Устройство для управления энергопитанием микропроцессорной системы

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОПИТАНИЕМ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ, содержащее ключ, силовой вход и выход которого являются соответственно входом и выходом питания устройства, и блок управления, выход которого подключен к управляющему входу ключа и к выходу блокировки питания устройства, а адресный, синхронизирующий и информационный входы - соотственно , к входным шинам адреса и синхронизации вывода данных и шине данных устройства , отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства , в него введены регистр адреса программы , дешифратор, первый и второй элементы И, формирователь импульса и группа магистральных выходных усилителей, причем информационный вход регистра адреса программы соединен с шиной данных устройства , выход - с информационными входами магистральных выходных усилителей группы, выходы которых соединены с шиной данных устройства, вход формирователя импульса подключен к входу питания устройства , вход дешифратора подключен к входной шине адреса устройства, а выход соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с входными шинами синхронизации ввода и вывода данных устройства, выход первого элемента И подключен к управляющим входам магистральных выходных усилителей группы , выход второго элемента И подключен к синхронизируюпхему входу регистра адреса программы, вход сброса которого соеi динен с выходом формирователя импульсов. (Л 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления содержит счетчик, генератор, триггер, элемент И и дешифратор адреса, вход которого является адресным входом блока, а выход соединен с первым входом элемента И, соединенного выходом с устапивочпым входом триггера и управляющим входом счетчика, выход и инфорto мационный вход которого являются соответственно выходом и информационным входом блока, выход триггера подключен к СХ) входу генератора, выходом соединенного со ю счетным входом счетчика, выход которого подключен к входу сброса триггера. со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК 1) 4 G 06 F 3/00, 11/22

ВСЕС01г1? /1.%

13;;. „.13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЬИВЛИОТЫЫ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3669560/24-24 (22) 30.! 1.83 (46) 30.12.85. Бюл. № 48 (71) Научно-исследовательский институт прикладной .геодезии (72) Б. Г. Никифоров (53) 681.326.7 (088.8) (56) Патент США № 4279020, кл. G 06 F 1/00, опублик. 1980.

Патент США № 4203153, кл. G 06 F 3/00, опублик. 1979. (54) (57) 1 УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВ г1 Е

НИЯ ЭНЕРГОПИТАНИЕМ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ, содержащее ключ, силовой вход и выход которого являются соответственно входом и выходом питания устройства, и блок управления, выход которого подключен к управляющему входу ключа и к выходу блокировки питания устройства, а адресный, синхронизирующий и информационный входы — соотственно, к входным шинам адреса и синхронизации вывода данных и шине данных устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него введены регистр адреса программы, дешифратор, первый и второй элементы И, формирователь импульса и группа магистральных выходных усилителей, причем информационный вход регистра адреса программы соединен с шиной данных уст„„SU„„1201829 А ройства, выход — с информационными входами магистральных выходных усилителей группы, выходы которых соединены с шиной данных устройства, вход формирователя импульса подключен к входу питания устройства, вход дешифратора подключен к входной шине адреса устройства, а выход соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соо1ветствеино с входными шинами синхронизации ввода и вывода данных устройства, выход первого элемента И подключен к управляющим входам магистральных выходных усилителей группы, выход второго элемента И подключен к синхронизирующему входу регистра адреса программы, вход сброса которого сое- динен с выходом формирователя импульсов.

2. Устройство по п. 1, от гичающееся тем, что блок управления содержит счетчик, генератор, триггер, элемент И и дешифратор С адресы. вход которого является адресным входом блока. а выход соединен с первым ф входом элемента И, соединенного выходом с устаиово lfll>IXI входом триггера и управляющим входом счетчика, выход и информационный вход которого являются соот- р ветственно выходом и информационным входом блока, выход триггера подключен к входу генератора, выходом соединенного со (Х) счетны м входом счетчика, выход которого, ) подключен к входу сброса триггера. сО

1201829

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к микропроцессорным системам сбора данных с батарейным электропитанием.

Цель изобретения — расширение области применения устройства за счет обеспе"чения возможности выполнения программы с точки, .заданной микропроцессором до своего отключения от источника питания.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — структурная схема микропроцессорной системы, питанием которой управляет устройство; на фиг. 3 — блок-схема алгоритма работы микропроцессорной системы.

