Устройство для контроля последовательности чередования импульсов

 

Изобретение может быть использовано в устройствах автоматики дискретного действия и контроля последовательности чередований импульсных сигналов в системах контроля и управления . Цель изобретения - повьппение надежности контроля и упрощение уст- - ройства - достигается за счет установки устройства в исходное состояние в начальный момент времени при нарушёнии чередования контролируемых импульсов . Для зтого в устройство, со

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (Su 4 Н 03 К 5/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ": Ы юё) Р&

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4170045/24-21 (22) 30.12.86 (46) 30.06.88. Бюл. У 24 (71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт автоматизированных систем управления транспортом газа (72) Е.Н.Бантюков, Г.В.Васильева, P.Á.Ñèíèöêèé и А.И.Яценко (53) 621.374 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1042172, кл. Н 03 К 5/22, 1982.

Авторское свидетельство СССР

HI 1192130, кл. Н 03 К 5/22, 1983.

„„SU„„1406757 А 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ЧЕРЕДОВАНИЯ И10ТУЛЬСОВ (57) Изобретение может быть использовано в устройствах автоматики дискретного действия и контроля последовательности чередований импульсных сигналов в системах контроля и управления. Цель изобретения - повышение надежности контроля и упрощение уст-ройства — достигается за счет установки устройства в исходное состояние в начальный момент времени при нару шенин чередования контролируемых импульсов. Для этого в устройство, со1406757 держащее элементы, показанные на чертеже, дополнительно введены группа элементов 4-1...4-п, элементы ИЛИ 5, 6, 13 и 14, формирователи 9 и 10 импульсов, элементы ИЛИ-НЕ 7 и 11, элементы И 8-1...8-п, элемент 15 задержки, дополнительные шины и соответствующие функциональные связи меж-. ду ними. то позволило испольэовать

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики дискретного дейстния для контроля последователь5 ности чередования импульсных сигналов в .системах контроля и управления .

11ельи изобретения является повыше— ние надежности контроля за счет уста- Ið нонки в исходное состояние в начальный момент времени и при нарушении чередования контролируемых импульсон и упрощение устройства.

Поставленная цель достигаетСя эа счет введения в устройство группы элементов задержки, второго, третьего, четвертого и пятого элементов

ИЛИ, первого и второго формирователей импульсов, первого и второго элементон ИЛИ-НЕ, элементов И, элемента задержки, дополнительньtx шин и новых связей.

Это позволило использовать вместо многонходовых элементов И и ИЛИ,число и количество входов которых определяется количеством входньгх шин устройства, днухвходоные элементы И и

ИЛИ, что существенно упростило устройство и обеспечило установку в исходное состояние как при обнаружении сбоя, так и в начальный момент времени. 3

На чертеже показана функциональная электрическая схема предлагаемого устройства для случая, когда n — чет- 35 ное число.

Устройство для контроля последонательности чередования импульсов содержит элемент ИЛИ 1, группы элементов ИЛИ 2-1, 2-2,..., 2-п, к первым входам которых подключен выход элевместо многовходовых элементов И и

ИЛИ, число и количество входов которых определяется количеством входных шин устройства, двухнходовые элементы И и ИПИ, что существенно упростило устройство и обеспечило установку его в исходное состояние как при обнаружении сбоя, так и в начальный момент времени. 1 ил. мента ИЛИ 1, группу триггеров 3-1, 3-2,..., 3 n, R-входы которых с первого по (n-!) соединены с выходами соответствующих элементов ИЛИ группы

2-1, 2-2,..., 2-(n-l), а выход элемента HJIH 2-п группы подключен к

S — входу триггера 3-п группы, группу элементов задержки 4-1, 4-2,...,4-п входы которых соединены с нулевыми выходами соответствующих триггеров группы 3-1, 3-2,..., З-п, элемент

ИЛИ 5, к входам которого подключены единичные выходы нечетных триггеров группы 3-1, 3-3,..., 3-(n-1) (для определенности принять в данном случае, что и — четное число), элемент

ИЛИ 6, входы которого соединены с единичными выходами четных триггеров группы 3-2, 3-4,..., З-п, элемент

