Устройство для сбора информации от дискретных датчиков
Изобретение относится к автома- - тике и вычислительной технике и может быть использовано для решения задач сбора и обработки дискретной информации-от датчиков и передачи ее в устройства обработки данных или в управляющую вычислительную машину. Цель изобретения - повышение помехозащищенности устройства. Устройствосодержит входные каналы, блок памяти , блок фиксации изменения состояния датчиков, блок формирования адреса , блок разрешения передачи, генератор импульсов, регистры числа и адреса.Цель-изобретения достигается за счет введения в каж,цый входной канал известного устройства трех элементов И, элемента ИЛИ и трех триггеров , что позволяет осуществлять дополнительный контроль наличия помех в канале связи при записи в блок памяти и исключить запись ложной информации . 7 ил. 2 $
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„. ЯО„„ 462ЗЗ4 А2
1111с1 С 06 Р 13/00
8 ".(ГЩУ"1У1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ диаграмма работы блока разрешения передачи информации.
Устройство содержит входы 1, блок
2 контроля четности, блок 3 памяти, первый D-триггер 4, элемент ИСКЛИЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, первый элемент И-НЕ 6, первый элемент HE 7, первый элемент И 8, второй элемент И-HE 9, второй D-триггер 10, третий элемент
И-HE HE 12, пер вый и второй RS-триггеры 13 и 14, четвертый и пятый элементы И-НЕ 15 и 16, третий элемент HE 17, третий
RS-триггер 18, IK-триггер 19, второй и третий элементы И 20 и 21, третий
D-триггер 22, элемент ИЛИ 23, генератор 24 импульсов, блок 25 фиксаГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
flPH ГКНТ СССР (61) 1259272 (2)) 4301389/24-24 (22) 31.08.87 (46) 28.02.89.Бюл. ¹ 8 (71) Научно-исследовательский физикотехнический институт при Горьковском государственном университете им.Н..И.Лобачевского (72) В.М.Быков (53) 681.327.11 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 1259272, кл. G 06 F 13/00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА ИНФОРМАЦИЙ 0Т ДИСКРЕТНЫХ ДАТЧИКОВ (57) Изобретение относится к автома-. тике и вычислительной технике и может быть использовано для решения задач сбора и обработки дискретной
Изобретение может быть использовано для решения задач сбора и коммутации дискретной информации от датчиков и передачи ее в устройства обработки данных или в управляющую вычислительную машину.
Цель изобретения — повышение помехоэащищенности устройства.
", На фиг,1 представлена структурная схема предлагаемого устройства для сбора информации от дискретных датчиков; на фиг.2 — диаграмма работы информационного канала; на фиг.3—
5 — пример реализации устройства; на фиг.6 — диаграмма работы элемен" тов синхронизации блока фиксации изменения состояния датчиков; на фиг ° 7. информации от датчиков и передачи ее в устройства обработки данных или в управляющую вычислительную машину.
Цель изобретения — повышение помехозащищенности устройства. Устройство содержит входные каналы, блок памяти, блок фиксации изменения состояния датчиков, блок формирования адреса, блок разрешения передачи, генератор импульсов, регистры числа и адреса. Цель. изобретения достигается за счет введения в каждый входной канал известного устройства трех элементов И, элемента ИЛИ и трех триг" геров, что позволяет осуществлять дополнительный контроль наличия помех в канале связи при записи в блок памяти и исключить запись ложной информации. 7 ил.
1462334 цни изменения состояния датчиков, блок 26 разрешения передачи информации, блок 27 формирования адреса, регистр 28 числа, регистра 29 адреса, выходы 30 и 31 числа и адреса, выход 32 для сигнала изменения состояния датчиков и вход 33 для поступающего из.устройства обработки дан- . ных сигнала считывания.
Блок 3 памяти (фиг.3) содержит
m групп элементов И 34 — 36 (по чис.лу каналов) по и элементов в каждой (по числу разрядов датчика), группу элементов ИЛИ 37, состоящую иэ и эле .ментов, элемент 38 памяти (оператив ное запоминающее устройство), шифратор 39 (постоянное запоминающее устройство), регистр 40, одновибратор 41, формирователь 42 одиночного импульса.