Устройство содержит (фиг. 1) ключ 1, вход 2 и выход 3 питания устройства, блок 4 управления, выход 5 блокировки питания устройства, шину 6 данных ШД микропроцессорной системы, адресную шину LL!A 7 и шину 8 синхронизации вывода микропроцессорной системы. Блок 4 управления содержит счетчик 9, генератор 10, триггер 11, дешифратор адреса 12, элемент И 13, элемент ИЛИ 14, кнопку 15 сигнала «Сброс», Устройство содержит также вход 16 сигнала системного сброса устройства, регистр 17 адреса программы, формирователь 18 импульса, состоящий из резистора 19 и конденсатора 20, магистральные выходные усилители 21 группы, дешифратор 22, первый

23 и второй 24 элементы И, шину 25 синхронизации ввода микропроцессорной системы.

Устройство подключено к микропроцессорной системе (МП) 26, которая включает (фиг. 2) микропроцессор (МП) 27, представляющий собой совокупность арифметикологического устройства и микропрограммного блока управления, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 28, предназначенное для хранения выполняемых МП системой программ, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 29, служащее для хранения и накопления изменяющихся данных, интерфейс 30 ввода-вывода (ИВВ) (один и несколько), служащий для связи МП системы с внешними устройствами (датчиками, пультом управления, исполнительными устройствами и т. п.) ОЗУ 29, ПЗУ 28 и ИВВ 30 соединяются с МП 27 с помощью системы общих шин адресной шины (ША), служащей для обращения к определенной ячейке памяти запоминающих устройств или интерфейсу ИВВ 30, двунаправленной

ШД, предназначенной для пересылки информации между МП 27, памятью и ИВВ 30, и шины синхронизации и управления (ШУ), обеспечивающей необходимое направление и синхронизацию пересылки данных.

Кроме того, в состав МП системы 26 входит тактовый генератор 31 и узел 32 сброса, вырабатывающая импульс сброса

МП 27 при подаче на него питания. Сигнал системного сброса служит для приведения

1О

f5

55 в исходное состояние МП системы и подключенных к- ней внешних устройств.

Сигнал системного сброса формируется, например, с пульта оператора, автоматически при включении питания и т. п.

При отключении питания от МП 27 шина управления в МП системе 26 служит для предупреждения ложного срабатывания внешних устройств, в том числе и предлагаемого устройства, блокируется узлом 33 блокировки, содержащем, например, два элемента И 34 и 35.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии вся МП система

26 и устройство обесточены. При включении системы напряжение питания от источника поступает на шину 2, а значит и на ПЗУ 28, ОЗУ 29> ИВВ 30 и генератор 31, а также на выводы питания всех элементов предлагаемого устройства. Одновременно средствами системы по входу 16 вырабатывается сигнал системного сброса, переводящий счетчик 9 в нулевое состояние, что приводит к включению ключа 1 и выдаче напряжения питания по выходу 3 на вход МП 27 и узла 32 и установке ИВВ 30 в исходное состояние.

При подаче питания на выходе узла 32 формируется импульс, устанавливающий

МП 27 в исходное состояние. Кроме того, выдача питания на вход 2 запускает формирователь 8, на выходе которого формируется импульс, обнуляющий содержимое регистра 17. Длительность импульса формирователя 18 должна быть достаточной, чтобы исключить запись в регистр 17 случайных комбинаций по информационному входу во время переходных процессов на шинах ШД, ША и ШУ. По окончании сигнала системный сброс МП 27 приступает к выполнению программы, хранящейся в ПЗУ 28.

Под управлением команд, выбираемых из ПЗУ 28, МП 27 формирует на шинах сигналы, под воздействием которых реализуется алгоритм работы МП системы 26, приведенный на фиг. 3.

На шине (ША) выставляется адрес регистра 17. При этом на выходе дешифратора 22 появляется потенциал логической единицы, поступающий на первые входы элементов И 23 и 24. На шине управления (ШУ) формируется сигнал «Ввод», который поступает на один из входов элемента

И 34. Так как на втором входе этой схемы присутствует потенциал логической единицы с выхода счетчика 9, на его выходе формируется сигнал, поступающий через элемент И 23 на управляющие входы усилителей 21. В результате усилители 21 открываются и подключают выходы регистра 17 к шине 7. Содержимое регистра 17 поступает в МП 27 и фиксируется в одном из его внут ренних регистров. После этого сигнал «Ввод

1201829 снимается, что приводит к снятию потенциала с управляющих входов усилителей 21 и отключению выходов регистра 17 от шины 7.

