Устройство для ввода дискретной информации

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для вво-да информации от датчиков дискретяьтх инициативных сигналов в управляющую вычислительн по машину, в частности в изме- , рительно-вычислительных комплексах для диагностики и испытаний двигателей внутреннего сгорания. Целью изобретения является расширение функциональных ..возможностей. Устройство для ввода дискретной информации содержит информационные входы 1, блоки сравнения 9, регистр данных 5, блок 10 формирования адреса датчиков, регистр номера канала 11, блок управления 4, машинную магистраль 3 и лгультиплек- 6. Для достижеш1я поставленной це- ЛИ дополнительно введены инверторы 2 по числу входных каналов, регистр -.; маски 7, регистр 8 команд и состояния .. 4 ил. с (С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ю 4 С 06 Р 3/00

r l

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4144110/24-24 (22) 04.11,86 (46) 23.09.88. Бюл. - 35 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроизмерительных приборов (72) Ф.А.Глезер, Е.Г.Спивак и И.В.Чеблоков (53) 621.327(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 824185, кл. G 06 Р 3/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 377759, кл. G 06 F 3/00, 1970. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ДИСКРЕТНОЙ

ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для ввода информа„„SU„„1425634 ции от датчиков дискрет ь х инициативных сигналов в управляющую вычислительную машину, в частности в изме рительно-вычислительных комплексах для диагностики и испытаний двигателей внутреннего сгора шя. Целью изобретения является расширение функцион пьньгх возможностей. Устройство для ввода дискретной информации содержит информационные входы 1, блоки сравнения 9, регистр данных 5, блок 10 формирования адреса датчиков, регистр номера канала 11, блок управления 4, машинную магистраль 3 и мультиплексор 6. Для достижения поставленной це.ли дополнительно введены инверторы 2 по числу входных каналов, регистр маски 7, регистр 8 команд и состояния. 4 ил.

1425634

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для ввода информации от датчиков дискретных инициативных сигналов в управляющую вычисли5 тельную машину, в частности в иэмерительно-вычислительных комплексах (ИВК) для диагностики и испытаний двигаталей внутреннего сгорания.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг.l приведена функциональная схема устройства для ввсда дискретной информации; на фиг,2 — функциональная схема блока управления; на фиг.3 и 4 — временные диаграммы работы устройства в режиме прерывания и rro анализу готовности.

Устройство для ввода дискретной 2О информации (фиг.l) содержит информационные входы 1, инверторы 2 по числу входных каналов, машинную магистраль 3, блок 4 управления, регистр 5 данных, мультиплексор 6, регистр 7 25 маски, регистр 8 команд и состояний, блок 9 сравнения, блок 10 формирования адреса датчика и регистр Il номе ра канала.

Блок 4 управления (фиг . 2) с одержит 3О селектор 12 адреса, дешифратор 13, блок 14 задержки, элемент ИЛИ 15, зле" мент 2И-ИЛИ !6, элемент И 17, блок 18 задержки и инвертор 19.

Устройство для ввода дискретной информации работает следующим образом.

Датчики дискретных сигналов выдают данные, поступающие на информационные входы I устройства. Сигналы с входов 1,Х ...,Х, соответствуют прямым логическим значениям входных сигналов. Инверторы 2 обеспечивают формирование сигналов Хо...Xn e инверсными логическими значениями входных сиг45 налов. Прямые значения входных сигналов поступают на информационные входы регистра 5 данных, который обеспечи" вает их фиксацию по сигналу записи

ЗРД, поступающему из блока 4 управлейия на тактовый вход регистра 5, и выдачу прямых XP ...ХР„ и инверсных

ХР ..:ХР„ значений зафиксированных . входных сигналов.

Устройство имеет два режима фиксации Р входных сигналов, различающихся моментом выполнения фиксации. Режа фиксации устанавливается программно через регистр 8 команд и состоя=.Х XP Mo + Х XP И где Х вЂ” значение входного сигнала;

XP — предыдущее значение входно" го сигнала;

М, — сигнал маски изменения значения входного сигнала из

Ов l;.

М„ - сигнал маски изменения значения входного сигнала из 1 в О.

Программируя сигналы масок И и М для каждого канала, можно установить различные условия выдачи признака 7 изменения значения входного сигнала в соответствии с таблицей.

Условия выдачи признака изменения

Значения сигналов маски значения входного сигнала

Не выдается

Выдается при изменении Х изОв l

Выдается при изменении :Х из1вО

Выдается при любом изменении Х

Выходные сигналы блоков 9 сравнения, являющиеся признаком изменения значения входного сигнала, поступают на входы блока 10 формирования адреса, ний с использованием выдаваемого пос-ледним сигнала РФ, поступающего на управляющий вход блока 4 управления.

