Устройство для сопряжения масс-спектрометра с эвм

 

Изобретение может быть использовано в системах сбора и обработки информации. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения подключения к ЭВМ нескольких масс-спектрометров различных типов. Устройство содержит буферный регистр, контроллер напряжений, генератор цифровой развертки, блок синхронизации и обмена, регистр, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), блок прерываний и шифратор. По команде ЭВМ устройство формирует сигналы, необходимые для управления магнитным полем масс-спектрометра. После выдачи управляющего сигнала производится преобразование выходного напряжения массспетрометра в двоичный код и ввод его в память ЭВМ. Изменяя управляющий сигнал в необходимых пределах с последующим вводом выходного кода, соответствующего каждому значению управляющего сигнала, получают развертку спектра исследуемого вещества. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SUÄÄ1580 7 (gg)g С 66 Г 13 00

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 43974 19/24-24 (22) 04.01.88 (46) 23.07.90. Бюл. Р 27 (72) В.И.Зернов, В.А.П1инкаренко .и В.В,Дмитриев (53) 68 1 ° 3(088.8) (56) Устройство для сопряжения массспектрометров с ЭВМ. — М.: Энергия, 1978, с. 127, Устройство для подключения массспектров ПРМ-2. ТО 2702090, — Сумской завод электронных микроскопов, 1983. (54) УСТРОЙСТВО,ЛЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ МАСССПЕ1(ТРОМЕТРА С ЭВМ (57) Изобретение может быть использовано в системах сбора и обработки информации. Цель изобретения — . расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в системах сбора и обработки информации.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности подключения нескольких массспектрометров различных типов.

На фиг.1 представлена структур-. ная схема устройства для сопряжения масс-спектрометра с ЭВМ;на фиг.2структурная схема блока синхронизациии обмена;на фиг.З - структурная схема контроллера напряжения; на

2 подключения к ЭВМ нескольких массспектрометров различных типов. Устройство содержит буферный регистр, контроллер напряжений, генератор цифровой развертки, блок синхронизации и обмена, регистр, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП),блок прерываний и шифратор. По командам ЭВМ устройство формирует сигналы, необходимые для управления магнитным полем масс-спектрометра. После выдачи уп: равляющего сигнала производится преобразование выходного напряжения массспектрометра в двоичный код и ввод его в память ЭВМ. Изменяя управляющий сигнал в необходимых пределах с. последующим вводом выходного кода, соответствующего каждому значению управляющего сигнала, получают развертку спектра исследуемого вещества. 5 ил. фиг.4 — структурная схема генератора цифровой развертки; на фиг,5 — структурная схема блока прерываний, Устройство для сопряжения (фиг.1), содержит блок 1 синхронизации и об мена, буферный регистр 2, контроллер 3 напряжения, регистр 4, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 5, генератор 6 цифровой развертки, блок

7 прерываний и шифратор 8.

Блок 1 (фиг.2) состоит из группы элементов НЕ 9, блока 10 сравнения, элемента И 11, триггера 12, регист1580379

Ра 13, дешифратора 14, элементов ИЛИ

15 и И 6 и одновибратора 17.

Контроллер 3 напряжения (фиг.3) состоит из коммутатора 18,триггера

19, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 20 и селектора 21 вывода, причем коммутатор 18 предназначен для выбора одного из контролируемых напряжений, триггер 19 - для запоми- 10 нания сигнала "Конец преобразований"

АЦП, АЦП 20 — для преобразования напряжения в цифровой код, а селектор 21 вывода — для развязки выходных цепей блока 3. 15

Генератор 6 цифровой развертки (фиг.4) содержит регистр 22 полярности, счетчик 23, дешифратор 24 и формирователь 25 импульсов тока, причем регистр 22 полярности предназначен 20 для запоминания полярности формируемых импульсов, счетчик 23 — для подсчета количества импульсов, выданных на масс-спектрометр, дешифратор 24 для Определения нулевого состояния 25 счетчика, а формирователь 25 — для прецизионного термостабилизированного формирования нормированных.импульсов тока.

