Устройство для программного управления

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах АСУТП в качестве локального программного контролера. Цель изобретения - уменьшение объема блока памяти. Сущность изобретения состоит в организации функционирования блока памяти таким образом, что считывание команд подпрограмм управления осуществляется одними и теми же сигналами, содержащими адрес ячеек блока памяти, в которых хранятся подпрограммы управления. Устройство содержит блок 1 памяти, счетчик 2 адреса команд управления, счетчик 3 адреса служебных команд, счетчик 4 тактов, регистр 5, мультиплексор 6. Новыми в устройстве являются счетчик 4 тактов, мультиплексор 6, генератор 7 констант, триггер пуска, триггер режима. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИК

РЕСПУБЛИК (191 (111

Al (Ю 4 С 05 В 19/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

11С1 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4439521/24-24 . (22) 18. 04. 88 (46) 07.11.89. Бюл. Р 41 (72) B.Ñ.Õàð÷åíêî, Г.Н.Тимонькин, А,Н.Лукаш, С.Н.Ткаченко, В,П,Улитенко и Б.О.Сперанский (53) 62 1,503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1310817, кл. G 06 Г 9/22, !987.

Авторское свидетельство СССР и 1003025, кл. С 05 В 19/18, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1057927, кл. G 05 В 19/18, 1984.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО

УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах АСУТП в качестве локального программного контроллера. Цель изобретения — уменьшение объема блока памяти. Сущность изобретения состоит в организации функционирования блока памяти таким образом, что считывание команд подпрограмм управления осуществляется одними и теми же сигналами, содержащими адрес ячеек блока па1520480 мяти, н которых хранятся подпрограммы управления. Устройство содержит блок 1 памяти, счетчик 2 адреса команд управления,, счетчик 3 адреса служебных команд, счетчик 4 тактов, Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах

АСУТП в качестве локального програм-. много контроллера, Сущность изобретения состоит в уменьшении объема блока памяти путем организации его функционирования таким образом, что считывание команд подпрограмм управления осуществляется одними и теми же сигналами, содержащими адрес ячеек блока памяти, в которых хранятся ППУ.

Сущность новой дисциплины функцио 25 нирования состоит в исключении многократного хранения подпрограмм управления в блок памяти; хранении служебных команд, связывающих ППУ в программе управления, в специальной области блока памяти и считывании их после выполнения IIIIY.

При многократном хранении ППУ в блоке памяти программа управления описывалась следующим выражением:

ПУ- (ПНУ<, СК,, ППУ ю СК

ППУ„, СК „, Zrj, При новой организации функционирования обеспечивается возможность однократного хранения ППУ в блоке памяти и реализуется программа управления вида:

ПУ= ((i=1) „ППУ, СК, i=i+1 (x: i+ m)3, " 3

После считывания очередной служебной команды, множество которых хранится в отдельной области блока памяти, на вход блока памяти поступает адрес ячеек памяти хранящих ППУ, и начинается считывание команд управления. После выполнения ППУ счетчик адреса команд управления обнуляется и после окончания такта служебной команды начинает .выдачу адресов, анало55 гнчных прежним. Iipouecc продолжается, пока не будет считано и подпрограмм

ППУ, после чего устройство прекращает работу. регистр 5, мультиплексор 6. Новыми в устройстве являются счетчик 4 тактов, мультиплексор б, генератор 7 кон стант, триггер пуска, триггер режима.

4 ил.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 и 3 временные диаграммы его работы; на фиг ° 4 — структура программы управления и ее размещение в блоке памяти известного и предлагаемого устройств.

Устройство (фиг. 1) содержит блок

1 памяти с выходами 1.1 — 1.4 соответственно мнкроопераций, кода длины микротакта, Конец работы" и "Конец npotl граммы, счетчик 2 адреса команд управления, счетчик 3 адреса служебных команд, счетчик 4 тактов, регистр 5, мультиплексор 6, генератор 7 констант, генератор 8 импульсов с первым и вторым выходами 8.1 и 8.2, триггер 9 пуска, триггер 10 управления, триггер 11 режима, первый — пятый элементы И 12 — 16, элемент ИЛИ 17, одновибратор 18, входы 19.1 и 19.2 начального адреса соответственно команд управления и служебных команд, входы 20 и 21 соответственно пуска и останова, выход 22 управления.