Блок 25 фиксации изменения датчиков содержит группу элементов ИЛИ 43 (ш элементов), группу элементов
И 44 (т элементов), группу IK-триггеров 45 (m триггеров), группу элементов И 46 (m — 1 элемент), группы элементов И 47 и 48 (по ш элементов в каждой), группу IK-триггеров
49, (m триггеров), группу элементов
И 50 (ш элементов), элементы ИЛИ 51 и 52, группу элементов И 53 и 54 .(по ш элементов), группу элементов
ИЛИ 55, элемент НЕ 56, элементы
И 57 и 58, элемент ИЛИ 59, одновибратор 60, формирователь 61 одиночного импульса, элемент НЕ 62, формирователь 63 одиночного импульса, одновибратор 64, формирователь 65 одиночного импульса, элемент НЕ 66, формирователь 67 одиночного импульса, од-: новибратор 68, формирователь .69 одиночного импульса.
Блок 26 разрешения передачи информации содержит RS-триггер 70, элемент
И 71,элемент ИЛИ 72,Т-триггер 73, D-триггеры 74 и 75.
Устройство работает следующим образом.
Установка устройства в исходнпе состояние после включения производится с помощью блока 25 фиксирования изменения состояния датчиков. При этом блок производит последовательный (приоритетный) опрос всех датчиков с выдачей сигнала "1" на
D-вход D-триггера 22 опрашиваемого канала, После опроса всех датчиков и записи их кода в блок 3 памяти триггеры 10, !3, !4, 18, 19 и 22 устанавливаются в исходное (нулевое) состояние, а сигнал на выходе триггера 4 соответствует уровню сигнала на
Б выходе блока 2 контроя четности.
С генератора импульсов 24 на входные каналы и в блок фиксации измене< ния состояния датчиков (для синхронизации) поступают тактирующие импульсы Е, „ (фиг,2) с длительностью импульса ь, и длительностью паузы <Для успешной работы устройства необходимо, чтобы < > С; . Период але1 дования импульсов выбирается из ус"
1 ловия <„c (<., + . ) (с - —, где а„ длительность импульса помехи; частота изменения кода датчиков. Чем
20 длиннее пауза с<, тем больше вероятность обнаружения помех, появляю-, щихся при изменении кода датчиков.
Обычно выбирают <-, + <. = (3"4)c.> .
Кроме этого длительность паузы
25 должна быть достаточной для осуществления записи информации с датчиков в блок 3 памяти.
На входы 1 (фиг.1) каждого из входных каналов устройства поступает
З0 информация с многоразрядных (одноразрядных) датчиков. При работе с датчиками, работающими в отраженном коде (коде Грея), на вход блока 2 контроля четности поступают все разрядные шины датчика, а при работе в позиционном коде и одноразрядными датчиками — младший .(цдин) разряд.
Блок 2 определяет факт изменения сос-. тояния датчика (U ы„ — выходное э
40 напряжение .элемента 5 на фиг.2).
Изменение сигнала на выходе блока контроля четности с "1" на 0" или наоборот означает изменение кода датчика ("чет" или "нечет", или наоборот). В реальных условиях, когда датчики находятся на значительных расстояниях, сигналы с разрядных шин датчика искажены переходными процессами и наводимыми помехами (Ue„ íà фиг.2).
При изменении кода датчика на выходе элемента ИСКЛИЧАИЩЕЕ ИЛИ 5 (фиг.1) вырабатывается сигнал "1" с повторением помех (Пщ,„з на фиг.2).
