Устройство для ввода информации

 

Изобретение относится к вычислительной .технике и автоматике и может быть использовано для ввода аналоговой информации в цифровые вычислительные машины, работающие в реальном масштабе времени в системах автоматического регулирования динамических объектов. Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет обнаружения и устранения сбоев при преобразовании входных сигналов и уменьшения аппаратных затрат вследствие уменьшения разрядности вводимой информации. Устройство содержит блок управления, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, регистр, блок сравнения, группу регистров , счетчик, триггер, элементы ИЛИ, элемент И. Сущностью изобретения является то, что при опросе входных сигналов в ЦВМ вводятся только младшие разряды кода преобразования . Кроме того, в процессе преобразования входных сигналов производится анализ старших разрядов кода преобразования с результатом предыдущего преобразования. На основании анализа устройство формирует сигналы , информирующие ЦВМ о направлении изменения параметра или о сбое в работе устройства, который может привести к перер егулированшо объекта ; управления. В результате повьшается надежность устройства. I з.п. ф-лы, 2 ил. § (Л CZ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1462287

А1 дц 4 G 06 F 3/05

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ю: рц е 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

И д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4290916/24-24 (22) 27.07.87 (46) 28.02.89. Бюл, ¹- 8 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) А.И.Иванов, Ю.П.Жиляев, В.Е.Клрдов и С.M.ßêoâëåâ (53) 681.32(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1229750, кл. G 06 Р 3/05, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 1234824, кл. G 06 F 3/05, 1984 (прототип). (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к вычислительной .технике и автоматике и может быть использовано для ввода аналого-

4 вой информации в цифровые вычислительные машины, работающие в реальном масштабе времени в системах автоматического регулирования динамических объектов. Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет обнаружения и устранеИзобретение относится к вычислительнои технике и автоматике и может быть использовано в системах управления динамическими объектами, в частности газотурбинными двигателями, для ввода информации о параметрах объекта в управляющую ЦВМ.

Цель изобретения — повышение надежности устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 схема блока сравнения. ния сбоев при преобразовании входных сигналов и уменьшения аппаратных затрат вследствие уменьшения разрядности вводимой информации. Устройство содержит блок управления, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, регистр, блок сравнения, группу регистров, счетчик, триггер, элементы ИЛИ, элемент И. Сущностью изобретения является то, что при опросе входных сигналов в ЦВМ вводятся только младшие разряды кода преобразования. Кроме того, в процессе преобразования входных сигналов производится анализ старших разрядов кода преобразования с результатом предыдущего преобразования. На основании анализа устройство формирует сигналы, информирующие ЦВМ о направлении изменения параметра или о сбое в работе устройства, который может привести к перерегулированию объекта управления. В результате повышается надежность устройства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство содержит (фиг. 1) ком1 мутатор 1, аналого-цифровой преобразователь (AIgI) 2, регистр 3, первый элемент ИЛИ 4, блок 5 управления, второй элемент ИЛИ 6, триггер 7, тре- ф тий элемент ИЛИ 8, элемент И 9, группу регистров 10, блок 11 сравнения, четвертый элемент ИЛИ 12, счетчик 13.

Позициями 14-23 на фиг. 1 обозначены входы и выходы устройства.

Блок сравнения содержит сумматор

24, первый 25, второй 26 и третий 27

1462287 узлы сравнения, элемент НЕ 28, элемент 29 задержки, элемент ИЛИ-HE 30 (фиг. 2}.

Блок 11 осуществляет сравнение цифровых кодов Й, d на своих информационных входах, Сравнение происходит при единичном сигнале конца преобразования (КП) с выхода АЦП 2, поступающем на управляющий вход блока 11. Сигналы на первом, втором, третьих выходах блока 11 появляются соответственно в следующих случаях и -й1= 0, 2 1 15 а -1

Сигнал на четвертом выходе блока 11 появляется в случае отсутствия при сигнале КП единичного сигнала на одном из первых трех его выходах, что соответствует случаю Id 2 — d „1 1, т.е. сбою. Элемент 29 обеспечивает задержку фронта (1/О) сигнала КП с выхода элемента НЕ 28 на время задержки считывания узлов 25-27 срав- 25 нения и предотвращает появление ложных сигналов на выходе элемента ИЛИНЕ 30.

