Устройство для сопряжения электронной вычислительной машины с дискретными датчиками

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для сбора информации от удаленных групп дискретньпс датчиков. Цель изобретения - повьшение надежности устройства за счет контроля и увеличения дальности связи , достигается введением в устройство формирователя кода, второго блока сравнения, трех триггеров, трех элементов ИЛИ, генератора тактовых сигналов и двух формирователей сигналов с их связями. Введение перечисленных блоков позволяет снизить число информационных связей и увеличить дальность связи. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (11 4 G 06 F 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3694985/24-24 (22) 11.05.85 (46) 15.12.86. Бюл. Р 46 ,(71) Ордена Ленина Московская городская телефонная сеть (72) М.В.Глухов, В.Н.Кудряшов,.

А.К.Куштанин, Н.И.Рябцев и С.В.Шамбазов, (53) 681.327.21(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 842775; кл. С 06 Р 13/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

В 1124279, кл. G 06 F 13/00, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОИ МАШИНЫ С ДИСКРЕТНЫМИ ДАТЧИКАМИ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для сбора информации от удаленных групп дискретных датчиков. Цель изобретения — повышение надежности устройства за счет контроля и увеличения дальности связи, достигается введением в устройство формирователя кода, второго блока сравнения, трех триггеров, трех элементов ИЛИ, генератора тактовых сигналов и двух формирователей сигналов с их связями. Введение перечисленных блоков позволяет снизить число информационных связей и увеличить дальность связи. 6 ил. с ф

1277126

Изобретение относится к вычислительной технике и может бьггь применено в автоматизированных системах управления для отбора информации от удаленных групп двухпозиционных дат- 5 чиков.

Цель изобретения — повышение надежности устройства за счет контроля и увеличения дальности связи.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 — алгоритм работы устройства; на фиг ° 3-6 — временные диаграммы работы устройства °

Устройство содержит коммутатор 1, счетчик 2, блок 3 памяти, первый блок 4 сравнения, второй триггер 5, первый триггер 6, синхронизатор 7, формирователь 8 кода, второй блок 9 сравнения, четвертый триггер 10, третий элемент ИЛИ 11, генератор 12 так- товых импульсов, первый и второй элементы ИЛИ 13 и 14, входы 15 данных, линия 16 связи, первый и второй формирователи 17 и 18 сигналов, третий

25 триггер 19, вход 20 запуска устройства, пятый триггер 21.

Связь между устройством и ЭВМ организуется в последовательном коде по интерфейсу токовой петли. Сигналу "Стоп" соответствует токовая-посылка, сигналу "Старт" — бестоковая.

Со стороны ЭВМ линия 16 связи подключается к стандартному устройству последовательного обмена, обладающему возможностью контРолиРовать па- 35 раметры входного сигнала таким образом, что при отсутствии тока в линии 16 связи в течение времени, превышающего длительность информационной посылки, вырабатывается спе- 40 циальный сигнал, поступающий в ЭВМ, Для организации линии 16 связи могут использоваться физические линии, выполненные в виде витой пары, или пары симметричного телефонного кабеля.. Питание линии связи осуществляется со стороны ЭВМ.

Формирователи 17 и 18 предназначены для согласования устройства с линией 16 связи. Формирователи 17 и 18 имеют гальваническую развязку и состоят из оптрона и транзисторного ключа. При отсутствии питания устрой- 55 ства ключ формирователя 17 разомкнут.

Формирователи 17 и 18 являются передатчиком и приемником информации соответственно.

Формирователь 8 кода предназна ен для формирования информационного слова, передаваемого в линию 16 связи.

На вторые информационные входы формирователя 8 поступает адрес контролируемого датчика, а на первый информационный вход — его текущее состояние. На управляющий вход формирователя 8 подается сигнал, разрешающий или запрещающий работу шифратора 8. При поступлении на управляющий вход запрещающего сигнала на первом выходе формирователя 8 появляется сигнал уровня стоповой посылки, На тактовый вход формирователя 8 от генератора 12 тактовых импульсов поступает последовательность тактовых импульсов, с помощью которых формирователь 8 преобразует поступающую на его информационные входы информацию иэ параллельного кода в последовательный, доформировывает стартовый, стоповый и контрольный биты и по задним фронтам тактовых импульсов выдает биты сформированной последовательной кодовой комбинации со своего первого выхода в формирователь (передатчик) 17 и на первый вход второго блока 9 сравнения. Со второго выхода формирователя 8 на второй вход первого элемента ИЛИ 13 поступает импульсный сигнал, свидетельствующий о том, что формирователь 8 закончил передачу в формирователь 17 информационного слова.