С приходом тактового импульса с генератора 24 в RS-триггер 13 запнсывается сигнал "1" (Ug ыа фиг,2) также записывается "!", При этом импульс изменения кода датчика на элементах И-НЕ 16 и 17 не вырабатывается до тех пор, пока в интервале не будет помех (Uâü,„à ) вых аэ По срезу этого импульса триггер 4 (фиг.1) изменяет свое состояние в соответствии с сигналом с блока контроля четности (У „,„,в на фиг.2). На диаграмме работы устройства (фиг.2) показано, что независимо от длительности помех входной канал вырабатывает импульс изменения кода датчика только при отсутствии в интервале паузы помех с блока контроля четности. Этот импульс с элемента НЕ 7 (!1вых<т на фиг.2} через мент HJIH 23 (!!выхas на фиг,2) поступает на один из входов блока 25, который осуществляет запоминание указанных сигналов, производит очередную или приоритетную запись кодов датчика в блок 3 памяти в интервале пауз с, и с помощью блока 26 . разрешения передачи информации также очередную или приоритетную выдачу кода с блока памяти в устройство обработки информации. Синхронизация работы блока 25 осуществляется с помощью импульсов с генератора 24, поступающих на его вход. При записи в блок 3 памяти блок 25 вырабатывает сигнал "1", поступающий на Э"вход 0-триггера 22 (U8„ на фиг.2) и вход элемента И 8. По окончании импульса с генератора на выходе D-триггера устанавливается сигнал "1" (Узмх на фиг. 2) ° На мхй2э входы элемента И 8 поступает сигнал с выхода элемента ИСКЛ10ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 (Ua„„íH фиг.2) и инвертированный импульс с генератора (с выхода элемента НЕ 12). В случае появления помех (в интервале паузы с ) при записи в блок 3 памяти на выхбде элемент та И 8 вырабатывается импульс помехи. При этом B КБ-триггере 18 (U д„х,в на фиг 2) л IK-триггере 19 Щвыхч 62334 6 на фиг.2) на инверсных выходах записывается сигнал "0". Сигнал с инверсного выхода триггера 18 поступит на вход блока 25 и запрещает выдачу кода датчика данного канала в устройство обработки информации, а на элементе И 20 (U „„ на фиг.2) вырабатывается импульс, . который через элемент ИЛИ 23 (Uвых э на фиг.2) поступает на блок 25 фиксации изменения состояния датчиков для повторной записи в блок 3. По срезу этого импульса IK-триггер 19 устанавливается в исходное состояние (U»,„ ó на фиг.2), -а состояние триггера 22 (U ы„ на фиг.2) зависит от сигнавых22 э ла с блока 25 на его входе. Блок фиксации изменения состояния датчиков повторно производит запись кода датчика в блок памяти, и этот процесс повторяется до тех пор пока в интервале записи будут отсутствава1ь помехи., При этом IK-триггер 19 в процессе записи не изменяет свое состояние (U „,х„в на фиг.2), сигнал Вь!х19 Э "1" с его выхода разрешает работу элемента И 21,и импульс с генератора устанавливает триггер 18 (Ув,„„в на фиг.2) в исходное состояние, Сигнал "1" с инверсным выходом триггера 18 разрешает считывание кода датчика с блока памяти в устройство обработки информации. При приходе из устройства обработки информации сигнала считывания на вход 33 блок 25 разрешает выдачу с блока 3 памяти в регистр 28 кода датчика соответствующегo канала, изменившего свое состояние, а также передает сигналы в блок 27, который формирует адрес датчика в регистре 45 29. На диаграмме работы устройства (фиг.2) показано,что независимо от длительности и вида помех, возникающих как при изменении кода датчика, бп так и в процессе записи в блок памяти, в устройство обработки не поступает ложная информация. Наиболее эффективно устройство работает при сборе информации от датчиков, рабо55 тающих в коде Грея и одноразрядных датчиков. В устройстве, кроме контроля наличия помех при изменении кода датчика, осуществляется контроль ин7 14623 формации в процессе записи в запоминающее устройство, что обеспечивает полное исключение передачи ложной информации в устройство обработ5 ки На фиг.3 - 5 приведены схемы реализации основных блоков устройства ; для сбора информации от дискретных датчиков. 