Вход 20 пуска устройства соединен через одновибратор 18 с единичным входом триггера 9 пуска и синхровходами счетчиков 2 и 3 адреса команд управления и адреса служебных команд соответственно. Выход триггера 9 пуска соединен с входом генератора 8 импульсов, выход 8.1 которого соединен с синхровходом регистра 5 и входом счетчика 4 тактов, выход 8.2— с первыми входами элементов И 12 и 13, с нулевым входом триггера 10 управления. Входы 19.1 начального адреса команд управления и 19.2 начального адреса служебных команд соединены с информационными входами счетчиков 2 и 3 соответственно. Выход триггера 10 управления соединен с вторыми входами элементов И t2 и 13, выходы которых соединены со счетными входами счетчиков 2 и 3 соответственно.

Выход счетчика 2 соединен с первым информационным входом DO мультиплек20480 6

Назначение основных- элементов устройства для программного управления.

Блок 1 памяти микрокоманд предназначен для хранения микрокоманд, реализуемых устройством. Он представляет собой запоминающее устройство статического типа, информация на выходе которого появляется после подачи адреса на его вход и сохраняется на выходе до снятия входного сигнала.

На выходе 1, 1 блока 1 памяти считываются сигналы микроопераций, на выходе

1.2 - код длины микротакта, выходы

"Конец программы" и "Конец работы" принимают единичное значение по окончании программы и окончании устройством работы соответственно °

Счетчик 2 адреса команд управления предназначен для хранения, приема и выдачи адреса очередной команды управления. Запись начального адреса в счетчик 2, поступающего на его D5 15 сора 6. Выходы счетчика 3 и генератора 7 констант соединены с вторым информационным входом 01 мультиплексора 6, выход которого соединен с входом блока 1 памяти. Выход 1.1 блока 1 памяти соединен с информационным входом регистра 5, выход которого является выходом устройства. Выход 1.2 блока соединен с информационным входом счетчика 4 тактов. выход которого соединен с единичным входом триггера 10 управления, первыми входами элементов И 14 и 16. Выход 1.3

"Конец работы" блока 1 соединен с вторым входом элемента И 16, выход которого соединен с первым входом эпе мента ИЛИ 17. Выход 1.4 "Конец про-. граммы" блока 1 соединен с инверсным входом элемента И 12, третьим входом элемента И 13 и с вторым входом элемента И,14. Выход элемента

И 14 соединен со счетным входом триггера 11 режима, с первым входом элемента И 15.

Выход триггера 11 режима соединен с адресным входом мультиплексора 6, с вторым входом элемента И 15, выход которого соединен с входом обнуления счетчика 2 адреса команд управления.

Вход останова устройства соединен с вторым входом элемента ИЛИ 17, выход которого соединен с установочным входом триггера 9 пуска. На фиг. 2-4 использованы обозначения, введенные на фиг, 1. входы, осуществляется по заднему фронту импульса, поступающего на его синхровход с выхода одновибратора 18.

Счетчик 3 адреса служебных команд предназначен для приема, хранения и выдачи адреса служебной команды. 3апись начального адреса служебной команды в счетчик 3 осуществляется по заднему фронту импульса, поступающего на его синхровход с выхода одновибратора 18. Счетчик 3 содержит лишьмладшие разряды адреса служебных команд, считывание которых осуществляется по заднему фронту импульса, поступающего на его счетный вход с выхода элемента И 12.

Счетчик 4 тактов предназначен для приема и хранения кода длины микротакта, поступающего на его D-входы с выхода 1.2 блока памяти, и считывания согласно ему импульсов, поступающих на его синхровход с выхода 8.1 генератора 8 импульсов.

Регистр 5 предназначен для приема, хранения и выдачи кода микроопераций, поступающего на его D-входы с выхода

1.1 блока памяти. Запись кодов микроопераций осуществляется по заднему фронту импульса, поступающего на его синхровход с выхода 8.1 генератора 8 импульсов.

Иультиплексор 6 предназначен для коммутации адреса команд управления и адреса служебных команд, поступающих на его информационные входы DO и D1 от счетчика 2 адреса команд управления и счетчика 3 адреса служебных команд соответственно. Коммутация осуществляется по сигналу, поступающему на адресный вход мультиплексора

6 с выхода триггера 11 режима.

Генератор 7 констант предназначен для формирования фиксированных старших разрядов адреса служебных команд с целью уменьшения разрядности счетчика 3. Генератор 7 задает номер страницы в блоке 1 памяти, где хранятся служебные команды.

Генератор 8 импульсов предназначен для формирования двух каналов последовательности импульсов, и с его соответствующих выходов 8. 1 и 8.2.