Пятый триггер 21 является контрольным датчиком, Он изменяет свое состояние на противоположное в каждом ,цикле опроса датчиков, и информация о каждом изменении передается в ЭВМ.

Второй блок 9 сравнения предназначен для контроля рабочих параметров линии 16 связи.

Блоки 1 — 14, 19, 21 выполнены на микросхемах средней степени интеграции серии 155 или аналогичных.

Устройство предназначено для работы в системах сбора и обработки информации с удаленных (до нескольких километров) групп двухпозиционных датчиков. Наличие большого количества распределенных групп двухпозиционных датчиков характерно, в частности, для территориально распределенного технологического оборудования городских телефонных сетей, Устройство обладает повышенной надежностью функционирования вследствие

1277126 аппаратного контроля рабочих параметров линии 16 связи со стороны устройства, аппаратного контроля рабочих параметров линии 16 связи и готовности устройства со стороны ЭВМ; про- 5 граммного контроля работоспособности устройства со стороны ЭВМ на основе данных о состоянии контрольного датчика; повторной идентификации состояния всех датчиков по запросу от ЭВМ, Устройство работает в трех режимах; режим 1 опроса контролируемых двухпозиционных датчиков и передачи в

ЭВМ информации о датчике, изменившем свое состояние, режим II ожидания, 15 режим III передачи в ЭВМ данных о текущем состоянии всех датчиков.

Основным рабочим режимом является режим 1. Передача в ЭВМ информации только о датчиках, изменивших 20 свое состояние, позволяет экономить машинное время, необходимое для решения других задач.

В режим ожидания (режим II) устройство переходит автоматически при 25 отклонении параметров линии 16 связи от требуемых значений.

Функционирование устройства в режиме III происходит в начале работы устройства при восстановлении рабо- 30 чих параметров. линии 16 связи или при запросе ЭВМ информации о текущем состоянии всех датчиков.

Кроме того, ЭВМ может перевести устройство в режим III с целью контроля работоспособности устройства или восстановления информации о текущем состоянии всех датчиков в случае потери последней из — за неисправности ЭВМ.

Механизм программного перевода устройства в режим III состоит в следующем: ЭВМ кратковременно имитирует неработоспособность линии 16 связи путем прекращения подачи тока в линию.

Устройство работает следующим образом.

Режим 1. В основном режиме работы устройство работает по следующему алгоритму: считывание состояния конФролируемых датчиков; контроль изме— нения состояния датчиков; передача информации об изменении состояния конт оли емых датчиков в ЭВМ. р ру

В режиме считывания состояния контролируемых двухпозиционных датчиков генератор 12 тактовых импульсов вырабатывает последовательность тактовых импульсов (меандр), поступающую в формирователь 8, синхронизатор 7, четвертый триггер 19.

Если на вход запрета синхронизатора 7 не поступает запрещающий сигнал, то по переднему фронту 1 аждого тактового импульса формируются последовательно три управляющих сигнала. С первого выхода синхронизатора 7 на первый вход счетчика 2 поступает первый импульс, увеличивающий содержимое счетчика на единицу. На первом выходе счетчика 2 появляется кодовая комбинация, определяющая текущий адрес контролируемого датчика, которая поступает на информационный вход формирователя 8, адресные входы коммутатора 1 и блока 3 памяти. Ðåзультат опроса выбранного входа коммутатора 1 поступает на информационный вход первого триггера 6.

По коду счетчика 2, соответствую" щему адресу заданного входа 15, на выходе блока 3 памяти устанавливается сигнал состояния выбранного датчика, записанный в предыдущем цикле опроса.

По второму управляющему сигналу с второго выхода синхронизатора 7 производится запись информации о состоянии опрошенного датчика в первый триггер 6, после чего в первом блоке 4 сравнения происходит сравнение состояния этого датчика с его состоянием в предыдущем цикле опроса, записанным в блок 3 памяти.

Если контролируемый датчик изменил свое состояние, то на выходе первого блока 4 сравнения появляется сигйал, который через третий элемент ИЛИ 11 подается на информационный вход второго триггера 5 и (при отсутствии активного сигнала на входе сброса второго триггера 5) по третьему управляющему сигналу (с третьего выхода синхронизатора 7) взводит второй триггер 5.

Сигнал с выхода второго триггера

5, поступающий через второй элемент

ИЛИ 14, запрещает работу синхронизатора 7. Поступив на вход разрешения записи блока 3, сигнал с выхода второго триггера 5 разрешает запись информации о текущем состоянии датчика в блок 3. Кроме того, этот сигнал разрешает работу формирователя 8.

