Многоканальное устройство для ввода информации от двухпозиционных датчиков

 

Устройство относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления и контроля для ввода информации от двухпозиционных датчиков. Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет организации защиты от выдачи ложных сигналов готовности к обмену и повышения достоверности вводимой информации. Устройство содержит блоки 11 регистров, блоки 12 формирователей, которые обеспечивают хранение и выдачу информации об установившемся состоянии датчиков в устройство обработки. В преобразователях 6 уровней обеспечивается преобразование уровней выходных напряжений датчиков. Регистры 7, блоки 9 сравнения и блоки 8 памяти обеспечивают сравнение установившихся и текущих значений состояния датчиков в виде D - разрядных слов и выработку признака сравнения в случае действительного изменения состояния датчика. Блок 10 анализаторов по сигналу признака сравнения вырабатывает сигнал готовности устройства к обмену и через элемент ИЛИ 5 выдает его на устройство обработки. Блок 17 синхронизации и блок 4 управления обеспечивают выработку управляющих сигналов на блоки устройства. Генератор 2 тактовых импульсов и делитель 3 частоты служат для выработки тактирующих сигналов. Устройство обеспечивает повышение надежности ввода информации от двухпозиционных датчиков за счет организации защиты от выдачи ложных сигналов готовности к обмену и повышения достоверности данных о состоянии датчиков.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 06 F 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕГЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР (21) 4375813/24-24 (22) 08.02.88 (46) 15.03.90. Бюл. Р 10 (71) Московский институт электронной техники (72) А. В, Горячев, О. В. Алилуйко, Ю. И. Разумов, Г. С. Кузьмин, Е. В. Илюшкин, Д. Д. Онопко и Ю. А. Михайлов (53) 68) .327 ° 21(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1280640, кл. G 06 F 13/00, 1987.

Авторское свидетельство СССР

М 1269143, кл . С 06 F 13/00, 1985. (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ВВОДА ИНфОРМАЦКИ ОТ ДВУХПОЗИЦИОННЫХ ДАТЧИКОВ

„„80„„1550521 А 1

2 (57) Устройство относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления и контроля для ввода информации от двухпозиционных датчиков. Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет организации защиты от выдачи ложных сигналов готовности к обмену и повышения достоверности вводимой информации. Устройство содержит блоки 11 регистров, блоки 12 формирователей, которые обеспечивают хранение и выдачу информации об установившемся состоянии датчиков в устройство обработки. В преобразователях 6 уровней обеспечивается преобразование уровней выходных напряжений датчиков .

1550521

Регистры 7, блоки 9 сравнения и блоки 8 памяти обеспечивают сравнение установившихся и текущих значений ñîстояния датчиков в виде d-разрядных слов и выработку признака сравнения в случае действительного изменения

Состояния датчика. Блок 10 анализаторов по сигналу признака сравнения

Вырабатывает сигнал готовности устl фойства к обмену и через элемент

ИЛИ 5 вьдает его На устройство обработки. Блок 17 синхронизации и блок

4 управления обеспечивают выработку управляющих сигналов на блоки устройства. Генератор 2 тактовых импульсов и делитель 3 частоты служат для выработки тактирующих сигналов. Устройство обеспечивает повьппение надежности ввода информации,рт двухпоз иционных датчиков за .счет организации защиты от вьдачи ложных сигналов готовности к обмену и повышения достоверности данных о состоянии датчиков. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть, использовано в автоматизированных системах управления и контроля для ввоПа информации от двухпозиционных дат4иков.

Цель изобретения — повышение наД ежности функционирования.

На фиг, 1 представлена блок-схема устройства для ввода информации от двухпозиционных датчиков; на фиг. 2— функциональная схема блока сравнения;

8а фиг. 3 — функциональная схема блока управления; на фиг. 4 — функциональная схема блока синхронизации, на фиг. 5 — временная диаграмма рабо1ы блока сравнения.

Устройство содержит каналы 1, генератор 2 тактовых импульсов, дели тель 3 частоты, блок 4 управления, первый элемент ИЛИ 5.

Каждьп канал 1 содер кит преобразователь 6 уровней, регистр 7, блок

8 IIBMHTH блОк 9 cPBBHeHHß, блОк 10 анализаторов, блок 11 регистров, блок l2 формирователей. Блок !0 анализаторов содержит блок 13 дифференцирующих элементов, узел 14 формирователей, второй элемент ИЛИ 15, триггер 16, блок 17 синхронизации.

Блок 8 памяти содержит регистры

18, бло1(13 дифференцирующих элементов содержит дифференцирующие элементы 19, узел 14 формирователей содержит формирователи 20, информационные вхоцы 21 устройства, информационные входы/выходы 22 устройства, выход 23 готовности устройства, информационные входы 24 устройства., управляющие входы 25, 26, 27 устройства, управляющий выход 28 устройства.

