Устройство сбора и обработки информации для систем контроля

 

УСТРОЙСТВО СБОРА И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ, содержащее цифровые измерители, блок управления, соединенный первым выходом с первым входом арифметического блока, вторым выходом с входом блока индикации, первым входом с первым выходом блока клавиатуры, вторьм входом с выходом блока синхронизации и вторым входом арифметического блока, отличающееся тем, что, сцелью увеличения быстродействия устройства в него введены коммутатор, блок памяти, программный блок, регистр сдвига, блок команд, дешифратор и элемент ИЛИ, соединенный первым входом с выходом арифметического блока, вторым входом - с выходом старшего разряда регистра сдвига, а выходом - с третьим входом блока управления, входом первого разряда регистра сдвига и входом дешифратора, подклнгченного выходом к первому входу блока команд, связанного вторым входом с выходом блока синхронизации, третьим входом с вторым выходом блока клавиатуры И управляющим входом программного О) блока, первым выходом с управляющим входом коммутатора, вторым выходом с тактовым входом регистра сдвига, третьим выходом - с управляющим входом регистра сдвига, подключенного информационным входом к выходу блока памяти, соединенного первым входом с выходом программного 00 блока, вторым входом с выходами со сд разрядов регистра сдвига и информационным входом программного блока, X а третьим входом - с выходой коммуел татора, подключенного информационными входами к выходам цифровых измерителей.

COI03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOIVlV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

» /

» Г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3534965/18-24 (22) 03.01.83 (46) 30.04.84.. Бюл.916 (72) А.А. Семенов, E.Ï. Осадчий, P.À. Измайлов н M.Ï. Строганов (?1) Пензенский политехнический институт (53) 621.396(088.8) (56) 1. Дембовицкий С;В. и др. Интерполяционный измеритель временных интервалов с использованием калькулятора. "Электроника Б3-21". — .

"Приборы и техника эксперимента", N. 1981, 91.

2. Сагайдак В.И.. Щербак Ю.М.

Ввод показаний цифровых приборов

tl в микрокалькулятор, Электроника

ВЗ-21", — "Приборы и техника эксперимента", М., 1981, 5 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО СБОРА И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ, содержащее цифровые измерители, блок управления, соединенный первым выходом с первым входом арифметического блока, вторым выходом с входом блока индикации, первым входом с первым выходом блока клавиатуры, вторым входом с выходом блока синхронизации и вторым входом арифметического блока, о т л и ч а ю щ е„„SU„„1089585 А

3(ю 6 06 F 15/46 е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия устройства в него введены коммутатор, блок памяти, программный блок, регистр сдвига, блок команд, дешифратор и элемент

ИЛИ, соединенный первым входом с выходом арифметического блока, вторым входом — с выходом старшего разряда .регистра сдвига, а выходом — с третьим входом блока управления, входом первого разряда регистра сдвига и входом дешифратора, подключенного выходом к первому входу блока команд, связанного вторым входом с выходом блока синхронизации, третьим входом с вторым выходом блока клавиатуры и управляющйм входом программного блока, первым выходом с управляющим входом коммутатора, вторым выходом с тактовым входом регистра сдвига, третьим выходом — с управляющим входом регистра сдвига, подключенного информационным входом к выходу блока памяти, соединенного первым входом с выходом программного блока, вторым входом с выходами разрядов регистра сдвига и информационным входом программного блока, а третьим входом — с выходом коммутатора, подключенного информационными входами к выходам цифровых измерителей.1089585

Изобретение относится к контролю технических систем и может быть использовано при автоматическом контроле машин и оборудования, например, поршневых компрессоров. 5

Известны устройства сбора и обработки информации, которые осуществляют обработку измерительной информации с помощью электронных клавишных вычислительных машин . ЭКВМ Г 13. 10

Недостатками известных устройств являются низкое быстродействие и малый объем оперативной памяти.

