Устройство ввода информации от дискретных датчиков

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ.ВВОДА ИНФОРМАЦИИ ОТ ДИСКРЕТНЫХ ДАТЧИКОВ, содержащее регистр и блок сравнения, ин- . .формационные входы регистра являются информационными входами устройства , синхровход регистра является тактовым входом устройства, а,выходы соедине-. ны .с входами первой группы блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью увеличения надежности устройства за счет повьшения помехоустойчивости и обеспечения контроля информации, в него введены первыйи второй счетчики, с первого по третий элементы И, первый и вто- . рой элементы ИЛИ, элемент НЕ, первые входы с первого по третий элементы И соединены с тактовым-входом устройства , выходы первого и второго элементов И соединены с прямым и реверсивным счетными входами первого счетчика, с первым и -вторым входами первого элемента ИЛИ соответственно , информационные входы первого счетчика соединены с выходами регистра, синхровход первого счетчика и второй вход второго элемента ИЛИ являются установочными входами устройства, первый и второй выходы блока сравнения соединены с вторыми входами и второго элементов И соответственно, а третий (Л выход соединен с вторым входом третьего элемента И, выходы первого счетчика соединены с входами второй группы блока сравнения и являются, информационными выходами устройства, выход второго счетчика соединен с входом элемента НЕ и является выхосо дом устройства, .выход элемента НЕ О5 соединен с третьими входами с первого по третий, элементов И, выход оо 00 третьего элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, 4 выход которого соединен с входом сброса второго счетчика, а выход первого элемента ИЛИ соединен со счетным входом второго счетчика.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1196884 (51) 4 С 06 Р 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3780744/24-24 (22) 28,06,84 (46) 07.12,85. Бюл,. У 45. (71) Горьковский исследовательский физико-технический институт при

Горьковском государственном университете им, Н.И.Лобачевского. (72).Л.В.Булюкина, В.И.Гоносков и Н.Н.Макаров (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 377759, кл. G 06 F 3/04, 1970.

Авторское свидетельство СССР

У 1109731, кл. С 06 F 13/00, 1983, (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ.ВВОДА ИНФОРМАЦИИ ОТ ДИСКРЕТНЫХ ДАТЧИКОВ, содержащее регистр и блок сравнения, ин.формационные входы регистра являются информационными входами устройства, синхровход регистра является тактовым входом устройства, а выХоды соединены,с входами первой группы блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью увеличения надежности устройства эа счет повышения помехоустойчивости и обеспечения контроля информации, в него введены первый и второй счетчики, с первого по третий элементы И, первый и вто- . рой.элементы ИЛИ, элемент НЕ, первые входы с первого по третий элементы И соединены с тактовым -входом устройства, выходы первого и второго элементов И соединены с прямым и реверсивным счетными входами первого счетчика, с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ соответственно, информационные входы первого счетчика соединены с выходами регистра, синхровход первого счет-. чика и второй вход второго элемента ИЛИ являются установочными входами устройства, первый и второй выходы блока сравнения соединены с вторыми входами первого и второго элементов И соответственно, а третий выход соединен с вторым входом третьего элемента И, выходы первого счетчика соединены с входами второй группы блока сравнения и являются. информационными выходами устройства, выход второго счетчика соединен с входом элемента HE и является выхо дом устройства, .выход элемента НЕ соединен с третьими входами с первого по третий элементов И, выход третьего элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса второго счетчика, а выход первого элемента ИЛИ соединен со счетным входом второго счетчика.

1196884

После включения питания на вход 13 5б устройства подается сигнал "Пуск", .например, с кнопки панели управления, при этом в счетчик 3 перезапи сывается код регистра 1, а счетчик 4 сбрасывается,в ноль. Запись входного кода (Ng„, фиг.2) в регистр 1 производится тактовыми импульсами, поступающими на вход 12. На схему 2

Изобретение относится к автоматике и.вычислительной технике и может быть использовано в устройствах управления или обработки данных для ввода информации от многоразрядных 5 датчиков.

Целью изобретения является увеличение надежности устройства за счет . повышения помехоустойчивости и обеспечения контроля информации путем 1О обнаружения неисправности датчика

:или канала связи.

На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы его работы. 15

Устройство содержит (фиг. 1) регистр 1, схему 2 сравнения, первый 3 и второй 4 счетчики, первый 5, второй 6 и третий 7 элементы И, первый 8 и второй 9 элементы ИЛИ, эле- 20 мент НЕ 10.

Дополнительно на фиг,1 показаны информационные входы 11 устройства, тактовый вход 12, установочный вход 13, информационные выходы 14 и выход 15 устройства.

Регистр 1 содержит N разрядов и выполнен на триггерах Dt типа, сра-, батывающих по заднему фронту тактового сигнала. Схема 2 сравнения обес- 3() печивает сравнение двух N разрядных двоичных кодов. Счетчик 3 является

N-разрядным и имеет входы для записи в него параллельно N-разрядного двоичного кода. Изменение кода на выходе счетчика производится по заднему фронту счетного импульса. Счетчик 4 имеет М разрядов и срабатывает также по заднему фронту счетного импульса.

На входные шины 11 устройства по- ф ступает информация от многоразрядного датчика в виде параллельного

N-разрядного двоичного кода, а на входе 12 присутствуют импульсы с частотой следования.