Каждый из блоков 9 сравнения производит сравнение входного сигнала одного иэ входных каналов X ..-X с предыдущим значением этого сигнала

ХР ...ХР„, хранящимся в регистре 5 данных, и при отсутствии соответствующего сигнала маски выдает сигнал признака изменения значения входного сигнала Y ...У„, Работа блока 9 сравнения может быть описана следующим логическим выражением.

1425634

Блок 10 формирования адреса представляет собой приоритетный шифратор, выдающий код номера канала КНК, в котором произошло изменение входного

5 сигнала. При наличии нескольких признаков изменения У ...Y происходит выдача кода номера канала с наименьшим значением кода, которому при этом представляется наивысший приоритет.

Кроме того, блок 10 формирует сигнал готовности при наличии хотя бы одного признака изменения Y, ...Y„

Код номера канала КНК, изменившего свое состояние, фиксируется в регистре 11 номера канала. Запись кода происходит по сигналу ЗРНК, вырабатываемому блоком 4 управления.

На машинную магистраль 3 выдаются для ввода в ЭВМ данные трех видов; значения входных сигналов ХО...Х„; код номера канала КНК; сигналы регистра 8 команд и состояний готовность (ГОТ) и сигнал маски прерывания РП.

Управление мультиплексором 6 про- 25 . изводится двумя управляющими сигналами, поступающими из блока 4 управления.

1. Сигнал ОМЧРКС+ЧД, поступающий на первый управляющий вход мультиплексора 6, разрешающий работу мультиплексора 6.

2, Сигнал ОМЧРКС, поступающии на второй вход мультиплексора 6 и опре- деляющий вид данных, поступающих на выход мультиплексора 6 с его входа, При отсутствии этого сигнала на выход мультиплексора 6 проходят данные от датчиков Х,,Х„, при его наличии — данные о номере канала КНК и выходные данные регистра 8 команд и состояний.

По шинам данных от ЭВМ может быть передана программа работы для внутренних регистров устройства (регист. Ра 8 команд и состояний и регистра 7 маски). Данные в ЭВМ вводятся через шину данных при чтении регистра 5 данных при наличии сигнала ЧРКС+ЧД (выдаются Хо ..Х„), при чтении Регистра 8 команд и состояний при наличии сигнала ЧРКС (выдается номер канала КНК по младшим разрядам шины данных и ГОТ, РП по старшим разрядам шины данных).

Регистр 8 связан с внутренней ши" ной данных и в него производится запись по шине данных от ЭВМ сигналов;

РФ вЂ” режим фиксации входных сигналов;

РП вЂ” сигнал общий для всех каналов маски прерывания; РП и сигнал готовности, выдаваемый блоком 10 формирования адреса и хранящийся в регистре

8 команд и состояний, могут быть прочитаны ЭВМ.

Регистр 7 маски связан с внутренней шиной данных и предназначен для приема по шине данных от ЭВМ и хгчне-. ния сигналов маски изменения зна .ения входного сигнала из О в 1 — OM . ° .пМ и сигналов маски изменения входного сигнала из 1 в О-ОМ ïÌ, Блок 4 управления осуществляет функцию синхронизации при работе устройства в целом. В него входит селектор 12 адреса, выполняющий прием старших адресов с машинной магистрали 3, сравнение их значений с базовым адресом устройства и выдачу сигнала выбора устройства при равенстве указанных адресов. Сигчал выбора разрешает работу устройства.

Дешифратор 13 адреса под действием выходного сигнала выбора селектора 12 адреса и управляющих сигналов машинной магистрали 3 вырабатывает сигналы управления блоками устройства в зависимости от значений младших разрядов адресных шин: запись в регистр

8 команд и состояний ЗРКС; запись в регистр 7 маски 3РМ; чтение регистра

8 <оманд и состояний ЧРКС; чтение данных — ЧД, Элемент 14 задержки формирует ответный сигнал относительно сигналов ввод и вывод с задержкой 0,5 мкс.

Устройство работает с ЭВМ в режиме прерывания и в режиме анализа. готовности. Режим прерывания позволяет

ЭВМ оперативно фиксировать любые изменения состояния датчиков. В этом случае блок 10 формирования адреса вырабатывает сигнал готовности, хранящийся в регистре 8 команд и состояний и поступающий с его выхода на вход элемента 17.

В режиме прерывания общая маска прерывания отсутствует, сигнал РП, поступающий на второй вход элемента 17 с выхода регистра 8 команд и состояний, равен 1 и на машинной магистрали 3 с выхода элемента 17 появляется один из сигналов требования прерывания .

Блок 4 управления осуществляет saпись в регистре 11 номера канала. Он формируется по сигналу готовности при.

1425634 изменении входного состояния датчиков, который задерживается элементом

18 задержки и поступает на регистр II номера канала.

