Устройство для программного управления

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН .. (1% (11) (1} 4 С 05 В 19/18

1, 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 3845948/24-24 (22) 22.01. 85 (46) 15.08.86, Бюл. В 30 (72) В.А.Мельников и П.И.Кныш (53) 621.503,55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 875340, кл. G 05 В 19/18, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 1057927, кл. G 05 В 19/18,„ 1982. (54) УСТРОЙСТВО цЛЯ ПРОГРАММНОГО, :УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автома- . . тике и вычислительной технике и пред-, назначено для использования в позиционных системах программного управлення. Введение мультиплексора, второго и третьего элементов И, третьего элемента ИЛИ, элемента НЕ и второго элемента задержки позволяет расширить область применения устройства за счет обеспечения асинхронной выдачи управлякицих сигналов. Устройство содержит первый, второй и третий элементы ИЛИ, первый и второй регистры» первый и второй элементы задержки, формирователь импульса, мультиплексор, счетчик адреса, блок памяти, триггер» первый, второй и третий элементы И, генератор тактовых импульсов счетчик импульсов, элемент НЕ, 1 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в позиционных системах программного управления.

Цель изобретения — расширение области применения эа счет обеспечения асинхронной выдачи управляющих сигналов.

На чертеже изображена функциональная схема устройства программного управления.

Устройство содержит второй элемент ИЛИ 1, первый регистр 2, второй регистр 3, второй элемент 4 задержки, формирователь 5 импульса, муль- 15 типлексор 6, счетчик 7 адреса, блок

8 памяти, первый элемент ИЛИ 9, триггер 10, второй элемент И 11, третий элемент И 12, первый элемент 13 saдержки, генератор 14 тактовых им- 20 пульсов, первый элемент И 15, счетчик

16 импульсов, третий элемент ИЛИ 17, элемент НЕ 18, второй информационный вход 19 (логических условий), первые ийформационные входы 20 (первого кода программы) устройства, вход

2 1 запуска устройства (управляющий}, выход 22 устройства.

Назначение основных функциональных элементов устройства программно- ЗО го управления состоит в следующем.

Блок 8 памяти предназначен для хранения кодов признаков начала и конца выполнения управляющих сигналов в программе и кода числа блоки, руемых тактовых импульсов, препятствующего изменению управляющих сигналов на выходе 22 устройства, а также немодифицируемых частей кодов адресов программы. 40

Мультиплексор 6 разрешает передачу адреса в счетчик 7 адреса либо из регистра 2 {адреса), либо с входа 20 устройства в соответствии с управлякицими сигналами, поступающими на управляющие входы мультиплексора.

Счетчик 7 адреса осуществляет по" следовательную выборку информации из блока 8 памяти в режиме естественной адресации.

Счетчик 16 импульсов предназначен для хранения кода числа блокируемых тактовых импульсов.

Генератор 14 тактовых импульсов Ы формирует импульсы, синхронизирующне процесс функционирования устрой ства.

3 2 2

Регистр 2 (адреса) служит для хранения адреса при переходе на другую ветвь программы в зависимости от проверяемого внешнего (логическогогусловия и осуществляет модифика" цию (изменение) адреса при принудительной адресации.

Триггер 10, элементы И 11 и 12 элемент 13 задержки управляют процессом выборки информации из блока 8 памяти и формированием адреса в счетчике 7 адреса.

Сущность изобретения состоит н следующем, Управляющие сигналы, формируемые устройством программного управления,, характеризуются началом, длительностью и концом выдачи. Каждый из этих признаков может быть закодирован в блоке памяти. В предлагаемом устройстве применяется кодирование начала и конца управляющего импульса. Сам же импульс (выходной сигнал) формируется счетным триггером выходного регистра в процессе двух выборок информации из блока памяти устройства.

При первой выборке информации из бло-. ка памяти соответствующий счетный триггер выходного регистра переходит в единичное состояние и начинает выдавать управляющий сигнал. По второму сигналу (при второй выборке) триггер возвращается в исходное состояние и управляющий импульс прерывается. Такое кодирование с применением счетных триггеров позволяет организовать асинхронную выдачу сигналов управления в пределах всей программы функционирования устройства.

Одно управляющее слово в блоке памяти может хранить как признаки начала, так и признаки конца управляющих сигналов, а также признак отсутствия смены состояния счетного триггера.

Так как начало и конец сигнала управления задаются s различных управляющих словах, то его длительность может быть произвольной в пределах программы. Длительность определенного управлякицего сигнала может быть равна времени выполнения всей программы. 3а время выполнения подобных "длинных" сигналов управления на выходном регистре может смениться несколько управляиицих слов, каждое из которых на одном или нескольких выходах может последовательно начинать и заканчивать выдачу "коротких"

1251032

55 и "средних" по длительности управляющих сигналов, за счет чего и орга низуется асинхронный режим работы устройства.

Устройство работает следующим образом, В исходном состоянии элементы памяти устройства находятся в нулевом состоянии.

С входа 20 устройства на первый информационный вход мультиплексора

6 поступает первый код программы. Од новременно с этим с входа 21 на второй управляющий вход мультиплексора

6 поступает сигнал "Начало работы".