Блок 9 сравнения (фиг. 2) содержит

20 узел 29 формирователей, узел 30 сравнения по модулю два, узел 31 элементов 2ИЛИ, узел 32 элементов d И, узел

33 элементов 2И-НЕ, формирователи 34, элементы 35 поразрядного сравнения по

25 модулю 2„ элементы 2ИЛИ 36, элементы

d H 37, элементы 2И-HE 38.

Блок 4 управления (фиг. 3) содержит инвертор 39, инвертор 40, элемент

v И 41, регистр 42, регистр 43, инвер30 тор 44, дешифратор 45, элемент 2И-HE

46, элемент 2И 47, элемент 2И 48, инвертор 49.

Блок 17 синхронизации (фиг. 4) содержит элемент 2И-HE 50, элемент ЗИ

51, элемент ЗИ-НЕ 52, инвертор 53.

35 Блок 11 регистров служит для хранения установившихся значений состояния дискретных датчиков.

Регистр 7 обеспечивает запись и хранение кодовой комбинации от устройства обработки (ЦВМ), соответствующей кратности повторения состояния датчикаа, .Блок 8 памяти, построенный на сдвиговых регистрах, служит для записи и хранения словосостояний датчиков.

Блок 17 синхронизации служит для выработки управляющих сигналов на блок 12 формирователей, на регистр 7 и триггер 16, входящих в один канал.

Блок 4 управления обеспечивает выработку управляющих сигналов на все модули ввода устройства.

Блок 9 сравнения обеспечивает поразрядное сравнение данных о состоя55

I нии датчиков с блока 11 регистров и новых данных о состоянии датчиков с блока 8 памяти и выработку признака сравнения при действительном измене5 1550 нии состояния датчика, по которому новое значение состояния датчика записывается в блок 11 регистров и выдается сигнал готовности в ЦВМ с элемента ИЛИ 5.

Устройство работает следующим образом.

Информация от датчиков дискретной информации поступает на вход преобразователей 6 уровней, в которых осуще ствляется преобразование уровней выходного напряжения датчика. Далее информацИя о состоянии датчиков подается в блок 8 памяти„ выполненный íà 15 сдвиговых регистрах с разрядностью

d, причем d "- k, где k — разрядность шины данных устройства обработки (ЦВМ). Запись в регистры 18 осущест.вляется по фронту тактовых импульсов с делителя 3 частоты.

С выхода регистров 18 информация о состоянии датчиков подается в блок

9 сравнения, а первые разряды подаются также на соответствующие входы регистров блока ll регистров. В блоке 9 сравнения производится сравнение данных о состоянии датчиков с блока

11 регистров и данных о текущем состоянии датчиков с блока 8 памяти.

Данные о текушем состоянии датчиков с выхода регистров 18 в виде

d-разрядного слова поступают на вторые.входы элементов 35 поразрядного сравнения узла 30 сравнения по модулю два блока 9 сравнения (фиг. 2). На первые входы элементов 35 поразрядного сравнения подаются d-разрядные слова о предшествующем состоянии датчиков с выходов формирователей 34 узла 29 формирователей, на вход которого поступают соответствующие разряды с блока 11 регистров.

Сравнение происходит поразрядно по модулю два в соответствии с таблицей для случая s = 3, где s — количество повторений состояния датчика (s Ь d), задаваемое программно.

При действительном изменении со- . стояния датчиков вырабатывается признак сравнения P, в этом случае происходит s-кратное повторение его состояния. При наличии дребезга контактов или помехи в линии связи признак

P не вырабатывается и записи нового зйачения состояния датчика в блок 11 регистров не происходит.

Количество повторений s определяется программно устройством обработ521

6 ки. При этом в регистр 7 записывается по фронту сигнала управления от блока 17 синхронизации кодовая комбина5 ция количество нулей в которой определяет значение s. Так, например, для

s = 3 кодовая комбинация будет иметь к вид 0001...IXX, где знак "Х" означа1О ет безразличное состояние разряда, Значение d можно оценить по следующему соотношению: пом, макс,1

d =

Тти, где Т„ц„„а,с, — максимальная длительпо м. макс,, 20 ность помехи 1 H груп пы датчиков, — период тактовых импульсов для i-й группы датчиков.

25 Кодозая комбинация с выхода регистра 7 поступает в блок 9 сравнения на элементы 2ИЛИ 36 узла 31 элементов

2ИЛИ, где происходит поразрядное сложение выходов элементов 35 поразрядного сравнения по модулю 2 и содержимого первого регистра 7.