Блок 7 прерываний (фиг.5) состоит из триггеров 26-31, элементов

И 32-40 и элементов ИЛИ 41 и 42.

Триггеры 26 и 27 предназначены для запоминания сигналов разрешения прерывания по запросам отдельных бло- 35 ков устройства. Элементы И 32 и 33 предназначены для формирования сигналов, устанавливающих триггеры 28 и 29 в состояние "1". Триггеры 28 и

29 предназначены для запоминания сиг- 40 налов с выходов элементов И 32 и 33, а элементы И 34 и 35 — для формирования сигналов, устанавливающих триггеры 30 и 3 1 в состояние " 1". Триггеры 30 и 3 1 предназначены для запо- 45 минания сигналов с выходов элементов И 34 и 35, а элемент ИЛИ 41 — для формирования сигнала "Требование прерывания". Элементы И 40 и 36 предназначены для формирования сигналов, ус- 0 устанавливающих триггеры 28 и 29 в состояние "0", элемент И 37 — для формирования сигнала "Предоставление прерывания"., элемент ИЛИ 42 — для формировайия сигнала "Вектор", элемент И. 39 — для формирования сигна55 лов, управляющих элементами И 40 и

38, а элемент И 38 — для формирования различных векторов прерывания.

Шифратор 8 предназначен для pas-, вязки выходов устройства и магистрали, а также для формирования вектора прерывания. На входы шифратора 8 приходят следующие сигналы с первого выхода блока 7: ТПР, ППР1, "Требование прерывания", "Предоставление прерывания", "Вектор" и "Выбор группы". Сигналы "Требование прерывания" и "Предоставление прерывания" просто пропускаются через отведенные для них элементы И без стробирования.

Обмен сигналами между ЭВМ и блоком 1 производится по системной магистрали МПИ по стандарту. Обмен производится 16-разрядными словами по совмещенным шинам данных-адреса, разделение "Данные — адрес" производится подачей совместно с адресом строба адреса . В адресном пространстве ЭВМ последние 4096 адресов отведены для подключения внешних устройств. Каждому внешнему устройству может быть отведено несколько адресов из этого количества для адресации к отдельным блокам устройства, так как внешние устройства рас положены в старших адресах адресного пространства, то при передаче их адреса используются только 13 шин

"данные — адрес", старшие адресные сигналы Данные — адрес" заменяются сигналом "Внешнее устройство". Для адресации к отдельным блокам устройства используются три младших разряда "Данные — адрес". Для передачи данных во внешнее устройство .используются сигналы всех 16 шин "Данные адрес" (Д-А), сопровождаемые стробом "Вывод". Для чтения данных из внешнего устройства также используются сигналы всех шин "Данные — адрес", сопровождаемые стробом "Ввод".

Для сброса устройства выдается сигнал "Сброс". Опознав свой адрес, устройство должно ответить ЭВМ об этом. Группа элементов НЕ 9 предназначена для развязки цепей устройства и магистрали ЭВМ. Блок 10 и элемент И 11 предназначены для опознания адреса данного устройства, передаваемого старшими разрядами словообращения ЭВМ. Триггер 12 предназначен для запомийания обращения к данному устройству, а регистр 13 для запоминания младших разрядов ад-. реса устройства из словообращения

5 158

ЭВМ. Дешифратор 14 предназначен для выдачи синхросигналов на те блоки устройства, к которым обращается

ЭВМ, а элемент ИЛИ 15, элемейт И 16 и одновибратор 17 — для ответа ЭВМ о факте опознания устройством своего адреса.

Блок 1 работает следующим образом.