1 277126 В формирователе 8 по задним фронтам тактовых импульсов, поступаюших от генератора 12 тактовых импульсов, производится преобразование поступаюших на информационные входы сигналов, соответствующих адресу и состоянию контролируемого датчика, в последовательную кодовую комбинацию, дополненную контрольными, стартовыми и стоповыми битами, поступающую с пер- fp вого выхода формирователя 8 на вход формирователя 17 и с его выхода — в линию 16 связи. По окончании передачи кодовой комбинации с второго выхода формирователя 8 через первый f5 элемент ИЛИ 13 на вход сброса второго триггера 5 подается активный сигнал, сбрасывающий второй триггер 5, останавливающий работу формирователя

8 и (при отсутствии активного сигна- 20 ла на первом входе второго элемента

ИЛИ 14) разрешающий работу синхрони-затора. Устройство переходит к опросу состояния следующего датчика.

Если же текущее состояние контро- 25 лируемого датчика совпадает с его сосо тоянием в предыдущем цикле опроса, то то при отсутствии активных сигналов на втором входе третьего элемента

ИЛИ 11 и первом входе второго элемен- 3р ra ИЛИ 14 выдача информации в линию

16 связи не производится и начинается опрос состояния следующего датчика. После опроса всех датчиков счетчик 2 обнуляется и вырабатывает сигнал переноса, изменяющий состояние пятого триггера 21, подключенного прямым выходом к последнему информационному входу коммутатора 1. Таким образом, в каждом цикле опроса проис- 4р ходит изменение состояния контрольного датчика и производится передача информации об изменении состояния последнего датчика в линию 16 связи, после чего устройство переходит к но- 45 вому циклу опроса и передачи данных об изменении состояния датчиков.

Временная диаграмма работы устройства в режиме 1 приведена на фиг. 3.

Режим II (режим ожидания).

Устройство по каждому тактовому

Импульсу осуществляет контроль рабочих параметров линии 16 связи путем проверки соответствия сигнала в линии 16 связи сигналу на выходе формирователя 8. Проверка соответствия сигналов производится по передним фронтам импульсов тактовой последовательности, что соответствует середине битов передаваемой в линию 16 связи информации, Сигналы с выхода формирователя 1 8 и первого выхода формирователя 8 поступают на входы второго блока 9 сравнения. Результат сравнения по переднему фронту тактового импульса записывается в четвертый триггер 19.

Если в момент поступления переднего фронта тактового импульса сигналы на входах второго блока 9 сравнения совЬадают, то на выходе четвертого трит гера 19 появляется пассивный сигнал, не оказывающий влияния на работу устройства. При несовпадении сигналов на входах второго блока сравнения в момент прихода переднего фронта тактового импульса на выходе третьего триггера 19 появляется активный сигнал, по которому взводится четвертый триггер 10. В момент появления высокого (активного) уровня на выходе четвертого триггера 10 происходит обнуление счетчика 2, подключенного вторым входом к выходу четвертого триггера 10. Второй вход счетчика

1 является фронтовым, и обнуление счетчика происходит только при появлении на втором входе счетчика 2 положительного перепада уровня. Активным сигналом, появившимся на выходе третьего триггера 19, через первый элемент ИЛИ 13 сбрасывается второй триггер 5 и через второй элемент ИЛИ

14 останавливается синхронизатор 7.

Устройство переходит в режим ожидания и находится в данном режиме до восстановления рабочих параметров линии 16 связи.

Временная диаграмма работы устройства в режиме II приведена на фиг;4.

Режим III (режим передачи в ЭВМ данных о текущем состоянии всех датчиков).

При восстановлении рабочих параметров линии 16 связи на выходе второго блока 9 сравнения появляется пассивный сигнал, записываемый по переднему фронту тактового импульса в четвертый триггер 19 и далее поступающий через второй элемент ИЛИ 14 на вход запрета синхронизатора 7 и разрешающий его работу.

Начинается работа устройства аналогично работе в режиме 1, за исключением того, что независимо от результата сравнения состояний датчика, поступивших с одного из входов

1277126 устройства 15 и выхода блока 3, в линию связи 16 выдается информация с текущем состоянии датчика и производится запись текущего состояния датчика в блок 3. 5

Осуществление выдачи информации в ЭВМ происходит потому, что четвертый триггер 10 находится во взведенном состоянии и активный сигнал с

его выхода, поступая через третий эле-10 мент ИЛИ 11, имитирует на входе второго триггера 5 несравнение состояния датчиков.

При окончании опроса всех датчиков счетчик 2, который в момент уста- 15 новления режима III бып сброшен, вновь переходит в исходное (нулевое) состояние. При этом на втором выходе счетчика 2 появляется сигнал переноса, сбрасывающий четвертый триггер

"10, в результате чего снимается активный сигнал на втором входе третьего элемента ИЛИ 11 и устройство переходит в основной рабочий режим 1.