В случае программной установки определенных разрядов регистра 7 в состояние логической единицы в это же состояние переводятся соответствующие

35 элементы 2ИЛИ 36 (при подаче на элементы 2ИЛИ 36 кода с регистра 7). В результате эти разряды не влияют на выработку признака сравнения P . При1

40 знак Pg формируется на соответствующем элементе d И 37 узла 32 элементов

d И при условии действительного изменения состояния датчика в соответствии с временной диаграммой, приведенной на фиг. 5. С .выхода. элемента d

И 37.признак сравнения поступает на вход соответствующего дифференцирую.. щего элемента 19 узла 13 дифференцирующих элементов и на первый вход эле50 мента 2И-HE 38 узла 33 элементов 2ИНЕ.

Наличие признака сравнения P на первом входе элемента 2И-НЕ 38 разрешает прохождение тактовых импульсов, 55 поступающих на второй вход элемента

2И-НЕ 38 с выхода делителя 3 частоты.

Тактовые импульсы с выхода элемента

2И-НЕ 38 подаются на управляющий вход соответствующего регистра блока ll

) 550521 регистров. Тем самым обеспечивается

1апись в блок 11 регистров нового установившегося значения состояния датЧиков с первого разряда второго регистра 18 блока 8 памяти.

На дифференцирующем элементе 19 йо переходу 0- 1 сигнала признака

<, равнения Р формируется короткий импульс положительной полярности. Этот фигнал через формирователь 20 узла !

4 формирователей поступает на вход йервого элемента ИЛИ 15, выход которого устанавливает триггер 16 в едийичное состояние. В результате на вы- 15 ходе. второго элемента ИЛИ 5 (выход 3 устройства) появляется сигнал "Готовность". Триггер 16 устанавливает „я в исходное состояние (нулевое) сигНалом управления с блока 17 синхронизации по команде с устройства обработки.

При опросе канала 1 происходит одновременно сброс сигнала "Готовность" стройства, при этом устройство обра- 25

Ьотки может проводить опрос цикличес)си или по приоритетному признаку в соответствии с решаемыми задачами.

В блок 4 управления (фиг. 3) из устройства обработки по входу 24 поступает адресная информация, по входу

)5 — первый сигнал синхронизации об)гена (запрос обмена), по входу 26 гмпульсы синхронизации, по входу 27

Сигнал ввод-вывод. С вьгхода устройст35

) а 28 в устройство, обработки выдается второй сигнал синхронизации обмена (сигнал квитирования).

Сигнал запроса обмена через инвертор 39 поступает на информационный 4О вход регистра 43 и заносится в него

По фронту импульсов синхронизации, поступающих на тактовый вход регистра 43 через инвертор 40. Регистр 43 работает в сдвиговом режиме.

Старшие v разрядов адресной информации поступают на вход элемента v

И 41, выполняющего функцию селектора адреса. По фронту сигнала с первого выхода регистра 43 в регистр 42 заносится сигнал совпадения адреса с выхода элемента г И 41, сигнал вводвывод с входа 27, младшие разряды v адресной информации. С первого выхода регистра 42 сигнал совпадения адреса поступает на вход инвертора 49

55 и на вход разрешения дешифратора 45, Со второго выхода регистра 42 адресная информация выдается следующим образом: самый младший разряд адреса поступает на вход блока 17 синхронизации блока 10 анализаторов, остальные (v-1) разрядов поступают на входы дешифратора 45. На первом, втором и т.д. выходах дешифратора 45 формируются сигналы разрешения обмена, соответственно, с первым каналом 1, вторым каналом 1 и т.д.

С третьего выхода регистра 42 сигнал ввод-вывод поступает на вход элемента 2И 47 и через инвертор 44 на вход элемента 2И 48. Сигнал со второго выхода регистра 43 стробирует сигнал ввод-вывод на элементах 2И 47 и

48, На выходе элемента 2И 47 формируется сигнал опроса, на выходе элемента 2И 48 — сигнал записи. Сигнал квитирования обмена формируется на выходе элемента 2И-НЕ 46 путем стробирования сигнала совпадения адреса с выхода инвертора 49 сигналом с третьего выхода регистра 43.

Блок 17 синхронизации работает под воздействием сигналов, поступающих с блока 4 управления. На выходе элемента 2И-НЕ 50 формируется сигнал выборки шинного формирователя блока

12 формирователей путем стробирования сигнала разрешения обмена сигналом опроса. На выходе элемента ЗИ 51 формируется сигнал записи в регистр 7 данных, определяющих количество повторений s путем стробирования сигналов разрешения обмена и младшего разряда сигналом записи. С выхоца элемента ЗИ-НЕ 52 выдается сигнал сброса триггера 16, формируемого путем стробирования сигналов разрешения обмена и инвертированного младшего разряда адреса сигналом записи.