Наиболее близким к предлагаемому 15 является устройство сбора и обработки информации, содержащее ЭКВМ, блок реле, схему преобразования двоичнодесятичного кода в последовательные, срабатывания реле, цифровой измери- 20 тельный прибор (ЦАП), схему форми- рования запуска ЦИП, причем выход

ЭКВМ соединен с входом схемы формирования запуска ЦИП, соединенной выходом с входом ЦИП, подключенного вы ходом к входу схемы преобразования двоична-десятичного кода в последовательные срабатывания реле, соединенной выходом с входом блока реле, ПОдключенного выходОм с клавишными 30 входами ЭКВМ.

Данное устройство осуществляет автоматические сбор и обработку измерительной информации по программе, заносимой в память ЭКВМ (21.

Основным достоинством известного устройства сбора и обработки информации является его простота и низкая стоимость ЭКВМ, а основными недостатками — малая скорость ввода данных . 40 в ЭКВМ (4 цифры в секунду) и малый объем оперативной памяти (емкость динамического регистра равна 1008 бит).

Малая скорость ввода объясняется тем, что двоична-десятичный код с выхода 45

ЦИП преобразуется в последовательные замыкания контактов реле, подключенных параллельно клавишам ЭКВМ (после замыкания очередной клавиши в ЭКВМ вырабатывается сигнал блокировки длительностью 0,2 с).

Малый объем оперативной памяти объясняется тем, что увеличение объема памяти в таком устройстве вызывает увеличение времени выполнения арифметических и логических операций, 55 так как при этом увеличивается длительность цикла обращения информации в кольцевом регистре сдвига. Поэтому использование данного устройства сбора и обработки измерительной информации в системах контроля приводит к увеличению времени контроля

/ при одновременном уменьшении потока обрабатываемой информации.

Цель изобретения — увеличение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее цифровые измерители, блок управления, соединенный первым выходом с первым входом арифметического блока, вторым выходом с входом блока индикации, первым входом с первым выходом блока клавиатуры, вторым входом с выходом блока синхронизации и вторым входом арифметического бло-,. ка, введены коммутатор, блок памяти, программный блок, регистр сдвига, блок команд, дешифратор и элемент ИЛИ, соединенный первым входом с выходом арифметического блока, вторым входом - с выходом старшего разряда регистра сдвига, а выходомс третьим входом блока управления, входом первого. разряда регистра сдвига и входом дешифратора, подключенного выходом к первому входу блока команд, связанного вторым входом с выходом блока синхронизации, третьим входом — с вторым выходом блока клавиатуры и управляющим входом программного блока, первым выходом с управляющим входом коммутатора, вторым выходом с тактовым входом регистра сдвига, третьим выходом с управляющим входом регист-. ра сдвига, подключенного информационными входами к выходу блока памяти, соединенного первым входом с выходом программного блока, вторым входом с выходами разрядов ре-. гистра сдвига и информационным входом программного блока, а третьим входом — с выходом коммутатора, подключенного информационными входами к выходам цифровых измерителей.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройс!Фва; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство состоит из .ЭКВМ 1, содержащем арифметический блок 2, блок

3 управления, блок 4 клавиатуры, блок

5 информации, блок 6 синхронизации, элемент ИЛИ 7, регистр 8 сдвига, блок памяти 9, программный блок tO, дешифратор 11, блок 12 команд, ком3 108958 мутатор 13, цифровые измерители 14, вход 15 первого разряда регистра сдвига, тактовый вход 16,. вшход 17 старшего разряда регистра, управляющий вход 18, информационный. вход l9. Из состава стандартной ЭКВМ уда лен динамический регистр сдвига, ограничивающий время выполнения арифметико-логических операций. Регистровые части арифметике-логического блока 2 ц» и блока 3 управления объединены в: кольцевой регистр сдвига через логический элемент ИЛИ 7. При этом длительность цикла обращения информации

, (отсчитывается от кода метки, см.фиг. 2. 1) уменьшена в 3,3 раза а обрабатываемая информация, циркулирующая -8 кольцевом регистре, .разбивается на 3 массива (фиг, 2.2). Если над числами Х и У выполняется опера» ция 2=F(X„ Y) то числе Х заносится во 2-й массив, У в 3-й массив, код выполняемой операции F заносится, в

1-й массив. После выполнения операции результат операции 2 располагается во 2-м массиве,. а в 1-м массиве появляется код "Окончание операции".

