Устройство для ввода информации

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ , содержащее генератор импульсов , делитель частоты, аналоговый коммутатор и аналого-цифровой преобразователь , выход которого является информационным-выходом устройства , выход генератора импульсов соединен с входом делителя частоты, входы аналогового коммутатора являются информационными входами устройства , отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены элемент ИЛИ, счетчик, мультиплексор , триггер, дешифратор, первый и второй элементы задержки, (Регистр, выход которого соединен с входом дешифратора и является адресным выходом устройства, выход генератора импульсов соединен со стробирующим входом мультиплексора, выход делителя частоты соединен с входами первого и второго элементов задержки и первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика, вход сброса которого соединен с входом сброса делителя частоты, входом запрета генератора импульсов и выходом триггера, вход установки в l которого является запускающим входом устройства, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом мультиплексора, информационные входы которого являются управляю§ щими входами устройства, адресные входы мультиплексора соединены с (Л информационными входами регистра и выходами параллельного кода счетчика , выход которого соединен с входом установки в о триггера, выходы дешифратора соединены с адресными входами аналогового коммутатора , выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобрао э 35 эо зователя , вход запуска которого соединен с выходом первого элемента задержки, тактовый вход регистра соединен с йыходом второго элемента задержки ; 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

1(51) G 06 F 3/05

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3480412/18-24 (22) 13 ° 08.82 (46) 23,1283, Бюл, 9 47 (72) A.К.Ваганов, B С,Васильев и;В.,И.Гордин (53) 681 ° 327 ° 11(088,8) (56) .1о Авторское свидетельство СССР

9 641430, кл, 0 06 Р 3/02, 1979,,2 ° Авторское свидетельство СССР

Р 619921, кл, G 06 F 15/31, 1978 (прототип) ° (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ, содержащее генератор импульсов, делитель частоты, аналоговый коммутатор и аналого-цифровой преобразователь, выход которого является информационным-выходом устройства, выход генератора импульсов соединен с входом делителя частоты, входы аналогового коммутатора являются информационными входами уст-ройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены элемент ИЛИ, счетчик, мультиплексор, триггер, дешифратор, первый и второй элементы задержки,, регистр, выход которого соединен с входом дешифратора и является адресным выходом устройства, выход (i9)SU„i> 10 А генератора импульсов соединен со стробирующим входом мультиплексора, выход делителя частоты соединен с входами первого и второго элементов задержки и первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика, вход сброса которого соединен с входом сброса делителя частоты, входом запрета генератора импульсов и выходом триггера, вход установки в "1" которого является запускающим входом устройства, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом мультиплексора, информационные входы которого являются управляющими входами устройства, адресные Я входы мультиплексора соединены с информационными входами регистра и выходами параллельного кода счетчика, выход которого соединен с входом установки в 0 триггера, выходы дешифратара соединены с ад- Я ресными входами аналогового коммутатора, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, вход запуска которого соединен с выходом первого элемента

:задержки, тактовый вход регистра соединен с выходом второго элемента задержки.

1062683

Недостатками этого устройства являются-невозможность уплотнения

30 поступающей информации и отсутствие селективного выбора входной информации, Целью изобретения является .повы35 шение быстродействия устройства, Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ввода информации, содержащее генератор импульсов, делитель частоты, аналоговый коммутатор и аналого-цифровой 40 преобразователь, выход которого яв-. ляется информационным выходом устройства, выход генератора импульсов соединен с входом делителя частоты, входы аналогового коммута45 тора являются информационными входами устройства, дополнительно введены элемент ИЛИ, счетчик, мультиплексор, триггер, дешифратор, первый н второй элементы задержки, регистр, выход которого соединен с входом дешифратора и является адресным выходом устройства, выход генератора импульсов соединен со стробирующим входом мультиплексора, выход делителя частоты соединен с входами первого и второго элементов задержки и первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика, вход сброса которого соединен с входом сброса делителя частоты, входом запрета генератора импульсов и выходом триггера, вход установки в " 1 которого является запускающим входом устройства, второй вход

