Устройство для сопряжения датчиков аналоговых сигналов с вычислителем

 

Изобретение относится к автоматизированным системам управления технологическими процессами и может быть использовано в системах большим числом объектов контроля и управления для автоматического сбора и обработки информации. Целью изобретения является повышение достоверности выходной информации. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, регистр 2, первый и второй счетчики 3,9, цифроаналоговый преобразователь 4, нуль-органы 5, блок 6 формирователей импульсов, первый и второй мультиплексоры 7,11, селектор 8 адреса и триггер 10. Указанная цель достигается за счет введения первого и второго мультиплексоров 7,11, селектора 8 адреса, второго счетчика 9 и триггера. Устройство обладает большей, чем известные, оперативностью и достоверностью выходной информации. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕГЧИХ

РЕСПУБЛИН (!9! (! 1!

А1 щ) С 06 Р 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BT0PGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П1НТ СССР (21) 4619188/24-24 (22) 13.12.88 (46) 30.08.90. Бюл. N9 32 .(72) А.Б.Ордынский, В.А.Хорошко и А.Н.Соболев (53) 681. 327:ll (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1087962, кл, G 05 В 23/02, 1984..

Авторское свидетельство СССР

К - 1095166, кл. С 06 F 13/00 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ДАТЧИКОВ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ С В11ЧИСЛИТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к автоматизированным системам управления технологическими процессами и может быть использовано в системах с большим числом объектов контроля и уп2 равления для автоматического сбора и обработки информации. Целью изобретения является повышение достоверности выходной информации. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, регистр 2, первый и второй счет" чики 3,9, цифроаналоговый преобразователь 4, нуль-орган 5, блок 6 формирователей импульсов, первый и второй мультиплексоры 7,11 селектор 8 адреса и триггер 10. Указанная цель достигается,за счет введения первого и второго мультиплексоров 7,11 ñåлектора 8 адреса, второго счетчика

9 и триггера. Устройство обладает большей, чем известные, оперативностью и достоверностью выходной информации. 1 ил.. 1589286

Изобретение относится к автоматизированным системам и может быть использовано для создания устройств,, в которых имеется большое число объектов контроля и управления и требуется обеспечить автоматический сбор и обработку информации.

Целью изобретения является повышение достоверности выходной информа- 10 ции.

На чертеже изображена схема устройства сопряжения вычислителя с датчиками аналоговых сигналов.

Устройство сопряжения вычислите- 15 ля с датчиками аналоговых сигналов . содержит генератор тактовых импульсов, регистр 2, первый счетчик 3„ цифроаналоговый преобразователь 4, нуль-органы 5, блок 6 формирователей 20 импульсов, первый мультиплексор 7, селектор 8 адреса, второй счетчик

9, триггер 10 и второй мультиплексор 11.

-На чертеже обозначено: первый и 25 второй информационные выходы 12, 13, управляющий выход 14, тактовый вход

15, вход 16 записи, вход 17 адреса, группа информационных входов 18 и информационный вход 19.

Первый счетчик 3 предназначен для форьирования псловой последовательности в коде 8-4-2-1, начиная с нулевого числа. Счетчик 3 может быть выполнен на микросхемах типа 35

564ИЕ11, 133ИЕ5.

Цифроаналоговый преобразователь 4 выполняет функцию преобразования, цифрового кода в аналоговую величину и может быть выполнен на основе 40 .микросхем типа 572ПА1.

Нуль-ор ганы 5 предназначены для преобразования пороговых сигналов в цифровую форму и могут быть выполнены на оснбве операционных усилителей, 4 а также с использованием интегральных компараторов типа К554СА1, 521СА4, Блок 6 формирователей импульсов предназначен для формирования импульсов при определенных соотношениях входных сигналов и может .быть выполнен на микросхемах типа 133ТМ2, 564ТМ2, 564ЛА7,, а также для согласования логических уровней сопрягаемых микросхем с использованием микросхем типа 564ПУ9.

Первый мультиплексор 7 предназначен для передачи импульсов, поступающих с блока 6 формирователей импульсов и отображающих состояние анализируемого датчика. Может быть выпол-. нен на ьякросхемах типа 564КП2, 533КП15, 133КП5 °

Селектор 8 адреса предназначен для селективного выбора одного из группы элементов и выполнения в нем определенной операции и может быть выполнен на микросхемах типа 133ИЛЗ, 588ВГ1.

Второй счетчик 9 выполняет функцию определителя номера датчика, который в данный момент времени должен быть проанализирован, Счетчик 9 может быть выполнен на микросхемах типа

564ИЕ11, 564ИЕ14, Второй мультиплексор )1 выполняет функцию селектора каналов, по которым транслируются импульсы тактовых частот, определяющих ритм работы устройства, и может быть выполнен на микросхемах типа 133КП5, 564КП1.

Принцип работы устройства сопряжения вычислителя с датчиками аналоговых сигналов следующий.

Устройство может работать в одном из двух режимов. Первый режим характеризуется постоянной скоростью обработки и определяется техническими характеристиками импульсной последо.— вательности, которая формируется генератором 1 тактовых импульсов. Второй режим описывается временной характеристикой, определяемой частотой импульсной последовательности внешнего генератора и поступающей на тактовый вход 15.