По этому сигналу код программы через мультиплексор 6 поступает в счетчик 7 адреса и параллельно на входы элемента ИЛИ 9. На выходе по следнего формируется высокий потен« циал, который устанавливает триггер

10 в единичное состояние. После установки триггера 10 в единичное состояние сигнал ."Начало работы" снимается (не показано). Сигнал "t" с выхода триггера 10 подается на элементы И 11 и 12 и разрешает прохождение через.них тактовых импульсов с выхода генератора 14 (счетчик

16 находится в нулевом состоянии, и на выходе элемента НЕ 18 имеется сигнал " 1", разрешающий прохождение тактовых импульсов через элемент И

12). Первый тактовый импульс с выхода генератора 14 через элемент И 3

12 поступает на управляющий (синхронизирующий) вход блока 8 памяти и производит выборку информаций по адресу, записанному в счетчике 7 адреса. Код управляющих сигналов с первого информационного выхода блока 8 памяти поступает в (выходной) регистр 3 на счетные входы Т-триггеров, устанавливая соответствующие из них в единичное состояние. Переход в единичное состояние определенных Т-триггеров регистра 3 означает начало выдачи соответствующей совокупности управляющих сигналов на выход 22 устройства для управления исполнительными механизмами. Конец каждого управляющего сигнала, осуществляемый переводом Т-триггера в нулевое состояние, может быть задан в любом из последующих управляющих слов программы, хранимых в блоке 8 памяти. Кроме того, из блока 8 памяти с первого выхода сосчитывается

4 немодифицируемая часть кода адреса ветви программы, определяющая возможный переход программы в зависимости от каких- ибо внешних условий. Данная информация поступает на информационный вход регистра 2 (адреса).

Время задержки элемента 13 равно времени длительности тактового импульса. Поэтому в момент прекращения воздействия тактового импульса на управляющий (синхронизирующий) вход бчока 8 памяти с выхода элемента 13 задержки через элемент И 11 на счетйый (суммирующий) вход счетчика

<5 7 адреса поступает сигнал, увеличивая его содержимое на единицу. После этого второй тактовый импульс разрешает выборку из блока 8 памяти информации, содержащей только код уп20 равляющих сигналов. Данное управляющее слово одновременно может закончить выдачу части управляющих сигналов, оставив другую часть вьщеляемьх сигналов без изменения, и путем воз25 действия на счетные входы триггеров (выходного) регистра 3 начать выдачу новых управляющих сигналов.

Одновременное окончание одних и начало выдачи других управляющих сигналов позволяет устранить непроизводительные затраты времени на выборку информации из блока памяти, а возможность не прерывать управляющий сигнал при смене управляющих слов

5 (выдаваемой информации из блока памяти) обеспечивает произвольную длительность этого сигнала в пределах программы управления.

Такая органиэация работы устрой-. ства предполагает выборку информации из блока 8 памяти только в необходимые моменты времени, когда требуется изменение выходных сигналов.

Если в течение нескольких тактов генератора 14, например, начиная с (n+1)-ro такта, не требуется изменения выходных управляющих сигналов, то в управляющем слове, сосчитанном в и-м такте, задается код числа блокируемых тактовых импульсов. Этот код с третьего информационного выхода блока 8 памяти поступает на информационный вход счетчика 16 и через элементы ИЛИ 17 и НЕ 18 запрещает прохождение тактовых импульсов через элемент И 12. Одновременно сигнал с вьжода элемента ИЛИ 17 поступает на вход элемента И 15, раэ1251032 решая прохождение через него тактовых импульсов с генератора 14 на счетный (вычитающий) вход счетчика

16. В (и+1)-м такте работы устройст5 на выборки информации из блока 8 памяти не происходит, а тактовый импульс с генератора 14 поступает через элемент И 15 на счетный (вычитающий) вход счетчика 16 и уменьша- !О ет его содержимое на единицу. После обнуления счетчика 16 импульсов на выходе элемента ИЛИ 17 устанавливается сигнал логического нуля, который через элемент НЕ 18 разрешает !5 прохождение очередного тактового импульса через элемент И l2. Одновременно с этим сигнал "О" с выходя элемента ИЛИ 17 запрещает прохождение тактовых импульсов с генератора 20

14 на счетный (вычитающий) вход счетчика 16 через элемент И 15. Схема блокировки позволяет тем самым исключить хранение в блоке 8 памяти

"пустой" информации. 25

Линейная последовательность команд управления программы выполняется устройством в режиме естественной адресации, т.е. каждой последующей выборке информации из блока 8 памяти предшествует увеличение содержимого счетчика 7 адреса на единицу.

Это позволяет не хранить в блоке 8 памяти адресные части всех уйравляющих слов (команд управления), а следовательно, уменьшить его объем и облегчить процесс его программирования.