Блок 4 управления формирует сигнал

5 записи в регистр 5 данных ЗРД в одном иэ двух режимов. Вид режима определяется сигналом РФ, программно записанным от ЭВМ и хранящимся в регистре 8 команд и состояний.

При РФ=I фиксация происходит автоматически через I мкс после изменения логического значения любого из входных сигналов. На входе элемента 15

2И-ИЛИ 16 происходит совпадение сигна-! ла РФ=I и сигнала готовности, поступающего с задержкой, равной 1 мкм на ! второй вход элемента 16. Этот режим

1 фиксации используется при работе ЭВМ в режиме прерывания, когда обработка ! канала производится с минимальными потерями времени и данные,, также как и номер канала, записываются в реги"

1 стры при появлении сигналов готовнос" 26 ти и прерывания с задержкой 1 мкс.

Инвертор 19 инвертирует сигнал РФ.

При работе ЭВМ по анализу готовности обработка канала производится не сразу после изменения состояния датчиков, поэтому новые данные должчы записываться только лосле того, как считаны предьдущие.

При РФ=О фиксация происходит пос-, ле тога, как произошла выдача кода номера канала при чтении 3BN.

Дпя пояснения работы устройства в динамике на фиг.3 и 4 приведены вре" менные диаграммы работы устройства B режиме прерывания и по анализу готов- „ ности.

В обоих режимах работа устройства начинается.с записи програюы работы от ЭВМ в регистр 8 команц и состояний и регистр 7 маски. Сигналы записи

ЗРКС и ЗРМ вырабатываются под воздей- . ствием управляющего сигнала ЭВМ вЂ” вывод. Предварительно на машинную магистрапь 3 выставляется адрес устройства и данные для приема Запись прог 50 раммы требует двух обращений от ЭВМ в цикле "Вывод": одно обрашение к регистру 8 и одно к регистру 7. По сигналу "Вывод" с задержкой., определяе= мой элементом 14, на машинную магист- . раль 3 вьдается ответный сигнал "OTB".

Зятем в режиме работы по прерыванию ЭВМ освобождается для решения каких-либо других задач до возникнове" .

1 ния сигнала прерывания, а в режиме па анализу готовности ЭВМ постоянно повторяет цикл "Ввод", опрашивая состояние РКС. В цикле "Ввод", также как и в цикле "Вывод", предварительно на машинную магистраль 3 выставляется адрес устройства и с задержкой по отношению к сигналу "Ввод" вьдается от-ветный сигнал "ОТВ". Обмен данными происходит в обратном направлении: от устройства к ЭВМ. Под воздействием управляющего сигнала ЭВМ вЂ” "Ввод" вырыбатывается сигнал ЧРКС (чтение регистра команд и .состояний), выходные сигналы регистра 8 через мультиплексор б поступают на машинную магистраль 3. Цикл "Ввод", при котором производится чтение регистра 8, пов-. торяется ЭВМ многократно до тех пор, пока анализ готовности не даст положительный результат.

При изменении входного сигнала Х в обоих режимах возникает сигнал признака изменения Y — выходной сигнал одного из блоков 9 сравнения. Под его воздеиствием блок 1О формирования адреса вырабать;вает сигнал готовнос-. ти,который запоминается в регистре 8.

В режиме прерывания, когда в регистре 8 от ЭВМ записывается единичное значение сигнала PII, по сигналу готовности возникает сигнал прерывания и с задержкой, определяемой элементом

18, сигнал записи в регистр 5 дан-:. ных — ЗРД и сигнал записи в регистр

11 номера канала — ЗРНК. Возникновение сигнала ЗРД приводит к снятию сигнала Y. ЭВМ, получив сигнал прерывания, осуществляет его обработку в гечение двух циклов "Ввод", В первом цикле "Ввод" производится вьдача сос" таяний регистра 8 и кода номера ка-. нала КНХ. В этом обращении от ЭВМ вырабатывается сигнал чтения регистра

8 команд и состояний ЧРКС, по которому необходимые данные проходят на машинную магистраль 3. Сигналом ЧРКС снимается сигнал готовности, что приводит к снятию сигналов ЗНРК, ПРЕР и

ЗРД. Во втором цикле "Ввод" производится считывание данных от устройст-.. ва. В этом обращении вырабатывается сигнал чтения регистра 5 данных ЧД, по которому на машинную магистраль

3 проходят данные о состоянии датчиков.

В режиме анализа готовности ЭВМ при очередном обращении к регистру 8

1425634 8 о- фронтов импульса например заднего, В этом случае в результате проведения указанных действий по запуску д, таймера ЭВМ длительность временного

5 интервала, зафиксированная таймером, соответствует периоду следования импульсов.