60

Изобертение относится к вычислительной технике и может быть использовано в многоканальных информационно-измерительных системах сбора информации, Известно устройство для ввода ,информации, содержащее АЦП, датчи- ки, блок индикации, два логических элемента И, шифратор, элемент НЕ, блок памяти, блок управлен я, два логических элемента ИЛИ, таймер, два коммутатора, блок выбора параметра, блок э дания априорной информации, пороговый элемент, компаратор и вычислительный блок (lj

Недостатком данного устройства 15 является то, что оно не обеспечивает возможности уплотнения поступающей информации и имеет весьма сложную и громоздкую структуру.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является многоканальное устройство для цифровой Фильтрации, содержащее .квантующий генератор, АЦП, постоянный запоминающий блок, блок связи, делитель частоты, коммутатор, элемен ты запрета, узлы памяти, блок умно>кения (2), элемента ИЛИ соединен с выходом мультиплексора, информационные входы которого являются управляющими входами устройства, адресные входы мультиплексора соединены с информационными входами регистра и выходами параллельного кода счетчика, выход которого соединен с входом установки в 0 " триггера, выходы дешифратора соединены с адресными входами аналогового коммутатора, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, вход запуска которого соединен с выходом первого элемента задержки, тактовый вход регистра соединен с выходом второго элемента задержки.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма режимов работы устройств,ао

Устройство сбора информации состоит из генератора 1 импульсов, делителя 2 частоты, первого 3 и второго 4 элементов задержки, элемента ИЛИ 5, счетчика 6, триггера 7, мультиплексора 8, регистра 9, дешифратора 10, аналогового коммутатора 11, АЦП 12, входов 13 .информации, входа 14 запуска устройства, шин 15 управления, шин 16 адреса, шин 17 вывода информации устройства.

Принцип действия устройства закх3очается в том, что по поступающей на входы каналов селектора-мультиплексора 8 информации осуществляется организация запрета прохождения,,т.;е, "пропусков" информации, присутствующей на том или ином входе 13 аналоговой информации, причем достигается это за счет увеличения скорости (частоты) опроса (просмотра ) этих входов без подключения их к входу АЦП, в то время как коммутация аналогового коммутатора 11 по "рабочим (непропускаемым) входам производится с меньшей частотой, определяемой циклом коммутации..Первая (высокая) частота вырабатывается генератором 1 импульсов, вторая снимается с делителя 2 частоты. При этом должны соблюдаться условия

4к о( и танк? ТАЛИП У где Т к — период цикла коммутации (период повторения импульсов с делителя 2 частоты );

То — период высокой частоты (частоты генератора 1 импульсов); число входов аналоговой информации;

Т„ „ — время преобразования информации в ADII.

1062683

Величина (ц -1) объясняется тем, что хотя бы один вход аналоговой информации должен быть подключен к входу АЦП 12, так как бессмымленно включать устройство с кпропуском" информации по всем входам. 5

Следовательно, в предельном случае эа время Т будут "просмотрены все пропускаемые входы аналоговой информации, При. этом устройство построено 10

)таким образом, что по шинам 16 адреса вырабатывается информация, характеризующая только номер коммутируемого на AUII 12 рабочего входа информации, тем, самым обеспе- 15 чивается связь между информацией

»рабочего" входа и его адресом (но:мером), Импульсы записи регистра 9 адреса, соответствующие рабочему входу аналоговой информации, должны поступать с некоторой задержкой по отношению к моменту появления на его входе данных с выхода счетчика 6 адреса кода, соответствующего номеру "рабочего" входа. Эта задержка формируется вторым элементом 4 задержки, ее величина должна быть меньше Tg, чтобы успеть осуществить запись в регистр

9 адреса до прихода ближайшего очередного импульса пропуска входной информации, как это следует из нижеприводимого описания работы устройства сбора информации.

Импульсы на запуск АЦП 12 посту- 35 пают с делителя 2 частоты с некоторой задержкой, которая необходима для однозначности оцифровки информации " рабочего" входа. Эта задержка формируется первым элементом 3 40 задержки, ее величина определяется временем установления переходных процессов в устройстве от момента изменения информации на шинах 16 адреса до момента срабатывания анало- 45 гового коммутатора 1,1.