Конкретный вариант устройства (фиг.1) разработан для N-16, М=З, Устройство работает следующим . образом. сравнения подаются двоичные N-раз-. рядные коды с регистра 1 и счетчика 3. Схема 2 сравнения сравнивает коды с регистра 1 и счетчика 3, Если код с регистра 1 больше кода счетчика 3, то схема сравнения. вырабатывает сигнал "Больше", который разрешает прохождение тактовых импуль- сов через элемент И 5 на прямой счетный вход счетчика 3, а если код с регистра 1 меньше кода счетчика, то схема сравнения вырабатывает сигнал "Меньше", который разрешает прохождение тактовых импульсов через элемент И 6 на реверсивный счетный вход счетчика .3. Таким образом, счетчик 3 отслеживает код регистра 1.

Выходной код счетчика 3 подается на информационные выходы 14 устройства.

В реальных условиях, когда датчик значительно удален от устройства обработки данных, могут наблюдаться случайные сбои входной информации, вызванные одиночными помехами или сериями помех (Ng„, фиг.2 б,е,к), а также переходными процессами при смене входного кода (N g„,фиг.2 г,з).

Кроме того, наблюдаются систематические сбои, вызванные. либо систематическими помехами, либо неисправностями датчика и каналов связи (Ng„, фиг.2 и,л), выраженными в виде пропадания или появления лишнего разряда в передаваемом коде, При совпадении тактовых импульсов со случайной помехой или переходным процессом во входном коде Ng„ в регистр 1 может записаться произвольный код, при этом ошибка может достигать максимального. значения кода (М,фиг.2 в,з,и). Однако код в счетчике 3 изменяется при этом на + 1(N,, фиг.2 в,з,и), что эквивалентно погрешности выходного Кода в + 1 младшего разряда датчика.

В случае прихода серий помех, либо наличия переходного процесса при смене входного кода с длительностью, превышающей. период следования, тактовых импульсов, а также при наличии систематического сбоя входной информации, вызванной, например, систематическими помехами (Ng„, фиг,2 и), неисправностью датчика или канала связи (Ng„, фиг.2 л), на прямой или реверсивный счетный вход счетчика 3 может поступать серия из ш импульсов (счет в "+" фиг.2). В зависимости от числа импульсов в

1196884 серии выделяются два режима работы.

Режим 1. Число импульсов в серии

А<2 -1, Импульсные сигналы с выхода элементов И 5 и 6 объединяются элемен-. том И 7 и поступают на счетный вход счетчика 4, изменяя его состояние от нуля до m, при этом старший разряд счетчика 4 сохраняет сигнал логического нуля (третий разряд счетчика фиг.2), а на выходе элемента

НЕ 10 †сигнал логической единицы, Работа элементов. И 5-7 разрешена, и появившийся на выходе схемы 2 сравнения сигнал "Равно" разрешает прохождение тактовых импульсов через элементы И 7 и ИЛИ 9 на вход сброса счетчика 4 в нулевое состояние, При случайных сбоях информации схема 2 сравнения вырабатывает последовательно сигнал "Больше" или

"Меньше" не более чем в m тактах работы устройства, а затем появляется сигнал "Равно", обеспечивающий сброс счетчика 4 в нулевое состояние.

:В счетчик 3 при этом может поступить не более m импульсов по прямому . или реверсивному счетному входу, вызванных случайными сбоями, что эквивалентно погрешности выходного кода устройства не более + m единиц младшего разряда.

Режим 2. Число импульсов в серии

m>2

При поступлении на счетный вход счетчика 4 серии из m >:2" импульсов на выходе счетчика появляется сиг нал логической единицы, а на выходе элемента НЕ 10 — логического нуля.

Сигнал логического нуля с выхода элемента НЕ 10 запрещает прохождение тактовых импульсов через элементы И 5-7, а состояние счетчиков 3 и 4 не изменяется, Отслеживание входного кода в счетчике 3 прекращается, а на информационные выходы 14 устройства выдается код, зафиксированный в счетчике 3 на момент сбоя.

Сигнал логической единицы со счетчика 4 поступает на выход 15, и устройство переходит в состояние

"Сбой". Для вывода устройства с этого состояния необходимо на вход 13 подать сигнал "Пуск", 1О Элементы И 5.,6 и счетчик 3 осуществляют следящий режим работы устройства, уменьшающий влияние случайных сбоев входной информации на выходной код устройства. Погрешность

15 выходного кода для одиночных помех+1 младшего разряда датчика, а для серий помех не более — 2 -1 единиц младшего разряда датчика, в то время как в известных устройствах norgp решность может достигать максимального значения принимаемого кода °

Счетчик 4, элементы 7-10 осуществляют контрольвводимой информации путем обнаружения:неисправности датчика или канала связи, При наличии систематического сбоя вводимой информации, который может быть вызван систематическими помехами и неисправностью датчика или каналов свя.зи, выдается сигнал "Сбой", а устройство запоминает значение выходного кода, сформированного на момент сбоя ..

Величина М может подбираться за счет изменения разрядности счетчи35 ка 4. С.увеличением величины М рас ширяется зона работоспособности устройства, но при этом увеличивается допустимая погрешность выходного

40 кода устройства. При уменьшении величины M зона работоспособности сужается (устройство чувствительнее к помехам) и уменьшается допустимая погрешность выходного кода устройства.

1196884

Ilgwu 8. 1 о и

Cl т

f ищ

Ц, „т а сто

t

Cue. 8

ВНИИПИ Заказ 7565/48 Тираж 209 Подписное

Филиал ППП -"Патент.", r.73:ãîðîä, ул.Проектная, 4