Блок 5 управления представляет собой распределитель импульсов - счетчик с дешифратором на выходе. По сигналу на втором входе блока происходит сброс счетчика. По сигналам на первом входе блока последовательно появляются сигналы на его 1...п выходах, обеспечивая опрос всех входных сигналов и запись 1 старших разрядов их кодов в соответствующие регистры 10, о

Запись В регистр 3 происходит по 4О единичному сигналу КП, считывание п9 единичному сигналу,на входе считывания, а сдвиг информации — по фронту (1/О) этого сигнала, что обес- . печивает сдвиг информации вправо в 45 регистре 3 после каждого цикла чтения ЦВМ информации из регистра 3.

Временная диаграмма сигналов на управляющих входах устройства сооти:зтствует временной диаграмме интерфейса микроЭВМ "Электроника-60", Ф

В цифровой системе автоматического управления динамическим объектом разрядность (m+1) цифрового кода вводимых сигналов определяется требуемой точностью цифрового представления входных аналоговых сигналов.

В основу работы устройства положен тот факт, что за период дискретизации величины входных сигналов х, изменяются лишь на несколько единиц младших разрядов. Величина максимального изменения вводимых за период дискретизации сигналов х, определяется как

bX1макс I = t ()„„ñ f макс что соответствует единице (m+1) разрядка (m+1)-разрядного кода, формируемого АЦП 2, причем m+1 (m+1. Это имеет, место при переходе системы автоматического управления от одного устойчивого состояния к другому.-.

Большую часть времени система автоматического управления находится в режиме стабилизации, в котором изменения входной величины

I d x; 1 ((Л х; „„,кс I

Это дает воэможность на каждом такте дискретизации вводить лишь младшие m разрядов кода входного сигнала, производя лишь в случае необходимости (изменение (ш+1)-разряда по сравнению с значением на предшествующем такте ввода) .коррекцию старшей части вводимого сигнала, хранящегося в памяти ЦВМ.

При работе. устройства ввода возможны.сбои, при которых за период дискретизации изменения входных сиг- . ,налов соответствуют 14 x;) > Id х; „ „ I.

Устройство обеспечивает выявление и устранение сбоев.

Устройство работает следующим образом, После включения питания на вхо". де 14 устройства появляется короткий импульс,. обнуляющий счетчик 13, блок

5 и устанавливающий триггер 7 в единичное состояние.

Режим начального прогона.

Режим начального прогона имеет место после включения питания и обеспечивает первоначальную запись достоверных значений 1 старших разрядов кодов преобразованных входных аналоговых сигналов в соответствующие регистры 10.

По линии 16 запуска ЦВМ запускает

АЦП 2, который производит преобразование первого входного сигнала, по окончании которого передним фронтом (О/1) сигнала КП происходит запись кода, сформированного АЦП 2, в ре- гистр 3, а блок 11 переводится в активный режим. Коды на информационных

5 14 входах блока ll (случайная информа- . ция, записанная в регистры 10 и 1 старших разрядов кода входного сигнала) с вероятностью р 1 удовлетворяют неравенству Id, — dzlvl, что расценивается как сбой и приводит к появлению сигнала на четвертом выходе блока Il. В ином случае (1d — dz 1 1) появляется сигнал на одном из первых трех выходах блока 11 и соответственно на одном из трех первых управляющих выходах устройства 20 — 22. По заднему фронту (1/О) сигнала КП происходит запись в соответствующий номеру входного сигнала регистр 10 1-старших разрядов кода

АЦП 2> а по сигналу с четвертого выхода блока 11 — перезапуск АЦП 2.

Аналогичная процедура происходит при сбое работы АЦП 2.

Постоянные сбои приводят к переполнению счетчика 13 и появлению сигнала на четвертом управляющем выходе 23 устройства, сообщающего ЦВМ о неисправности устройства по данному информационному входу, При исчезновении сбоев до переполнения счетчика 13, процесс перезапуска прекращается и появляется сигнал на первом, втором или третьем управляющем выходе 20 — 22 устройства, поступающий в ЦВМ и являющийся для последней запросом прерывания.

По первому, второму или третьему сигналу 20 — 22 прерывания в режиме начального прогона IJBN осуществляет ввод полного (m+1) †разрядно кода входного. сигнала с группы младших выходных разрядов регистра 3 в ЦВМ;

Достигается это за счет сдвига вправо .после каждого считывания информации иэ регистра 3, что позволяет ЦВМ после дополнительных 1 считываний получить все, включая и 1-старших, разряды кода входного сигнала. Аналогично осуществляется начальный прогон по остальным входным сигналам. После этого ЦВМ вновь вырабатывает сигнал на линии запуска, что приводит к появлению сигнала на и+1 выходе блока 5, который сбрасывает триггер 7 и запрещает элемент И 9.