Период следования T IIÄ импульсов 1 (фиг 2) определяет цикл опроса ») -входов аналоговой информации; общее количество импульсовП на выходе делителя 2 частоты определяет полное время коммутации аналогЪ гового коммутаторами„ „; на входе счетчика 6 адреса присутствуют импуль. сы Ш ; выделенные и пРоставленные номера, соответствуют "рабочим» входам информации

В исходном состоянии на входе 14, на шинах 17 вывода информации и шинах 16 адреса устройства„сигналы отсутствуют. По шинам 15 управления на входы каналов селекторамультиплексора 8 подается позиционный код, определяющий номера

"пропускаемых" и "рабочих входов

I» аналоговой информации. На входах 65

13 аналоговой информации присутству- ет информация, Триггер 7 находится в нулевом состоянии и блокирует по входу запрета генерации генератор 1 импульсов и по входу установки " 0" делитель 2 частоты, а также держит счетчик б адреса по входу установки "0" в нулевом состоянии

С приходом импульса запуска на вход 14 триггер 7 переключается, деблокируя генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты и счетчик б адресао Начиная с этого момента, на выходах генератора 1 импульсов и делителя 2 частоты формируются послеI довательноати импульсов соответственно высокой частоты и частоты коммутации, С выхода генератоРа 1 ймпульсов на вход строба селекторамультиплексора 8 поступает первый импульс из последовательности импульсов высокой частоту, Если с шин 15 управления устройства на первом входе каналов селектора-мультиплексора присутствует уровень сигнала, соответствующий "рабочему" входу аналоговой информации (фиг,2), а на выходах разрядов счетчика. адреса — нулевая комбинация, соответствующая по входам адреса селектора-мультиплексора 8 также первому номеру входа аналоговой информации, то строб-импульс на выход селекторамультиплексора не проходит. В этом случае через логический элемент

ИЛИ 5 проходит первый импульс (совпадающий по времени с первым импульсом с генератора 1 импульсов) с выхода делителя 2 частоту. Этот импульс подается на счетный вход счетчика б адреса, на выходах разрядов которого кодовая комбинация меняется на единицу. Эта комбинация поступает на входы данных регистра 9 адреса и входы адреса селектора-мультиплексора;8, С выхода делителя 2 частоты импульс подается также на элементы 3 и 4 задержки С приходом на вход записи регистра 9 адреса задержанного с помощью второго элемента 4 задержки первого выходного импульса делителя 2 частоты происходит запись кодовой комбинации в регистр 9 адреса. С выхода регистра

9 адреса информация о номере входа аналоговой информации (в данном случае — номер первый) выводится на шины 16 адреса устройства и входы дешифратора 10 адреса, который, воздействуя на входы управле.ния аналогового коммутатора 11, вызывает срабатывание коммутатора подключается первый иэ входов аналоговой информации к входу АЦП 1,2,,При поступлении импульса с выхода первого элемента 3 задержки на вход запуска АЦП 12 в последнем происхо1062683

Если при очередном (четвертом) подключении входа каналов селекторамультиплексора 8 на шинах 15 управления устройства присутствует уровень, соответствующий « рабочему« входу аналоговой информации, то на выход селектора-мультиплексора 8 поступающие на вход строба импульсы с генератора 1 импульсов не проходят, селектор-мультиплексор 8 как бы блокирован для импульсов, поступающих на, вход строба Это продолжается до тех пор, пока на выходе делителя 2 частоты не выработается очередной (второй) импульс цикла коммутации Этот импульс поступает на вход элементов 3 и 4 задержки и через логический элемент ИЛИ 5— на вход счетчика адреса;6, На вы"-. ходах разрядов счетчика б адреса

65 дит оцифровка информации, и преобразованная информация с выходов . разрядов АЦП поступает на шины 17 выхода информации устройства, Одновременно с этим поступающая на входы адреса селектора-мультиплексора 8 кодовая комбинация с выходов разрядов счетчика б адреса подключает следующий (второй)вход каналов селектора-мультиплексора

Если на этом входе по шинам 15 управления устройства присутствует уровень, соответствующий «-пропуску (фиг 2) аналоговой информации, то поступающий очередной (нторой) импульс высокой частоты с генератора 15