Обмен информацией между ЭКВМ (кольцевым регистром) и блеком памяти осуществляется с помощью регистра

8, разрядность которого выбирается о равной разрядности слов блока памяти. . В данном случае длина слова, равна .

8 бит. При этом код операции представ- ляется одним словом,а число представляется шестью словами, В блоке памяти

9 хранятся результаты измерения и программы контроля, которые заноеятся в него из программного блока 10. Число Х (последовательность шести слов) побайтно заносится в регистр 8 .(фиг.2,3) по сигналам ™Разрешение занесения в регистр", поступающим на вход 18 регистра (фиг.2.4). После занесения очередного слова на сдвиго- вый вход 16 регистра 9 поступает сигнал сдвига — восемь импульсов после каждого сигнала "Разрешение занесения в регистр" (фиг.3.5). На выходе 17 старшего разряда регистра 9 число Х будет представляться последовательным 48-битным словом, которое через элемент ИЛИ заносится в кольцевой регистра ЭКВМ во 2-й массив. Для занесения в ЭКВМ кода выполняемой операции из блока оперативной памяти

9 в регистр 8 по сигналу, поступающему на вход 18 (фиг.2.6) заносится

5 4 очередное программное слово-код операции, который одновременно с подачей на сдвиговый вход 16 сдвигающнх импульсов (фиг.2 ° 7) поступает с выхода

7 регистра через элемент ИЛИ в кольцевой регистр ЭКВМ (в 1-й массив).

При этом ЭКВМ выполняет указанную операцию, после окончания которой в 1-м массиве появляется код "Окончание операции". При подаче соответствующего кода операции число из

2 го массива переписывается в 3-массив, а во 2-й массив можно записать новое число. После этого можно подавать коды операций F, осуществляемых над числами Х и У.

Информация, циркулирующая в кольцевом регистре, поступает на вход дешифратора 11, с выхода которого на вход блока 12 команд поступают сигналы о конце выполнения ойерации. При этом сигналы синхронизации, позволяющие разделять информацию, циркулирующую в кольце, на массивы, вводить в них числа и коды операций, поступают в блок 12 с выхода блока

6 синхронизации ЭКВМ.

Управление устройством (занесение программы контроля в программный блок, занесение результатов измерения в блок 9 памяти, перевод в режим автоматического вычисления) осуществляется, с помощью блока 4 клавиатуры ЭКВМ, для чего его выход подключается к блоку 12 команд.

Устройство работает следующим образом.

После нажатия очередной клавиши в кольцевой регистр в 1-й массив заносится соответствующий код операции (1 байт). Этот код поступает на вход

Ч5 регистра сдвига, на вход 16 которо:го одновременно подаются импульсы ,сдвига. Код операции заносится в регистр 8, после чего он уже параллельно (побайтно) заносится в очередной адрес программы блока 10. Программный блок представляет собой запоминающее устройство, в котором хранится про-вграмма контроля, соответствующая последовательности нажатия оператором клавиши блока клавиатуры ЭКИМ.

Перед началом вычислений по программе контроля объекта осуществляется последовательный опрос сигналов с выходом цифровых измерителей с помощью коммутатора и занесения результатов измерений по.соответствующим 1089585 % Ли а Гц

2.2

2.Ф ®/2 адресам блока памяти. После этого осуществляется перепись программы из блока 10 в блок 9 памяти и авто.матическое вычисление по программе контроля.

При таком построении устройства повышается скорость ввода результатов измерения в ЭКВМ (отпадает необходимость преобразования кода с выхода цифровых приборов в последо10 вательные срабатывания реле). При

ГТ

П Встабяен

2.3 4ucrta синиц у у р у

За ежние 1 2 Л Ф

4 СПа этом число заносится в ЭКВМ в течение длительности 2-ro массива.

Кроме этого, уменьшается в

3,3 раза длительность цикла Ф, что.;риводит к соответствующему уменьшению времени выполнения арифметикологических операций.

В предлагаемом устройстве увеличение объема оперативной памяти не ухудшает его быстродействия.

ВНИИПИ Заказ 2936/46

Тираж 699 Подписное

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