Режим начального прогона закончен.

Рабочий режим.

Функционирование устройства в рабочем режиме аналогично функционированию в режиме начального прогона, отличаясь следующими особенностями62287

Элемент И 9 закрыт. Перед новым циклом опроса входных сигналов в регистрах 10 хранятся достоверные значения 1-старших разрядов всех входных сигналов на предыдущем такте дискретизации, записанные по заднему фронту сигнала на первом, втором или третьем выходе блока 11. Новый цикл ввода входных сигналов начинается с выдачи ЦВМ сигнала по линии начальной установки, сбрасывающего блок 5.

По сигналу, сбрасывающему блок 5, на первой, второй, третьей линиях прерывания управляющая ЦВМ лишь раз считывает информацию иэ регистра 3, получая значения m младших разрядов вводимого входного сигнала, По сигналу прерывания с первой линии 20 прерывания ЦВМ не производит коррекцию ячейки памяти, в которой содержатся старшие 1 разрядов кода. По сигналу прерывания по второй линии 21 прерывания ЦВМ инкрементирует, а с третьей 22 — декрементирует содержание данной ячейки памяти. Тем самым

ЦВМ получает информацию о полном m+1 разрядном коде вводимой величины.

Таким образом, предлагаемое устройство повышает надежность ввода, поскольку обеспечивает обнаружение и устранение сбоев при преобразовании входных сигналов, а уменьшение разрядности вводимой информации дополнительно позволяет уменьшить аппаратные затраты.

Формула изобретения о

1. Устройство для ввода информации, содержащее коммутатор, аналогоцифровой преобразователь, блок управления, блок сравнения, счетчик, регистр, триггер и элемент И, информационные входы коммутатора являются информационными входами устройства, вход запуска блока управления является входом запуска устройства, выходы группы блока управления соединены с адресными входами коммутатора, выход которого соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, информационные выходы первой и второй групп которого соединены с информационными входами регистра, выходы которого являются информационными выходами устройства, информационные входы первой группы блока

1462287 сравнения соединены с информационными входами первой группы аналого-цифрового преобразователя, первый вход элемента И соединен с управляющим выходом аналого-цифрового преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него вверены группа регистров, четыре элемента ИЛИ, первый

Вход первого элемента ИЛИ является входом начальной установки устройства, вторые входы первого и третьего элементов ИЛИ и вход установки триггера являются входом сброса устройСтва, первые входы второго и третьего элементов ИЛИ соединены с входом запуска блока управления, вход сброфа которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выход блока управЛения соединен с входом сброса триггера, выход которого соединен с вторым входом элемента И, вход записи регистра и управляющий вход блока сравнения соединены с управляющим выходом аналого-цифрового преобраЗователя, вход сдвига регистра является входом считывания устройства, информационные входы регистров группы соединены с информационными выходами первой группы аналого-цифрового преобразователя, входы разрешения регистров группы соединены с соОтветствующими выходами группы блока управления, выходы регистров группы соединены с информационными входами второй группы блока сравнения, первый, второй и третий выходы блока сравнения соединены с первым, вторым и третьим входами четвертого элемента ИЛИ и являются первым, вторым и третьим управляющими выходами устройства соответственно, четвертый

5, выход блока сравнения соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и со счетным входом счетчика, выход которого является четвертым управляющим выходом устройства, выход элемента И соединен с четвертым входом четвертого элемента ИЛИ, выход котороГо соединен с входами записи регистров группы, выход третьего элемента ИЛИ соединен с входом сброса . счетчика, выход второго элемента.ИЛИ соединен с входом запуска аналогоцифрового преобразователя.

2: Устройство по п. I, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок срав" нения содержит сумматор, три узла сравнения, элемент ИЛИ-HE элемент

НЕ, элемент задержки, входы первой и второй групп сумматора являются информационными входами соответственно первой и второй групп блока, выходы сумматора соединены с входами узлов сравнения, выходы которых соединены соответственно с первым., вторым и третьим входами элемента

ИЛИ-HE и являются первым, вторым и третьим выходами блока, вход элемента НЕ является управляющим входом блока, выход элемента НЕ соединен с входами разрешения узлов сравнения и через элемент задержки с четвертым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого является четвертым выходом блока.

1462287