1 импульсов на вход строба селектора-мультиплексора 8 проходит на выход селектора-мультиплексора 8 и через логический элемент ИЛИ 5 поступает на вход счетчика б адре- 20 са. На его выходах разрядон кодовая комбинация поменяется на одну единицу. еще раз. Соответственно меняется информация на входах данных регистра 9 адреса и входах адреса селектора-мультиплексора,8, При этом записи новой информации в регистр 9 адреса не происходит, поскольку на вход записи регистра

9 адреса импульс поступает с гораздо более редкой частотой, определяемой периодом Т . Поэтому коммутации аналогового коммутатора 11 также не происходит, на шинах 16 и 17 сответственно адреса и вывода информации устройства информация не меняется, A в селекторе-мультиплексоре 8 изменившаяся информация на входах адреса приводит к подключению следующего .(третьегo) входа каналов Если на третьем входе.по 40 шинам -15 управления устройства при- сутствует уровень, соответствующий

"пропуску" аналоговой информации (фиг, 2), то все процессы в устрой стве повторяются 45 вырабатывается соответстнующая кодовая комбинация (в данном случае. для входа аналоговой информации

4),- которая осуществляет подключение очередного входа каналов селектора-мультиплексора 8 и поступает на входы данных регистра 9 адреса, Через время, определяемое задержкой на элементе 4 задержки, на вход записи регистра 9 адреса поступает тот же импульс цикла коммутации, осуществляется запись н .регистр 9 адреса информации о данном (четвертом) рабочем входе аналоговой информации. С выхода регистра 9 адреса информация выводится на шины 16 адреса устройства и входы дешифратора 10 адреса.

Последний подключает через аналоговый коммутатор 11 соответствующий (четвертый) вход аналоговой информации к входу. АЦП 1,2, При поступлении задержанного на элементе 3 задержки того же импульса цикла коммутации на вход запуска

АЦП 12 осуществляется оцифровка информации, и преобразованная инфор;мация с выходов разрядов АЦП 12 поступает на шины 17 вывода информации устройства.

Аналогичное протекание процессов в устройстве происходит до тех пор, пока счетчик б адреса не переполнится, Число разрядов счетчика б адреса выбирается равным числу входон аналоговой информации. При переполнении счетчика б адреса на его входе возникает импульс, который опрокидывает триггер 7 н начальное состояние. При этом последний блокирует генератор 1 импульсон, делитель 2 частоты и счетчик б адреса.

Устройство возвращается в исходное состояние, которое сохраняется до момента прихода импульса задержки на вход 1,4.

Таким образом, за счет внедения н устрЬйстно сбора информации селектора-мультиплексора и организации связи его со счетчиком адреса, триггером и шинами управления, расширяются по сравнению с известным устройством функциональные возможности в части обеспечения программируемого выбора "рабочего" входа аналоговой информации, Путем подключения из опроса

"пропускаемых" входов информации (за счет различия частоты опроса

"пррпускаемых входов и "частоты коммутации") устройство сбора обеспечивает нерменное уплотнение поступающей информации

Поскольку должно выполняться условие л

TOnpoca "к мм" К а .Т

К с,н — число рабочих каналов, то, 10б2683 ðàÅ

Э = — A

1 и

t где и

"Раб

15

1б

+ "рабочий "5коо — "пропуокасмый Боб и и-3 и применяя устройство, можно уменьшить период опроса входов аналоговой информации и,следовательно, чаще производить измерения по ðàбочим"входам информации, что способствует получению боле точной характеристики изменения поступающей информации, Кроме того, организуя «пропуски" нерабочих входов, а также входов, на которых информация повторяется в пределах нескольких циклов опроса(медленно или мало изменяется), можно уменьшить объем последующей памяти, используемой для хранения информации

ВНИИПИ Заказ 10218/49 ,Тираж 706. Подписное

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

При использовании одного экземпляра устройства сбора аналоговой информации экономия от уменьшения объема используемой памяти составит

5 общее число входов аналоговой информации; число "рабочих" каналов; стоимость блока памяти, объем которой соответству-, ет количеству информации, поступающей по всем входам.