Аналогичным образом, путем различных комбинаций масок прерывания по передним и задним фронтам различных входных каналов могут быть измерены интервалы и временные задержки между измерениями состояний датчиков беэ какой-либо перекоммутации входных цепей-и подключения дополнительных измерительных приборов. Например, мо.— жет быть измерен интервал между включением датчика по первому каналу и включением датчика па третьему кана-.лу. в цикле "Ввод" определяет наличие r товности и соответствующий номер ка нала КНК. По сигналу ЧРКС возникает сигнал записи в регистр 5 данных ЗР возникновение ЗРД приводит к снятию сигнала У, сигнал ЗРД снимается при снятии сигнала ЧРКС. В следующем об ращении ЭВМ в цикле "Ввод" производится выдача данных от устройства аналогично режиму прерывания.

Временная диаграмма сигнала ЗРД приведена для случая программировай режима фиксации РФ=1. В режиме прерь вания и РФ=О в режиме анализа готовности, Устройство расширяет функциональные возможности за счет того, что, програьяируя сигналы масок М> и M„ в регистре 7 маски, можно зафиксирова в ЭВМ не только факт изменения эначе ния входного сигнала, но и направление этого изменения, т.е. появляется . возможность передачи в ЭВМ кода номера канала, по которому произошло из- 25 менение состояния в разрешенном направлении, Это значительно сокращает время обработки прерываний в ЭВМ и, в конечном счете, повышает эффективность управления объектом ис- 30 пытаний. При одновременном изменении состояния..нескольких датчиков в ЭВМ передается код номера наиболее приоритетного канала.

Кроме того, устройство может быть использовано для измерения длительности импульсов входного сигнала, пе- риода их следования и временных интервалов. При измерении длительности импульсов, существенно превышающей время обработки прерывания в 3ВМ, используется возможность получения прерывания от обоих фронтов импульса при замаскированных остальных вход" ных каналах устройства (исключается .прерывания по другим каналам на время измерения для повышения точности).

После появления -прерывания по переднему фронту импульса запускается внутренний таймер ЭВМ, после прерыва- 5О ния по заднему фронту таймер останавливается. Длительность временного интервала, фиксированная таймером ЭВМ, соответствует длительности импульса входного сигнала, которая таким абра- 55 зом измеряется.

При измерении периода следования импульсов используется возможность маскирования прерывания от одного из

Формула изобретения

Устройство для вводз дискретной информации, содержащее регистр данных,.мультиплексор, блоки сравнения, блок формирования адреса датчика, регистр номера канала и блок управления, причем первые входы блоков сравнения являются информационными входами устройства, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет фиксирования направления изменения

coc".0ÿHèé датчиков и измерения длительностей и периода следования сиг- налов датчиков, в устройство введены инверторы, регистр маски и регистр команд и состояний, причем информационные входы устройства соединены с входами инверторов, с информационными входами регистра данных, с информационными входами первой группы мультиплексор;, выходы инверторов соединены с вторыми входами блоков сравнения, выходы которых соединены с входами блока формирования адреса датчика, выходы группы которого соединены с информационными входами регистра номера канала, выходы которого подключены к информационным входам второй группы мультиплексора, информационные входы третьей группы которого соединены с входами первой группы блока управления и выходами группы регистра команд и состояний, группа информационных входов которого соединена с информационными вход-ли регистра.1425634

1О маски, выходами мультиплексора и являются информационными выходами устройства, входы второй и третьей группы. блока управления являются соответственно адресными и управляющими входами устройства, выход блока формирования адреса датчика соединен с информационным входом регистра команд и состояний, выход которого соединен

1 с входом блока управления, первый вы:ход которого соединен с управляющим входом регистра номера канала, второй и третий выходы блока управления соединена с адресными входами мульти" плексора, четвертый выход блока управления соединен с управляющим входом регистра данных, третий и пятый

5 выходы блока управления соединены соответственно с входами чтения и за( писи регистра команд и состояний, ше-. стой выход блока управления соединен с управляющим входом регистра маски, щ прямые и инверсные выходы регистра данных соединены соответственно с третьими и четвертыми входами блоков сравнения, пятые и шестые входы которых соединены с прямыми и инверсными выходами регистра маски.

1425634

Ajp

АаЧ. дыРод

МАРКС

ЗРР7

3РН8

ВЕоо РКС

ЧЛ

РЛ7 Г

Вх.па

У

Гпт.

/дюрер

Фиг.5

Аф

Дам

aa/log

ЗРИТЕ

ЪРМ

ЗРИ

Мод

ЧРКС

ЧА

ЙтФ.

Зя.сиги у гот лд

Фиг. Ф

Составитель С.Кулиш

Редактор С,Патрушева Техред М,Дидык Корректор Л. Патай

Заказ 4769/45 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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