ИЛИ-HF. 7, первые (n-1) входов которого соединены с единичными выходами, а и-й вход — с нулевым выходом соответствующих триггеров группы 3-1, 3-2, З-п, группу элементов И 8-1, 8-2,..., 8-п, к первым входам которых подключены единичные выходы соответствующих триггеров 3-1, 3-2,..., 3-п группы, второй вход каждого из элементов

И 8-1,8-2,...,8-п группы соединен с выходом соответствующего элемента задержки 4-1,4-2,...,4-п группы, а третий вход каждого из элементов И

8-2,8-3,...,8-п группы соединен с третьим входом элемента И соответственно 8-1,8-2,...,8-(n-l) группы, третий вход элемента И 8-1 группы соединен с третьим входом элемента И

8-п группы, формирователи 9 и IO импульсов, элемент ИЛИ-HF, 11, элемент

И 12, первый вход которого соединен

1 с выходом элемента ИЛИ 6, с входом,)

)40Г 7 формирог>а1Г лн 10 импуллсо» и <: »то)» > >

»ходом ггг" ме><та 1Н)1-НЕ 11, пер»ый вход которого соединен с нь>ходом элемента И))И 5, с входом <)>ормиро»ателя 9

<> импульсов и с вторым входом элемента

И 12, третий элемент ИЛИ 13, первый вход которого соединен с выходом <)>ормиронателя 9 импульсов и с вторыми входами четных элементов ИЛИ группы )ð с 2-2 по 2-(п-2) и с С-входом триггера 3-и группы, D-вход которого соединен с нулевой шиной источника питания, первый элемент ИЛИ 14, к входам которого подключены выходы элел>ентов )5

И 8-1,8-2,...,8-п группы и ныход элемента И 12, элемент 15 задержки, выход которого соединен с третьим входом элемента И 12, а вход подключен к выходу элемента ИЛИ 13, второй вход 2р которого соединен с выходом формирователя 10 импульсон и с вторыми входами нечетных элементов ИЛИ 2-1, 2-3, ...,2 †(n-1) группы, входные шины

16-1,16-2,...,16-п, первые (n-1) из 25 которых подключены к S-входам соответствующих триггеров 3-1,3-2,..., 3-(п-1) группы, а шина 16 подключена к второму входу элемента ИЛИ 2-и группы, пину 17 установки исходного 30 состояния, которая соед|нгена с вторым входом элемента ИЛИ ) первую выходную пину 18, которая соединена с выходом элемента ИПИ )4 и с первым входом элемента ИЛИ 1, третью выходную шину 19, к которой подключен выход элемента ИЛИ-HF. 1), вторую ныходную шину 20, которая соединена с выходом элемента ИГ)И-НЕ 7.

На чертеже показаны также конт4О рольные пины 21, каждая из которых соединена с соответствующим входом элемента ИЛИ 14 и которые служат для подключения к гггм, н случае необходимости, устройства > фиксируюше го

45 причину нарушения последовательности импульсов.

Величина задержки элемента 4-i (1 = 1,2,...,n) при исчезновении сигнала на »ходе (величина задержки перепада 1 О) должна бь<ть достаточной для четкой установки триггера 3-i н протггвооложвое состояние (триггеров

3 — 1,3-2,...,3 †(n-1) в нулевое состояние, а триггера Зп — н единичное) и для четкой <)>иксаггии импульса устройством, подключаемым к шине 18.

Велич>и<а задержки элемента 15 должда бь>тл не менее задержки сраба—

1 E » < Н I f>l E< > (< Г>> > <> Г Г<> >>Г. " < I! EE E >. 1<. >< Ef т>» 2-i, З-i, 5 (и ги 6).

<)>< р >иронатели импульсов»ыдают при п<>я»пении си»гала EIB входе импулл<, длителлEE<><.хЕ кот >рог» должна быть достаточна для четкой установки трггггерон 3-1, 3-2,..., 3-и н нуле»ое положение. Триггер 3-п уст»на»ли»аст< R B нулевое положение по переднему фронту импульса, поступившего на егг>

С-вход.

Устройстно для контроля последо»ательности чередона»ия импульсп» работает следуюггим образом.