Импульсы канала формируются с некоторой задержкой относительно импульсов канала <, причем время задержки выбирается таким образом, чтобы время до поступления переднего фронта импульса канала с, было не7 1520480 8 сколько больше времени срабатывания элемента И 14, триггера 11 режима, мультиплексора 6 и блока 1 памяти.

Этим обеспечивается срабатывание элемента И 12 для продвижения счетчика 2.

Триггер 9 пуска предназначен для установления в рабочий режим генератора 8 импульсов. Триггер 9 управляется сигналом, поступающим с входа 20 пуска устройства через одновибратор 18.

Триггер 10 управления предназначен для формирования сигнала управления, открывающего элементы И 12 и 13

Триггер 11 служит для выбора режима работы устройством, При нулевом состоянии триггера 11 осуществляется считывание устройством команд управления, при единичном — служебных команд, Элементы И 12 и 13 предназначены для формирования сигналов, поступаюших на счетные входы счетчиков 2 и 3 с целью изменения их состояния. Причем на каждом конкретном такте программного управления на выходе только одного элемента И 12 или 13 формируется единичный сигнал, чем обеспечивается изменение "îñòîÿíèÿ только одного счетчика 2 или 3.

Элемент И 14 предназначен для формирования сигнала, Определяющего режим работы устройства путем управления триггером 11 режима.

Элемент И 15 предназначен для формирования сигнала обнуления счетчика 2 адреса команд управления. Этот сигнал формируется после считывания устройством каждой служебной команды.

Элемент И 16 предназначен для формирования сигнала, свидетельствующего об истечении времени выполнения программы управления. Это достигается тем, что импульс элемен " H 16 формируется лишь после считывания счетчиком 4 тактов импульсов синхронизации согласно коду длины последнего микротакта программы управления, поступающего на его информационные входы.

Элемент ИЛИ 17 предназначен для формирования импульса, поступающего на установочный вход триггера 9 пуска Импульс формируется либо после выполнения программы управления сигналом, поступающим с выхода элемента

И 16, либо после принудительной остановки работы устройства сигналом, поступающим с входа 21 останова.

Одновибратор 18 предназначен для формирования импульса, разрешающего запись в счетчик 2 адреса команд управления и в счетчик 3 адреса служебных команд начальных адресов команд управления и служебных команд соответственно, а также для установления в единичное

1 состояние триггера 9 пуска. Длительность формируемого импульса определяется надежным срабатыванием счетчиков 2 и 3.

15 ванин счетчик 2, .мультиплексора 6 и блока 1 памяти;

Импульсы канала ;, поступают на синхровход счетчика 4 тактов. По заднему фронту первого импульса в ре-. гистр 5 заносится код микроопераций и на выходе устройства появляется управляющий сигнал, который все время подтверждается импульсами канала

Устройство для программного управленин работает следующим образом.

В исходном состоянии все элементы памяти устройства находятся в нулевом состоянии за исключением разряда блока 1 памяти, соответствующего выходу

1.3 "1(онец работы" блока. Цепи уста". новки исходного состояния условно не

25 показаны, По сигналу "Пуск" с входа 20 устройства срабатывает одновибратор 18.

Сформированный им импульс поступает на синхровходы счетчика 2 адреса команд управления и счетчик 3 адреса служебных команд. По заднему фронту этого импульса в счетчик 2 заносится адрес начальной команды управления, а в. счетчик 3 — адрес микрокоманды, предшествующей начальной служебной команде. Поскольку информационный вход ПО мультиплексора 6 открыт нулевым состоянием. триггера 11 режима, то начальный адрес команды управле40 нияq пОступающей HB этОт ВхОд с выхО да счетчика 2, скоммутирован на вход блока 1 памяти. Иа выходе блока 1 памяти появляется первая команда управления.

По заднему фронту импульса с выхода одновибратора 18 триггер 9 пуска переходит в единичное состояние, вклю-. чая при этом генератор 8 импульсов.

Время опережения импульсов канала должно быть не менее времени срабаты1520480

Согласно коду длины микротякта посту ак1щему на информационные входы счетчика 4 тактов, i-й импульс канала

Т, коммутируется на выход счетчика 4.

Он устанавливает триггер 10 управления в единичное состояние, чем открывает элемент И 12. За счет нулевого состояния выхода Конец программы блока 1 памяти i-й импульс канала

С формирует на элементе И 12 сигнал, поступающий на счетный входы счетчика 2. По заднему фронту этого сигнала на выходе счетчика 2 появляется адрес следующей команды управления.