На первый вход блока 1, являющийся входом группы элементов НЕ 9, поступают сигналы "Данные — адрес" и сопровождающие их стробы "Ввод", "Вывод", "Сброс", строб адреса, "Внешнее устройство" с магистрали ЭВМ. С первого выхода группы элементов НЕ 9 сигналы "Данные — адрес" поступают на .первый выход блока 1, сигналы "Данные — адрес" разрядов 0-2 — на первый вход регистра 13, а сигналы "Данные— адрес" разрядов 3-12 — на вход блока

10 сравнения. В случае совпадения сигнал с выхода блока 10 поступает на первый вход элемента И 11, на второй вход. которого поступает сигнал

"Внешнее устройство" с второго выхода группы элементов НЕ 9. Сигнал

"Опознание адреса" с выхода элемента

И 11 поступает на первый вход триггера 12 и на первый вход элемента

И 16. Запоминание этого сигнала на триггере 12 происходит по стробу адреса, поступающего на второй вход триггера 12 с третьего выхода группы элементов HE 9. С выхода триггера

12 на первый вход дешифратора 14 поступает сигнал, разрешающий работу дешифратора. В регистре 13 по стробу . адреса, поступающему на его второй вход, происходит запоминание сигналов "Данные — адрес" 0-2 разрядов. С выхода регистра 13 эти данные поступают на второй вход дешифратора 14.

В зависимости от комбинаций этих сигналов на одном из выходов дешифратора 14 появляется сигнал. На третий и четвертый входы дешифратора 14 поступают с четвертого и пятого выходов группы элементов НЕ 9 стробы

"Ввод" и "Вывод", выбирая ту или иную группу выходных сигналов дешифратора 14. Дешифратор 14 имеет пять выходов, являющихся выходами блока 1 с второго по шестой. Второй и третий выходы блока 1 выбираются по стробу "Ввод", остальные выходы по стробу "Вывод". Сигналы "Ввод" и "Вывод" с выходов группы элементов НЕ 9 поступают на первый и вто-.

0379 б

Устройство для сопряжения (фиг. 1) начинает функционировать по инициативе ЭВХ, которая выставляет на шины

"Данные — адрес" адрес устройства и данные для записи в определенные блоки устройства, сопровождая их необ40 ходимымн стробами. Устройство опознает адрес и выставляет на магистраль ЭВМ сигнал Ответ . Выставленные в ЭВМ данные записываются либо в ЦАП 5, если ЭВМ предполагает рабо45 ту с масс-спектрометром т а МК-7304. либо в счетчик генератора 6, если предполагается работа с масс-спектрометром типа МИ-1201. Следующей командой ЭВМ производит установку в

5О состояние "1" соответствующего входного триггера блока 7, чем разрешает прохождение запроса от обслуживаемого устройства. На этом цикл управления работой одного из масс-спектрометров заканчивается и ЭВМ может перейти к циклу управления работой другого масс-спектрометра. После этого ЭВМ переходит к выполнению какойлибо текущей программы.

1О

30 рой входы элемента ИЛИ 15, а на третий вход поступает сигнал "Вектор" при органиэации работы устройства в режиме прерывания. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 15 поступает на первый вход элемента И 16, на второй вход которого подается сигнал опознания адреса устройства с выхода элемента

И 11. Сигнал совпадения с выхода элемента И 16 поступает на вход одновибратора 17, а с выхода одновибратора 17 сигнал "Ответ" определенной длительности поступает на магистраль ЭВМ.

Таким образом, блок 1 производит опознание адреса обращения, о чем сообщает ЭВМ сигналом "Ответ", а также производит выдачу управляющих сигналов на те блоки устройства, к которым производится обращение. Сигнал с второго выхода блока 1 стробирует ввод информации из регистра 2. Сигнал с третьего выхода блока 1 производит запуск контроллера 3. Сигнал с выхо-. дов 4-6 блока 1 стробирует запись информации соответственно в блоки 4-6.

Для установки блока 1 в исходное состояние используется сигнал "Сброс", поступающий с шестого выхода группы элементов НЕ 9 на входы триггера 12 и регистра 13.