В -исходном состоянии триггер 3-п находится B единичном положен>и, триг г еры 3-1, 3-2,..., 3- (n-) )» нул<.ном положении. Имеются уровни логической "1" на выходах элементо» задержки 4-1,4-2,...,4-(n-)), на выходе элемента И<)И 6 и гга выходе эле >сита ИЛИ-НЕ 7 и уров<ни логического "0" на»ыходе элемента задержки 4-п, на выходе элементов ИЛИ 5, ИЛИ-HF. 11, И 8-1,8-2,..., 8-п, И 12, )ПИ 13 и

ИЛИ 14, «а выходных гггшах 18 и 19.

Имеется уровень логической "1" на выходной пине 20, который свидетельствует о том, что устройст»о ггаходится и исходном состоянии. Установка устройства н исходное состояние производится подачей импульса на пину 17.

Подача последовательности контролируемых импульсов осуществляется на нходные пинл> 16 1, 16-2,..., 16-и последовательно, в порядке возрастания номеров пин, при этом подача первого импульса на шину 16-1 допускается в том случае, если имеется соответствующий уровень на шине 20, свидетельствующий о том, что устройство находится в исходном состоянии.

При поступлении импульса на шину

16-1 триггер 3-1 устанавливается н единичное положение, вследствие этого устанавливается уровень логического "0" на выходе элемента ИЛИ-НЕ 7 и на шипе 20 и уровень логической

"1" на выходе элемента ИЛИ 5. формирователь 9 выдает импульс, по переднему фронту которого устанавливается в нулевое положение триггер 3-п и через элемент ИЛИ 13 запускается элемент 15 задержки. Так как триггер 3-и установился в нулевое положение, то устанавливается уровень логического "0" на выходе эле1406757

35 мента ИЛИ 6. При переходе триггера

3-1 н единичное состояние элемент И

8-1 Не срабатывает, так как присутствует уровень логического 0 на ны5 ходе элемента задержки 4-п. После появления импульса на выходе элемента ИПИ 13 на выходе элемента 15 задержки появляется задержанный импульс, но этот импульс через элемент

И 12 не проходит, так как присутствует уровень логического "0" на выходе элемента ИЛИ 6. После перехода триггера 3-1 в единичное состояние элемент задержки 4-1 и элементы И 8-1

15 и 8-2 дополнительно закрываются. После появления уровня логической "1" на нулевом выходе триггера 3-п с задержкой на выходе элемента 4-п появляется уровень логической "1", но элемент И 8-1 не срабатывает, так как присутствует уровень логического

"0" на выходе элемента задержки 4-1.

При поступлении после этого импульса на шину 16-2 в единичное по- 25 ложение устанавливается триггер 3-2, вследствие это го появляется уровень логической "1" на выходе элемента

ИЛИ 6 и формирователь 10 выдает импульс, который устанавливает в нулевое положение триггер 3-1 через элемент ИЛИ 2-1, и запускает элемент 15 задержки через элемент ИЛИ 13. Элемент И 8-2 при этом не срабатывает, так как присутствует уровень логического "0" на выходе элемента задержки 4-1. Поскольку триггер 3-! устанавливается в нулевое положение, то исчезает уровень логической "1" на выходе элемента ИПИ 5. После появления импульса на выходе элемента

KlH 13 на выходе элемента 15 задержки появляется импульс, но этот импульс через элемент И 12 не проходит, так как присутствует уровень логического "0 на выходе элемента ИПИ 5.

11 1!

После установления уровня логического

"0" на нулевом выходе триггера 3-2 устанавливае-.ся уровень логического

"0" на выходе элемента задержки 4-2 и элементы И 8-2 и 8-3 дополнительно

50 закрываются. После появления уровня логической "1" на нулевом выходе триггера 3-1 появляется уровень логического Оп на выходе элемента задержки 4-1, но элемент И 8-2 не сра55 батывает, так как отсутствует уровень логической "1" на выходе элемента задержки 4-2.

При последовательном поступлении импульсов на шинн 16-3, 16-4,..., 16-(и-1) устройство работает аналогич .о одному из описанных случаев, т.е. при поступлении импульса на шину 16-i после поступления импульса на нину 16-(i-1) устанавливается в единичное положение триггер З-i, вследствие этого появляется уровень логической "!" на выходе элемента

ИЛИ 5 (если i — нечетное) или на выходе элемента KIH 6 (если i — четное) и формирователь 9 (если i — нечетное) или формирователь 10 (если i — четное) выдает импульс, который устанавливает в нулевое положение триггер 3-(i=1) через элемент ИЛИ 2-(i-I) и через элемент ИЛИ 13 запускает элемент 15 задержки. Элемент И 8-i при этом не срабатывает, так как отсутствует уровень логической "1" на выходе элемента задержки 4-(i-1). Поскольку триггер 3-(i-1) установился в нулевое положение, то исчезает уровень логической "1" на выходе элемента

ИЛИ 6 (если i — нечетное) или на выходе элемента ИПИ 5 (если i — четное).