Далее МП 27 производит анализ считанного с регистра 17 кода. Так как из регистра считан О, то МП 27 осуществляет переход к выполнению первого фрагмента основной программы — программы, реализующей .основную функцию данной МП системы (например, сбор данных с датчиков, их обработку и выдачу управляющих сигналов на внешние устройства).

По окончании выполнения первого фрагмента основной программы производится запись информации о состоянии МП 27 и содержимого его внутренних регистров в ОЗУ 29 (например, в область стека).

Этим обеспечивается возможность восстановления информации, необходимой МП 27 для продолжения программы после перерыва в его работе при отключении от него питания.

Далее вновь выставляется адрес регистра 17 на шине 6, формируется код на шинах 7, определяющий следующий фрагмент основной программы и вырабатывается сигнал «Вывод», который поступая через элементы И 35 и 34 на синхровход регистра

17, производит запись в него кода с шины ?.

Затем сигнал «Вывод» снимается, на шине 6 выставляется адрес счетчика 9, что приводит к появлению на выходе дешифратора 12 логической единицы, подготавливающей к работе элемент И 13. На шине 7 формируется код выдержки времени и выдается сигнал «Вывод», по которому производится запись кода с шины 7 в счетчик 9 и включение триггера 11. Достоверность записи кода в счетчик 9 обеспечивается за счет того, что непосредственно перед записью все триггеры счетчика находятся в состоянии «О». В результате записи кода в счет, чик 9 потенциал логической единицы с его нулевого выхода снимается, что приводит к запиранию ключа 1, снятию напряжения питания с МП 27 и блокировке элементов

И 34 и 35 узла 33, что предохраняет регистр 17, ИВВ 30 и ОЗУ 29 от записи в них случайных комбинаций ШД с системы при

5 отключенном питании МП 27.

С этого момента МП 27, отключенный от источника питания, электроэнергию не потребляет, а МП система находится в состоянии ожидания, сохраняя всю информацию, необходимую для последующего вы10 полнения работ по заданной программе.

Система находится в этом состоянии в течение времени, определяемого работой блока 4 управления, заключающийся в следующем.

Включение триггера 11 сигналом с вы15 хода элемента И 13, как было описано выше, приводит к запуску генератора 10. Импульсы с выхода генератора 10 поступают на счетный вход счетчика 9 и переключают

его до тех пор, пока он вновь не установится в состояние с высоким логическим потен О циалом на выходе «О». Количеством импульсов, оформированных генератором 10 до этого момента, и определяется выдержка времени. Потенциал логической единицы с выхода счетчика 9 производит включение ключа 1, что приводит к выдаче питания на МП 27 и запуску узла 32 сброса и подготавливает элементы И 34 и 35.

С этого момент МП 27 повторяет работу по описанному алгоритму, однако теперь уже из регистра 17 считывается не нулевой код, а занесенный в него код адреса очередного фрагмента основной программы, что приводит к выполнению этого фрагмента и записи в регистр 17 нового кода, определяющего следующий фрагмент программы.

35 Момент окончания перерыва в работе

МП 27 может определяться только работой счетчика 9. но и нажатием кнопки вручную оператором. При этом счетчик 9 принудительно устанавливается в нулевое состояние независимо от числа поступивших на его вход импульсов с выхода генератора 10.

1201829

Фиг !

НО ЧОПО устава на на шп ооРеса Рс 17 считыбание сог7ерпгиного Pr 17

Ьылопнение пгр/аго фрогнента асно0най л аг анны (К!77=0г

em гга (p, !71! г быпавнение

0торого, фоогнента осно0най п ог анны! Нет дыповнение

In- и- га фрог чента осноагиой програыны

Ло (Рг !7! n-!.

0ыпоинение и-го фрогиента осноонои прогронны

Нет

Запись инфарноцио о састовнии u cooep. гиинон бнутреннии регистраб йи 60ЗУ

Устано0иа rro !0À аа ЕС Pr 17

Запись d Рг 17 приьиоиа ачереднага фрог аснойно6 Про гранны

Устано0ио на ШЛ

ad еса С" чЯ

Запись d счетчии иагга Оыдергиии

Оренгни

Пчг 7

Нонеи гJ

Составитель В. Вертлиб

Редактор Ю. Серела Тс: рссl И. 8(рес Корректор В. Бутяга

Заказ 8091 49 Тираж 709 Полпнсное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 1/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4