10 Блок 3 памяти (фиг.З) содержит ! группы элементов И 34 - 36, число ! Ф : ;которых соответствует числу каналов I m а количество элементов s группе;числу разрядов датчика и, элемент ИЛИ 37, элемент 38 памяти (оператив .но запоминающее устройство), шифра:: тор 39 (постоянное запоминающее уст, ройство} и регистр 40 адреса блока памяти, На первые входы группы эле ментов И 34 — 36 поступает информация с датчиков. На вторые входы этих элементов поступают сигналы управления, (:; определяющие канал, с которого произ" . водится сьем информации, с блока 25 28 фиксации изменения состояния датчиков. Шифратор 39 (обычно программируемое постоянное запоминающее устрой" ство} осуществляет Формирование кода адреса блока 3 памяти для уста- 0 ковки его в регистр 40 адреса с числом разрядов 2 > m. Управление записью информации осуществляется с блока 25 Фиксации изменения состояния датчиков. Одновибратор 41 и Формирователь .42 одиночного импульса производят задержку на время переходных процессов (после установки адреса в. регистре 40 при считывании, информации с элемента памяти 38). ..Блок 25 фиксации изменения состояния датчиков (фнг.4) производит установку устройства в исходное состояние после включения. Для этого размьпсается контакт переключателя $ и через 4 группу элементов ИЛИ 43 триггера 45 устанавливаются в единйчное сос юяние. При этом устройство осуществляет опрос всех датчиков, запоминает их коды в элементе 38 памяти (Фиг.3) 80 и производит отсыпку в блок обработ-.. ки информации. В рабочем состоянии контакт переключателя $ замкнут, и на группу триггеров 45 блока 25 (фиг.4) через,элементы ИЛИ 43, при изменении кода датчиков, с выхода информационных каналов (элементы ИЛИ 23, фиг.1) поступают импульсы, которые устанавливают 34 8 триггера 45 в состояние "1 С помощью элементов У 46 осуществляет" ся приоритетная выборка канала, информацию которого необходимо записать в блок памяти. Для этого сигна лы с элементов И 46 поступают через элементы И 53 и ИЛИ 55 на шифратор 39 (фиг,3) блс .ка памяти для формирования адреса запоминающего устройства и через элемент ИЛИ 52 на элемент И 58 (фиг.4) для формирования импульсов записи в регистр адреса и записи информации в блок 3 памяти. Импульсы записи формируются с помощью элемента И 58 и через элемент ИЛИ 59 поступают на запись в регистр адреса блока памяти. Одновибратор 60 и формирователь 61 одиночных импульсов формируют импульс записи в элемент 38 памяти. Длительность импульса с формирователя 61 должна быть достаточной для записи ..в элемент 38 памяти, а длительность импульса одновибратора 60 должна быть не меньше переходных процессов в элементах памяти при установке адреса. На фиг.б представлена диаграмма работы элементов 63-69 синхронизации блока 25 (фиг.4), из которой видно, что запись информации в блок 3 памяти осуществляется ..в интервале пауз импульсов с генератора, а синтывание в блок обработки информации синхронизируются импульсами с генератора, С помощью одновибраторов 64 и 68 осуществляется задержка импульсов синхронизации на время, большее переходных процессов в элементах 43, 45, 46, 53, 55 при записи в элемент 38 памяти и в элементах 47, 49, 54, 55 при считывании информации в блок обработки. Обычно ввиду достаточно большой длительности переходных процессов при изменении информации с, датчиков длительность паузы ь существенно больше времени, необходи" мого для записи информации в запоминающее устройство. Считывание информации с элемента 38 памяти может иметь длительность больше длительности а, импульса с генератора (Фиг.7) ° Сигналы с триггеров 45 и элементов И 46 (Фиг.4) поступают на группу элементов И 53 для формирования адреса и на элементы 8 и 22 каналов (фиг.1) для определения канала, по 9 l4 которому производится запись в блок 3 памяти. После записи информации в блок памяти триггер 45 устанавливается в исходное состояние, а триггер 49 - в состояние "1", импульсом с формирователя 61 одиночных импульсов, поступающим на входы элементов И 44 и 47 соответствующего канала. В случае, если запись кода ..