После появления импульса на выходе элемента ИЛИ 13 на выходе элемента 15 задержки появляется импульс, но. этот импульс через элемент И 12 не проходит, так как отсутствует уровень логической "1" на выходе элемента ИЛИ

6 (если i — нечетное) или на выходе элемента ИЛИ 5 (если i — четное).

Посл» установления уровня логического "0" на нулевом выходе триггера

3-i устанавливается тот же уровень на выходе элемента задержки 4-i u элементы И 8-i 8-(i+I) дополнительно закрываются. После появления уровня логической "I" на нулевом выходе триггера 3-(i-1) появляется тот же уровень на выходе элемента задержки

4-i, но элемент И 8-i не срабатывает, так как присутствует уровень логического "0" на выходе элемента задержки 4-i.

При появлении сигнала на шине 16-п устройство работает аналогично вышеописанному только в момент, когда устанавливается уровень логического "0 на нулевом его выходе триггера 3-(п— 1), срабатывает элемент ИЛИ-НЕ 7 и на его выходе и на лине 20 появляется уровень логической "1", свидетельствующий о том, что окончилась последовательность импульсов (из и

)4067

57 8 не сбрасывается в нулевое положение, появляющийся на выходе элемента 15 задержки импульс проходит на выход элемента И 12 (так как имеются уровни логической "l" "на выходах элемен— тов ИЛИ 5 и ИЛИ 6) и дальше импульс с выхода элемента И 12 поступает через элемент ИЛИ 14 на выходную шину

18, сигнализируя о сбое в работе, а через элементы ИЛИ 14 и ИЛИ l на первые входы элементов ИЛИ 2-1,2-2,..., 2-п, устанавливая устройство в исходное положение.

В случае установки всех триггеров

3-1,3-2,...,3-п в нулевое положение, на выходах элементов ИЛИ 5 и 6 устанавливаются уровни логического "0", на шине l9 — уровень логической по которому должна быть прекращена подача импульсов на входные шины

l6-l,l6-2,...,16-п до выяснения причины сбоя и устранения ее. Установка устройства в исходное состояние производится подачей импульса на шину 17..

Импульс с шины 18, свидетельствующий о нарушении чередования импульсов, фиксируется последующими устройствами, например, с помощью триггера.

При необходимости выявлять причину нарушения или сбоя используются контрольные шины 21, которые ..можно подключить, например, к S-входам регистра. Если произошло нарушение последовательности чередования импульсов или два триггера оказались в единичном положении, то после появления сигнала на шине 18 и установки устройства в исходное положе-we необходимо начинать подачу импульсов на входные шины с шины 16-1.

7 импульсов) и устройство готово к контролю новой последовательности, подаваемой начиная с шины 16-1.

1.ассмотрим работу устройства при возникновении нарушений в после5 довательности импульсов или сбое в устройстве.

1. Нарушение последовательности чередования импульсов. 10

Допустим, после поступления импульса на нечетную входную шину, например на шину 16-1, поступает импульс также на нечетную шину, наприV мер на шину 16-3. После поступления 15 импульса на шину 16-1 устройство будет находиться в следующем состоянии: триггер 3-1 — в единичном, триггеры

3-2,3-3,...,3-п в нулевом, имеются уровни логической "1" на выходах элементов задержки 4-2,4-3,...,4-п, на выходе элемента ИЛИ 5 и уровни логического "0" на выходе элемента задержки 4-1, на выходах элементов ИЛИ

6, ИЛИ-НЕ 7, ИПИ-НЕ 11, ИЛИ 13, ИЛИ 14 °

При появлении импульса на шине

16-3 триггер 3-3 устанавливается в единичное положение. На всех входах элемента И 8-3 оказываются разрешающие уровни и íà его выходе появляется импульс, длительностью равный времени задержки элемента 4-3, поступающий через элемент ИЛИ 14 на шину 18, сигнализируя о нарушении последовательности чередования импульсов, и через элементы ИЛИ 14 и ИПИ 1 на первые входы элементов ИЛИ 2-1,2-2,..., 2-и и далее íà R-входы триггеров 3-1, 3-2,...,3-(n-l) и на S-вход триггера

3-и. В результате устройство устанавливается в исходное положение.