В устройстве возможен режим перехода на одну из двух возможных ветвей программы в зависимости от проверяемых внешних (логических) условий, например, при отказах того или иного типа оборудования. В этом слу-! чае с (выходного) регистра 3 задается информация опроса устройства, от состояния которого зависит ветвление в программе. Сигнал с опрошенного устройства поступает на вход 19 устройства программного управления и через элемент ИЛИ 1 устанавливает ,триггер регистра 2 адреса по второму информационному. входу в единичное состояние. Если сигнала с опрашиваемого устройства не поступило, состояние модифицируемого разряда ф регистра 2 (адреса) останется нулевым и таким образом формируется второй возможный адрес перехода. В последнем управляющем слове линейной последовательности команд управления программы задается конец операции опроса устройства (не показано) и сигнал управления перезаписью сформированного адреса из регистра 2 (адреса) в счетчик 7 адреса ° После выборки информации из блока 8 памяти управляющий сигнал с управляющего выхода поступает на вход устройства в "0" триггера 10 и на вход формирователя 5 импульса. Сигнал "0" с единичного выхода триггера 10 запрещает прохождение тактовых импульсов с выхода генератора 14 через элементы

И 11 и 12, В результате этого увеличение содержимого счетчика 7 адреса будет блокировано ° Формирователь 5 импульса под воздействием управляющего сигнала на его входе формирует импульс, длительность которого равна времени перезаписи информации из регистра 2 (адреса) в счетчик 7 адреса. Этот импульс с выхода формирователя 5 поступает на первый управляющий вход мультиплексора 6, разрешая тем самым перезапись адреса очередной линейной последовательности команд в счетчик 7 адреса. Через элемент 4 задержки импульс поступа" ет на вход установки в "О" регистра

2 (адреса), сбрасыьая его содержимое после перезаписи информации. Параллельно с перезаписью адреса код адреса через элемент ИЛИ 9 устанавливает триггер 10 в единичное состояние. Сигнал "I" с выхода триггера 10 поступает на элементы И 11 и 12 и вновь разрешает производить последовательную выборку информации из блока 8 памяти. Ветвление в программе вызывается не всей совокупностью устройств управляемого объекта, а отдельными его устройствами (исполнительными элементами), и нет необходимости прекращать выдачу управляющих сигналов в остальные части объекта, что и реализовано в устройстве.

Окончание работы устройства пос ле выполнения программы задается программным способом путем перехода к команде с нулевой адресной частью, и единственным управляющим признаком в операционной части. После выборки из памяти управляющий сигнал с уп1251

7, равляющего выхода блока 8 памяти устанавливает триггер 10 в нулевое состояние (чем блокируются последующие сигналы обращения к блоку памяти) и запускает формирователь 5 импульса, который разрешает перезапись адреса через мультиплексор 6 из регистра 2 в счетчик 7. Так как код адреса нулевой, то он, пройдя элемент ИЛИ 9, не может установить триг; 10

rep 10 в единичное состояние, что сохраняет блокировку тактовых импульсов. Устройство программного управления. готово к приему кода на выполнение очередной программы или по- 15 вторения предыдущей по сигналу "Начало работы". Далее устройство функционирует аналогично описанному.

Формула из обретения 20

Устройство для программного управления, содержащее генератор тактовых импульсов, подключенный выходом к первому входу первого элемента И, а также к счетному входу счетчика импульсов, счетчик адреса, соединенный разрядными выходами с адресными входами блока памяти, подключенного первыми информационными выходами к пер- 30 вым информационным входам первого регистра, а вторыми информационными выходами — к информационным входам второго регистра, первый элемент ИЛИ, связанный выходом с единичным входом З5 триггера, формирователь импульса, первый элемент задержки, второй элемент ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет обеспечения асинхронной выдачи управляющих сигналов, в него введены

032 мультиплексор, второй и третий элементы И, третий элемент ИЛИ, элемент

НЕ и.второй элемент задержки, подключенный входом к выходу формирователя импульсов и к первому управляющему входу мультиплексора, а выходом — к входу обнуления первого регистра, соединенного вторым информационным входом с выходом второго элемента ИЛИ, а разрядными выходами— с первым информационным входом мультиплексора, связанного вторыми информационными входами с первыми информациокными входами устройства, вторым управляющим входом — с входом запуска устройства, а выходами — с входами первого элемента ИЛИ и с установочными входами счетчика адреса, подключенного счетным входом к выходу второго элемента И, соединенйого первым входом с выходом первого элемента задержки, а вторым. входом — с прямым выходом триггера и с первым входом третьего элемента И, связанного вторым входом с выходом генератора тактовых импульсов, выходом " с входом первого элемента задержки и с управляющим входом блока памяти, а третьим выходом — с выходом элемента НЕ, подключенного. входом к второму входу первого элемента И и к выходу третьего элемента ИЛИ, связанного входами с разрядными выходами счетчика импульсов, подключенного установочными входами к третьим информационным выходам блока памяти, соединенного управляющим выходом с входом обнуления триггера и входом формирователя импульса, причем вход второго элемента ИЛИ подключен к второму информационному входу устройства.

12 51032

Составитель Н. Горбунова

Техр ед И . Бонк ало

Редактор F..Êîï÷à

Корректор М.Максимишинец

Заказ 4409/43 Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4