.

По команде "запуск" в выбранном канале, при условии, что он свободен к данному моменту времени, начнет отрабатываться временной интервал, длительность которого определяется значением мантиссы этого канала в блоке 5.

Если канал занят, т.е. к моменту поступления очередной команды "запуск" временной интервал начатый по предыдушему запуску еше не отработан, то предлагаемое устройство не отреагирует на последующие запуски. Нового запуска не произойдет также и в том случае, если значение запускающего сигнала, хранимое в блоке 7, равно единице.

По команде опрос устройство выдает на шину 17 битовую информацию формируемого временного интервала.

Нулевая информация при этом означает, что . опрос произведен вле зоны длительности временного интервала, т.е. к этому моменту времени формирование временного интервала еше не было начато или уже окончено. Единичная информация на шине 17 устройства означает, что опрос произведен в зоне формируемого временного интервала. Число разрядов определяется количеством каналов в устройстве.

Команды могут подаваться в произвольном порядке, последовательно, циклически в соответствии с требуемой . програм— мой работы.

В фазе счет" подача команд запрещена, устройство не может быть запущено или опрошено. В этой фазе производится отработка временных интервалов. Эта

81587 5 производится считывание ранее записанной информации в этих блоках. Спедуюшим импульсом "занесение" эта информация записывается в счетчик 8 и триггер 9, который подается на их управпяюшие входы .

При наличии нулевой информации на выходахстаршего разряда счетчика 8 и триггера 9, что соответствует свободы ому каналу на, инверсном выходе элемента ИЛИ 10 появляется .единичный разрешающий сигнал, поступающий на вход элемента И 11. На второй вход этого элемента поступает информация с информационной шины 13 устройства и, в случае .единичной входной информации, этот элемент формирует разрешающий сигнал, подаваемый на вход синхронизатора 1, который формирует на своей выходной шине импульс "запись", подаваемый на управляющий вход блока 6.

По этому. импульсу в блок 6 заносится начальная уставка, поданная с выхода бпока 5, она содержит значение мантиссы и единичный сигнал в старшем разряде, который заносится соответственно в старший разряд блока 6. Этот разряд является информационным. В течении всего формируемого интервала эта информация равна единице, а после окончания— нулю.

Одновременно, независимо от состояния канала, на управляющий вход блока

7 постугает сигнал "запись", по которому в блок 7 заносится информация с информацио пюй шины 13 устройства. Следовательно, после каждои команды "запуск" блок

7 отслеживает значение запускаемого сигнала, поданного на информационную шину 16 устройства, что дает воэможность определить er о начало.

Таким образом, в фазе обрашение" при поступлении команды ."запуск" с единичным значением запускающего сигнала в свободный канап блока 6 заносится начальная уставка, а в блок 7 заносится единичная информация (признак запуска). При этом элемент ИЛИ 10 и элемент И 11 осуществляют блокировку запуска в спучаях занятости выбранного канала . В этих случаях на выходах старшего разряда счетчика 8 и (ипи) триггера 9 признаков запуска будет единичная информация, чему соответствует нулевая информация на инверсном выходе эпемента ИЛИ 10. Запуска также не происходит при нулевом эначонии запусКаюше о сигнала, подаваемого на вход элемента И 11 с информационной шины

13 устройства.

При поступлении команды "опрос" на шины 15 и 16 устройства в фазе "обра5

10 счетный вход счетчика 8 подается импупьс счета через этот элемент.

При этом текущее значение временного интервала уменьшается на единицу. Если текуший канал отработан, то на вход

55 элемента И 12 поступает нулевой сигнал и импульс счета не поступает в счетчик 8. В том случае, если в процессе вычитания единицы текушее значение временного интервала станет равно нулю, то инфоршейие" синхронизатор вырабатывает импульс коммутации, импульс "считывание" и импульс "занесение". Действие их аналогично действию этих же импульсов в режиме запуска. При этом, по данному адресу производится чтение блока 6 и занесение прочитанной информации в счетчик 8. Информация о временном интервале с выхода старшего разряда счетчика 8 подается на шину 17 устройства.