Таким образом, устройство по сравнению с прототипом имеет более высокую надежность функционирования и обеспечивает ввод данных о состоянии дискретных датчиков в ЦВМ в условиях помех в линиях связи и дребезга контактов дискретных датчиков за счет организации защиты от выдачи ложных сигналов готовности к обмену и повышения достоверности данных о состоянии датчиков.

Формула изобретения

1. Многоканальное устройство для ввода информации от двухпозиционных датчиков, содержащее первый элемент

1550521

ИЛИ, а каждый канал содержит регистр, блок анализаторов, блок регистров и блок формирователей, блок анализаторов содержит блок дифференцирующих элементов, узел формирователей, вто5 рой элемент ИЛИ и триггер, вйходь« блока регистров соединены с информационными входами блока формирователей, вход установки триггера соединен с выходом второго элемента ИЛИ, вхОды ,которого соединены с выходами узла формирователей, входы которого соединены с выходами блока дифференцирующих элементов, прямые выходы тригге- 15 ров каждого канала соединены с соответствующими входами, первого элемента

ИЛИ, выход которого является выходом готовности устройства, о т л и ч а— ю щ е е с я 1ем, что, с целью повышения надежности устройства за счет органиэации защиты от выдачи ложных сигналов готовности к обмену и повышения достоверности вводимой информации, в него введены генератор такто- 25 вых импульсов, делитель частоты и ! блок управления, а в каждый канал введены блок памяти и блок сравнения,

Ф! а в блок анализаторов введен блок синхронизации, выходы блока формирователей соединены с информационными входами, регистра, выходы блоков формирователей являются информационными . входами-выходами устройства, информационными входами которого являются информационные входы блока памяти, вход записи которого соединен с входом блока сравнения, выходы делителя частоты соединены с входами записи соответству щих блоков памяти, вход 40 делителя частоты соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выходы блока памяти соединены с первой группой входов блока сравнения и с.информационными входами блока регистров, первая группа выходов блока сравнения соединена с управляющими входами блока регистров, выходы которого соединены с второй группой входов блока сравнения, вторая группа выходов которого соединена с соответству«.«щим«« входами блока дифферен«п«рующих элементов, третья группа входов блока сравнения — с выходами регистра, вход записи которого соединен с первым выходом блока синхронизации, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входом сброса триггера и со стробирующим входом блока формирователей, первый, второй и третий входы блока синхронизации соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами блока управления, четвертый вход блока синхронизации соединен с соответствующим выходом группы блока управления, первь«й, второй и третий входы которого являются управляющими входами устройства, группа входов блока управления является информационными входами устройства, четвертый выход блока управления является управляющим в««ходом устройства.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок сравнения содержит узел формирователей, узел сравнения по модулю два, узел элементов И, узел элементов 2И-НЕ, узел элементов 2ИЛИ, входы узла формирователей являются второй группой входов блока сравнения, выходы узла формирователей соединены с одними входами узла сравнения по модулю два, другие входы которого являются первой группой входов блока сравнения, выходы узла сравнения по модулю два соединены с одними входами узла элементов 2ИЛИ, другие входы которого являются третьей группой входов блока сравнения, выходы узла элементов

2ИЛИ соединены с входами узла элементов И, выходы которых соединены с одними входами узла элементов 2И-НЕ и являются второй группой выходов блока сравнения, другие входы узла элементов 2И-НЕ являются входом блока сравнения, выходы узла элементов

2И-HE являются первой группой выходов блока сравнения.

1550521

° j (к ) о о q„„„„ о о о„„ о о

0 0

О О О„„

О О О .. к о о q;, о

1 0 О

2 1 О

3 0 1 о о

4 1 О

5 О О l

6 1 О

7 о

8 1 1

9 1 1

О Q1к

О С31к

О qjk о

Qjk

О 01К о о;„ о

10 О 1 1 о 1

)2 О О 1

13 о

l4 О 1 О

l5 1 О о

16 О О О

Примеч а н и е. Q>,, Qj< Qj> — состояние выходов регистра 18, соответственно, первого, второго, третьего разрядов; Q j Ä вЂ” предыдущее установившееся состояние выхода блока 11 регистров;

+,1 — новое установившееся состояние выхода блока 11 регистров; P — признак сравнения.

1550521

1550521

Б ПЛГ

1 ПЛ

Л

Составитель С. Кулиш

Редактор Л. Пчолинская Техред g.дидык Корректор С. Черни

Заказ 274 Тираж 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, i01