Работа устройства при иных типах нарушения чередования контролируемых импульсов, например в случае, когда

45 после поступления импульса на нечетную входную шину (например, на шину

16-1) поступает импульс на четную шину (например, на шину 16-4), аналогична рабате устройства в рассмотренном случае.

2. Сбой в устройстве.

Допустим, в результате сбоя в устройстве отсутствует сброс предыдущего триггера в нулевое состояние после поступления импульса на одну иэ входных шин. В этом случае устройство работает аналогично вышеописанному режиму, но так как предыдущий триггер

Формул а изобретения

Устройство для контроля последовательности чередования импульсов, содержащее группу из и элементов ИДИ, группу иэ и триггеров,,к R-входам которых с первого по (n-1)-й подключены выходы соответствующих элементов ИЛИ группы с первого по (п-l)-й, группу из и элементов И, первый вход каждого из которых соединен с единичным выходом соответствующего триггера, первый элемент ИЛИ, к входам которого подключены выходы элементов И группы с первого по п-й, а к выходу— первая выходная шина, и входных шин, каждая иэ которых с первой по (n-1)-ю

Составитель А.Очеретяный

Техред И.Ходанич

Корректор Л.Пилипенко

Редактор М.Бандура

Заказ 3206/53

Тираж 928 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР па делам изобретений и открытий

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

Пр изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 14067 соединена с S-входом соответствующего триггера группы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности контроля за счет уста5 новки в исходное состояние в начальный момент времени и при нарушении чередования контролируемых импульсов и упрощения устройства, в него введены группа из и элементов задержки, второй, третий, четвертый и пятыи элементы ИЛИ, первый и второй формирователи импульсов, первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, элемент И, элемент задержки, шина установки исходного состояния, вторая и третья выходные шины, нулевые выходы каждого из триггеров группы подключены к входу соответствующего элемента задержки группы, единичнь|е выходы триггеров группы с первого по (п-1)-й подключены к соответствующим входам первого элемента ИПИ-НЕ и-й вход которого под) ключен к нулевому выходу и-го триггера группы, и входу и-го элемента 25 задержки группы, а выход — к второй выходной шине, единичные выходы нечетных триггеров группы соединены с входами второго элемента ИЛИ, единичные выходы четных триггеров груп- 30 пы соединены с входами третьего эле— мента ИЛИ, вл ход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИНЕ, входом первого Формирователя импульсов и первым входом элемента И, 35 второй вход которого соединен с вы ходом второго элемента KIH, вторым входом второго элемента ИЛ11-НЕ, выход которого подключен к третьей выходной шине и входом второго формиро40

57 10 вателя импульсов, выход которого подключен к первым входам четных элементов ИЛИ группы с второго по (n-1)-й и первому входу четвертого элемента

ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго формирователя импульсов и первыми входами нечетных элементов ИПИ группы с первого по

,и-1) -й, вторые входы элементов ИЛИ группы подключены к выходу пятого элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к шине установки исходного состояния, а второй вход — к выходу первого элемента ИЛИ, к (n+1)-му входу которого подключен выход элемента И, третий вход которого соединен с выходом элемента задержки, к входу которого подключен выход четвертого элемента ИЛИ, и-я входная шина соединена с первым входом и-го элемента ИЛИ групгы, выход которого подключен к S-входу и-го триггера группы, D-вход которого соединен с общей шиной источника питания, при этом С-вход, если n — четное, соединен с выходом второго формирователя импульсов, а если n — нечетное, — с выходом первого формирователя импульсов, выход каждого элемента задержки группы с первого по (n-1)-й подключен к третьему входу соответствующего ему элемента И группы и третьему входу следующего за ним элемента И группы, выход и-го элемента задержки группы соединен с третьими входами первого и и-ro элементов И группы, выход каждого элемента И подключен с с0oтветствующему выходу контрольной шипы.