После окончания фазы "обращение" устройство переходит в фазу "счет . Импульс коммутации с управляющих входов коммутатора 3 адресов и блоке 5 и формирователей 4 снимается. При этом на адресные входы блоков 6 и 7 подается адрес канала с выхода кольцевого счетчика 2 через коммутатор 3 адресов по его второму входу. На другие входы формирователя 4 подается импульс коммутации, который открывает эпементы формирователя 4, и информация с выхода счетчика 8 через формирователи 4 подается на информационный вход бпо ка 6.

В течение каждого счетного измерительного импульса синхронизатор 1 вырабатывает последовательность управпяющих сигналов дпя фаз "счет". В одной фазе "счет".производится счет текущего времени только в одном канале.

Эта последовательность сигналов не зависит от номера канала, а определяется только его состоянием. В этой фазе адрес канала определяется кольцевым счетчиком

2, который начинает свою работу всегда с нулевого значения и заканчивает после просчета последнего канала. При этом его содержимое в каждой фазе счет" увеличивается на единицу. В том случае если данный канал запущен, что . определяется единичной информацией на выходе старшего разряда блока 6, которая подается на вход элемента И 12, на

81587 5

35 мация старшего разряда станет также равна нулю. Эта означает, что формируемый интервал закончился. После этого информания с выхода счетчика 8 записывается в блок 6 по импульсу "запись, поданному на его управляющий вход.

В конце просчета всех каналов в течении одного счетного измерительного импульса при переполнении кольцевого счетчика 2 последний выдает сигнал переполнения, который подается на вход синхронизатора 1. После этого синхронизатор 1, до прихода следующего счетного импульса, последовательность управляющих импульсов не вырабатывает.

Таким образом, в устройстве для формирования всех временных интервалов используются одни и те же узлы и элементы, и только для хранения промежуточного значения формируемого интервала используются отдельные ячейки блока 6.

Поэтому предлагаемая структура устройства позволяет создавать простые многоканальные устройства для формирования большого числа временных интервалов, причем увеличение каналов не влечет за собой значительных аппаратурных затрат.

Увеличивается только объем памяти накопителей и разрядность адресной магистрали устройства в соответствии с числом каналов. формула изобретения

Многоканальное устройство для формирования временных интервалов, содержащее счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И, триггер, выход которого через элемент ИЛИ подключен к первому входу второго элемента И, кольцевой счетчик, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат при одновременном формировании И. временных интервалов, в него введены синхронизатор, многоразрядный оперативS

15 го гя зо

40 ный запоминающий блок, одноразрядный оперативный запоминающий блок, программируемый запоминающий блок формирователей и коммутатор адресов, выход которого подкпючеи к адресным входам многоразрядного и одноразрядного оперативных запоминающих блоков и программируемого запоминающего блока, выходы разрядов которого подключены к первым входам д формирователей, выходы которых через многоразрядный оперативный запоминающий блок подключены к . разрядным входам счетчика импульсов, выход младшего разряда которого подключен ко второму входу первого формирователя, выход старшего разряда счетчика импульсов подключен ко второму входу элемента ИЛИ и ко второму входы q -ro формирователя, при этом выход синхронизатора соединен с третьими и четвертыми входами П формирователей, с управляющими входами программируемого запоминающего блока, коммутатора адресов, многоразрядного и одноразрядного оперативных запоминающйх блоков кольцевого счетчика, счетчика импульсов с установочным и управляющим входами триггера и с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом старшего разряда многоразрядного оперативного запоминающего блока, причем информационный вход триггера, соединен с выходом одноразрядного оперативного запоминающего блока, информационный вход которого подключен ко второму входу второго элемента И, выход которого подключен к первому входу синхронизатора, второй вход которого соединен с первым выходом кольцево. го счетчика, второй выход кольцевого счетчика соединен со входом коммутатора адресов.

Источники:информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

l4 511686, кл. Н 03 К 5/156, 27.03.7 3.

81587 5

Составитель Е. Мосолков

Редактор В. Лазаренко Техред Е. Гаврилешко Корректор В. сутяга

Заказ 1050/87 Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4