датчика в блок памяти прошла в отсутствие помех (сигнал "1" с элемента 18 информационного канала на входе элемента И 50), сигналы с. элементов И 50 поступают на входы элементов ИЛИ 51 для формирования сигнала прерывания и импульсов считывания в регистры адреса 29 и числа 28 и входы группы ллементов И 54 для формирования адреса считывания кода датчика. Переключение элементов И 53 и 54 (запись, считывание) осуществляется с помощью сигнала с блока 26 и элемента НЕ 56. Запрос прерывания через блок 26 разрешения передачи информации (фиг.5) поступает на устройство обработки информации, которое вырабатывает сигнал "1" (разрешейие прерывания). По этому сигналу бдок 26 осуществляет его синхронизацию (фиг.7) с импульсами, поступающими на его вход с формирователя одиночньгх импульсов 69 (фиг.4),и вырабатывает импульс, который поступает на вход элемента И 57. С выхода И 57 этот импульс.:поступает на элементы И 48 для установки триггера 49 опрашиваемого канала в исходное состояние через элемент ИЛИ 59 для установки адреса в регистр 29 через формирователь адреса 27 и на запись информации из блока 8 памяти в регистр 28 числа. Из диаграммы работы блока 26 (фиг.7} видно, что в предлагаемом варианте схемы реализации после считывания информации в блок ббработки должен поступить сигнал "0" (разрешение прерывания) и вновь сигнал "1" 62334 10 в случае, если запрос прерывания не меняет своего значения. Когда запрос прерывания установится в состоя5 ние "0" устройство обработки инЭ формации должно выработать сигнал (конец приема), который установит триггер 70 в исходное состояние. Ф о р м у л а изобретения Устройство для сбора информации от дискретных датчиков по авт. св, СССР 11 1259272, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности, в каждый канал введены три элемента И, элемент ИЛИ, третий RS-триггер, IK-триггер, тре- . тий D-триггер, первый вход первого 20 элемента И соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЙЩЕЕ ИЛИ, второй вход первого элемента И и вход синхронизации третьего D-триггера соединены с выходом второго элемента НЕ, выход 25 первого элемента И соединен с входом установки третьего RS-триггера и Х-входом IK-триггера, прямой и ин,"версный выходы которого соединены с первыми входами соответственно второго и третьего элементов И, вторые входы которых соединены с выходом третьего D-триггера, третий вход первого элемента И и информационный вход D-триггера соединены с соответствующим выходом второй группы блока фиксации изменения состояния датчиков „ выход третьего элемента И соединен с входом сброса третьего RS-триггера, выход второго эле40 мента И и третьего элемента НЕ соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого и выход третьего RS-триггера соединены с соответствующими входами первой и второй групп блока фиксации изменения состояния 45 датчиков, третьи входы второго и третьего элементов И, К-вход IK-триггера и вход синхронизации блока фиксации изменения состояния датчиков соединены с выходом генератора им- . 50 пульсов ° 1462334 1462334 Cue. 3 На Елок J nunamu à — — 55 М г «е, Z . 5t1c ° ° ° ° Ов ь 5 ь Ф ь 1 ф С&ока 25 rpvrrcauuv иьпвн ния рСтвюнир датиикоУ И 551 54| " 55 Фт ь ь ь Ъ м ь на &руэгг Фррпире1анил адреса иисла 1462334 Фиг. 5 игс,р.аю иаир.бгэ ибс„иб, имя.аэ ирси.ар ирэне. бар иосм. Иэ Фиг. б иэиг обэ дароое пр ос сония оэрешеиие преры эоиоя vapor 7хэ рэ р,э идыэ 70э иаэс m конец рриено Фиг 7 Составитель А.Трунов Редактор Т.Парфенова Техред Л.Олийнык Корректор Н.Король Заказ 714/48 Тираж 667 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101