Устройство переходит также в режим III после включения или восстановления питания. При этом на вход

20 запуска устройства подается из блока питания импульс, взводящий тре- 30 тий триггер 19 и через него четвертый триггер 10. По переднему фронту тактового импульса третий триггер 19 сбрасываетсй, разрешая работу синхронизатора 7, а четвертый триггер

10 остается во взведенном состоянии, имитируя через третий элемент ИЛИ 11 изменение состояния датчиков. Происходит передача в линию 16 связи данных о состоянии всех датчиков. 40

Временные диаграммы работы устройства в режиме III и при включении питании приведены на фиг. 5 и 6 соответственно.

Использование изобретения позво- 45 ляет контролировать более удаленные группы дискретных датчиков; исключить затраты машинного времени

t на управление опросом датчиков; применять только одну физическую линию 50 вместо шестнадцати для связи устройства сопряжения с ЭВИ.

Таким образом, устройство характе-. ризуется повьппенной надежностью.

Фо р мул а и з о бр е т е ни я

Устройство для сопряжения электронной вычислительной машины с дискретными датч..ками, содержащее два триггера, блок памяти, первый блок сравнения, счетчик, синхронизатор и коммутатор, информационные входы которого являются соответствующими входами данных устройства, а адрес" ные входы объединены с адресными входами блока памяти и соединены с выходом данных счетчика, подключенного ! счетным входом к первому выходу синхронизатора, второй выход которого соединен с синхровходом первого триггера, выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения и к информационному входу блока Raмяти, второй вход первого блока сравнения соединен с выходом блока памяти, третий выход блока синхронизации подключен к синхровходу второго триггера, выход коммутатора подключен к информационному входу первого триггера, о т л .и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства за счет контроля и увеличения дальности связи, в него введены формирователь кода, второй блок сравнения, три триггера, три элемента ИЛИ,. генератор тактовых импульсов, два формирователя сигна лов, выход первого триггера соединен с одним информационным входом форми рователя кода, другие информационные входы которого соединены с выходом данных счетчика, первый выход формирователя кода соединен с входом первого формирователя сигналов и первым входом второго блока сравнения, выход которого подключен к информационному входу третьего триггера, выход которого подключен к входу установки четвертого триггера и к первым входам первого и второго элементов ИЛИ, второй вход первого-элемента ИЛИ подключен к второму выходу формирователя кода, выход — к входу сброса второго триггера, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, входу разрешения записи блока памяти и управляющему входу формирователя кода, выход второго элемента ИЛИ подключен к входу запрета синхронизатора, выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовым входам синхронизатора, формирователя кода и синхровходу третьего триггера, выход переполнения счетчика подключен к входу сброса четвертого триггера и счетному входу пя12771 2б

1О

10 тоГо триггера„выход которого соединен с одним информационным входом коммутатора, выход четвертого триггера подключен к входу сброса счетчика и к первому входу третьего элемента

ИЛИ, к второму входу которого подключен выход. первого блока сравнения, выход третьего элемента ИЛИ подключен к информационному входу второго триггера, первый выход первого формирователя сигналов HBJIBBTcH информа ционным выходом устройства, второй выход соединен с первым входом второго формирователя сигналов, второй вход которого является информационным входом устройства, а выход подключен к второму входу второго блока сравнения, вход установки третьего триггера является входом управления устройства °

1277126

An bnuen

An 18лл

Ьч7 лло

Вык эпоха 12

Вих.f Впала 7

Вих.2 апола 7

Вих.3 &ола 7

Вих. Впала 1

Вих. Впала 5

8»nS8 л

Ьа 18ло

Arr г Влр

Ьп Влл

Яа Влив

Виг.1 Впала В

Вих2 Иола В

Вих2 &ола 2

Вох. эпоха 21

Вюа Влил

dry Влек

A г dnnn

8»п Влол ч иг.3 б»л 2 brr

Фиг.x1

Составитель И.Алексеев

Редактор И.Рыбченко Техред И.Попович Корректор С»Шекмар

Заказ 6668/43 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Вбlх. Опола 12

Вых1 Опола 7

Иых2 эпоха 7

Вых.3 Впала 7

Вых1 длола B

Вых. Опока 1В

ВиХ. Опала У

Вых. Впала 1У

Вих, Йола 10

Вых Ююла 5

Вых Впала 1+

Угу ХО

»" » " "Ъ™ Ш.Л.П

Еае 8rrrrrrrr 9 t+» ЙА.Ь

r & 0A r ф-Ю.ФМ Л

» ./r 7йч,п .„... Д,:

Р Jb тг д д

Aer»rvrrrun

Жеб