1580379

После записи кода, например, в

ЦАП 5 происходит его преббразование в напряжение, поступающее как управляющее воздействие в масс-спектрометр типа МХ-7304. По окончании преобра5 зования сигнал "Конец преобразования" с выхода ЦАП 5 поступает как sar прос на вход блока 7. Блок 7, получив этот. запрос, устанавливает на магистраль ЭВМ сигнал требования прерывания, который прерывает выполнение текущей программы ЭВМ. ЭВМ выдает в устройство сигналы."Ввод" и "IIpeдоставление прерывания, по которым (5 устройство выставляет на шины Данные — адрес" вектор прерывания,соответствующий данному запросу. Получив вектор, ЭВМ уходит на программу обслуживания данного прерывания. Если 20 же была произведена запись кода в счетчик генератора 6, то на его выходе формируется последовательность калиброванных импульсов заданной полярности, поступающих как управляющее воздействие масс-спектрометров типа МИ-1201: Сигнал обнуления счетчика прекращает формирование этой последовательности, а на вход блока

7 с выхода генератора 6 подается 30 запрос. Как и в предыдущем случае этот запрос вызывает появление сигнала "Требование прерывания", а в ответ на сигналы "Ввод" и "Требование прерывания устройство выставля- 35 ет на шины "Данные — адрес" век- тор прерывания, соответствующий данному запросу, и ЭВМ переходит на программу обработки данного прерывания. Программа обработ- 40 ки прерывания от этих запросов заключается в следующем: по истечении определенного времени, необходимого для установления магнитного поля .массспектрометра, производится ввод зна- 45 чения выходного сигнала масс-спектрометра в память ЭВМ для дальнейшей обработки.Для этого производится запись в регистр 4 кода, управляющего . Работой контроллеРа З.Преобразованное в код напряжение с выходов массспектрометра запоминается в регистре 2 и по команде ЭВМ производится его ввод в память ЭВМ.

Таким образом, устройство может управлять работой масс-спектрометров типов МИ-1201 и МХ-7304 с одновременной регистрацией и обработкой принимаемых от них сигналов.

Возможно подключение одного массспектрометра типа ИИ-1201 и одного масс-спектрометра типа MX-7304.

Управление их работой и обработка принимаемых от них данных осуществляются параллельно. Эта возможность достигается тем, что работа с массспектрометром осуществляется в режиме прерывания.

Формула изобретения

Устройство для сопряжения массспектрометра с ЭВМ, содержащее буферный регистр, контроллер напряжения,генератор цифровой развертки,-причем линейный вход контроллера напряжения является входом устройства для подключения к информационному выходу масс-спектрометра, выход контроллера напряжения соединен с информационным входом буферного регистра, а выход генератора цифровой развертки является выходом устройства для подключения .к входу калибровочных импульсов масс-спектрометра,о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможкостей за счет обеспечения подключения к ЭВМ нескольких масс-спектрометров различных типов, в него введены блок синхронизации и обмена, регистр, цифроаналоговый преобразователь, блок прерываний, шифратор, причем. выход буферного регистра подсоединен к входу-выходу устройства для подключения к общей шине ЭВМ и соединен с информационным входом блока синхронизации и обмена, входом сброса блока прерываний и выходом шифратора, группа входов данных регистра соединена с информационным выходом блока синхронизации и обмена, с информационными входами цифроаналогового преобразователя, генератора цифровой развертки, блока прерываний, причем первый, второй, третий, четвертый синхровыходы блока сихронизации и обмена . соединены с синхровходами буферного регистра, контроллера напряжения, цифроаналового преобразователя и генератора цифровой развертки, пятый синхровыход блока синхронизации и обмена соединен с входом записи регистра и входом запроса блока прерываний, выход разрешения которого соеди. нен с входом подтверждения прерывания блока синхронизации и обмена, 1580 выход вектора прерывания блока прерываний соединен с входом шифратора, второй и третий входы запроса прерываний соединены с вторым выходом генератора цифровой развертки и выходом "Конец преобразования" цифроаналогового преобразователя, выход ре379 о гистра соединен с входом данных контроллера напряжения, а второй выход цифроаналогового преобразователя яв5 ляется выходом устройства для подключения входа управления масс-спектрометра.

1580379

Составитель А.Засорин .Редактор И.Дербак Техред JI.Cåðätîêîâà Корректор Т.Палий

Заказ 2014, Тираж 568 Подписное (ВНИКПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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