На выходе 21 устройства появляется новый управляющий сигнал. По заднему фронту импульса, триггер 10 управления обнуляется. Таким .образом, считываются все микрокоманды программы

20 управления. При появлении на выходе блока 1 памяти последней микрокоманды выход "Конец программы" блока переходит в единичное состояние. Импульс ь< согласно коду длины микро- 25 такта, появившийся на выходе счетчика 4, переворачивает триггер 10 и формирует импульс на выходе элемента

И 14. Этот импульс задним фронтом устанавливает в "единицу" триггер 11 ре30 жима и открывает вход 01 мультиплексора 6. Импульс через элемент И 13 поступает на счетный вход счетчика 3.

Иа выходе счетчика 3 появляется адрес начальной служебной команды, который коммутируется мультиплексором 35

6 на вход блока 1 памяти.

Код длины микротакта первой служебной команды появляется на выходе блока 1 памяти, на счетчик 4 поступают импульсы с,, последний из кото- 40 рых коммутируется на выход счетчика.

Сигнал, сформировавшийся на выходе элемента И 14, переворачивает триггер

11 в нулевое состояние, На выходе элемента И 15 образуется импульс, об- 45 нуляющий содержимое счетчика 2. Эта нулевая информация, поступая на вход блока 1 памяти, обпуляет его выход

1.4 "Конец программы". Следующий импульс ь за счет единичного состояния 50 триггера 10 и нулевого состояния выхода "Конец программы" блока 1 памяти через элемент И 12 увеличивает содержимое счетчика 2 на единицу. На вход блока 1 памяти поступает адрес началь-55 ной команды управления.

В дальнейыем этот процесс продолжается ш раз, работа устройства происходит аналогично.

По приходу в блок 1 памяти адреса последней служебной команды программы управления на выходе 1.3 "Конец работы" блока появляется единичный сигнал.

По последнему импульсу ь, длины микротакта данной служебной команды импульс с выхода счетчика 4 формирует на элементе И 16 сигнал. Этот сигнал, пройдя через элемент KIH 17, обнуляет счетчик 9 пуска. Устройство прекращает работу.

Формула изобретения

Устройство для программного управления, содержащее блок памяти, счетчик адреса команд управления, счетчик адреса служебных команд, регистр, триггер управления, генератор импульсов, первый элемент И, элемент ИЛИ, одновибратор, причем первый выход генератора импульсов и выход триггера управления соединены с первым и вторым прямыми входами первого элемента

И соответственно, выход которого соединен со счетным входом счетчика адреса команд управления, выход одновибратора соединен с синхровходом счетчика адреса команд управления, вход останова соединен с первым входом элемента ИЛИ, первый выход блока памяти соединен с информационными входами регистра, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью упрощения за счет уменьшения объема блока памяти, оно дополнительно содержит счетчик тактов, мультиплексор, генератор констант, триггер пуска, триггер режима, второй - пятый элементы И, причем единичный вход триггера пуска через одновибратор соединен с входом пуска устройства, выход триггера пуска соединен с входом генератора импульсов, первый выход которого соединен с нулевым входом триггера управления, первым входом второго элемента И, второй выход — с синхровходом регистра и счетным входом счетчика тактов, первый и второй входы начального адреса устройства соединены с информационными входами счетчика адреса команд управления и счетчика адреса служебных команд соответственно, выходы которых соединены соответственно с первым информационным входом и с группой младших разрядов второго информационного входа мультиплексора, выход триггера управления соединен с вторым входом второго элемента И, выход ко15201i80

10

12 фие. 2

Фие. 3 торого соединен со счетным входом счетчика адреса спужебных команд, выход одновибратора соединен с синхровходом счетчика адреса служебных ко5 манд, выход генератора констант и выход счетчика адреса служебных команд соединены с группой стари их разрядов второго информационного входа мульти" плексора, выход которого соединен с входом блока памяти, второй выход блока памяти соединен с информационными входами счетчика тактов, выход которого соединен с единичным входом триггера управления, с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выход "Конец работы" блока памяти соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход

Конец программы" блока памяти соединен с инверсным входом первого, третьим .входом второго и вторым входом четвертого элементов И, выход четвертого элемента И соединен со счетным входом триггера режима и первым входом пятого элемента И, выход триггера режима соединен с адресным

Входом мультиплексора и Вторым Вхо дом пятого элемента И, выход которого соединен с входом обнуления счетчика адреса команд управления, выход элемента HJIH соединен с установочным входом триггера пуска, выход регистра является выходом устройства.

1520480

/ ) / /

r /

Составитель И.Ывец

Техред Л.Олийнык Корректор С.Черни

Редактор В.Данко

Заказ б75б/48 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101