Устройство имеет группу информационных входов 18, по которой непрерывно во времени поступает информация в аналоговом виде на вторые входы нуль-органов; информационный вход

19, по которому поступает информация в цифровой форме, опр.еделяющая режим работы устройства; вход 17 адреса, с помощью которого совместно с импульсами на входе 16 записи производится обращение к выбранному микро- . модулю устройства. Наличие укаэанных входов является необходимым и достаточным условием для совместной работы с вычислителем, использующим микропроцессорные средства.

Напряжение с выходов сопрягаемых датчиков аналоговых сигналов постоянно поступает через группу информационных входов 18 на вторые входы

5 158928 нуль-органов 5. Ритм работы устройства задается вычислителем, фазы работы которого определяют следующие состояния устройства. Цифровая информация, поступающая на информацж н5 ный вход 19, стробируется выходными сигналами селектора S адреса. Информация, записанная в регистр 2,является управляющей и делится на два сектора: с второго выхода информация поступает на третий вход второго мультиплексора 11 и определяет адрес, по которому выбирается один из двух каналов прохождения импульсной последовательности тактовой частоты, первый выход я вля е т с я однор аз рядным и определяет цикличность работы. устройства, Если на этом выходе присутствует напряжение с уровнем логического 20

"0", то триггер 10 будет находиться в нулевом состоянии, что определяет непрерывный и последовательный просмотр состояний датчиков. Начальное состояние второго счетчика 9 опреде- 25 ляется цифровой информацией, поступающей по информационному входу 19, и сигналом записи, формируемым на третьем выходе селектора 8 адреса и поступающим на вход записи второго счетчика 9. Характерной особенностью используемого селектора 8 адреса является наличие входа 17 адреса и входа 16 записи.

Для более полного представления о принципе работы устройства предположим, что в первой фазе первичная цифровая информация записывается во второй счетчик 9 и определяет номер i-го нуль-органа, т.е. необходимо 40 провести анализ состояния соответствующего датчика. Во второй фазе задания условий работы устройства цифровая входная информация записывается в регистр 2, т.е. выбирается темп и 45 цикличность работы.. В третьей фазе на втором выходе селектора 8 адреса формируется одиночный импульс, который устанавливает триггер 10 в нулевое состояние; Выходной сигнал триггера 10 (напряжение с уровнем логического "0") поступает на.установочный вход первого счетчика 3 и дает разрешение на подсчет импульсов тактовой частоты. Первый счетчик 3 .55 работает в режиме последовательного счета, начиная с нулевого состояния, Числовая последовательность с выхода первого счетчика 3 поступает на пер6 6 вый информационный выход 12 и одновременно на вход цифроаналогового преобразователя 4. Изменяющаяся величина аналогового напряжения поступает на первые входы нуль-органов 5 и сравнивается с аналоговыми сигналами, поступающими с датчиков на вторые входы, При равенстве входных величин на выходах нуль-органов формируется логический перепад напряжений, который далее поступает на соответствующий вход блока 6 формирователей импульсов. По логическому перепаду в нем формируется одиночный:импульс, который поступает на информационный вход первого мультиплексора 7, а на адресный вход поступает с выхода второго счетчика 9 числовой эквивалент

i-ro нуль-органа.

Если в какой-то момент времени на выходе i-ro нуль-органа появится сигнал, то он, пройдя через блок 6 формирователей импульсов, поступит на выбранный по адресу информационный вход первого мультиплексора 7 и появится на управляющем выходе 14 и одновременно поступит на тактовый вход второго счетчика 9, что приведет к изменению его состояния на единицу, а также на вход синхронизации триггеРа 10, Если На информационном входе триггера 10 присутствует уровень напряжения логической "1", то выходным сигналом первого мультиплексора 7 триггер 10 будет установлен в единичное состояиие и выходной сигнал запретит работу первого счетчика 3 и установит его в нулевое состояние и устройство перейдет в режим ожидания.

Если же на информационном входе триггера 10 присутствует сигнал с уровнем напряжения логического "0", то выходной сигнал первого мультиплексора 7 подтвердит нулевее состояние триггера 10. В этом случае выходное состояние второго счетчика 9 и триггера 10 определяет дальнейшую работу устройства, т.е. адрес на адресном входе первого мультиплексора

7 будет соответствовать i+1 номеру датчика и процесс будет повторен. В этом слу 1ае первый счетчик 3 в начальный момент времени .(момент установления адреса с номером i+1) начнет подсчет импульсов тактовой частоты не с нулевого значения, а с текущего, который определяется состоянием ранее анализируемого датчика. Процесс

1589286 просмотра состояний сопрягаемых датчиков в этом случае является последовательным и будет продолжаться до тех пор, пока в регистр 2 не будет записано число, которое определит.на нервом его выходе состояние с напряжением логической "1" и при первом же появлении импульса на управляющем выходе 14 триггер 10 установится в единичное состояние, что приведет к установке в нулевое состояние первого счетчика 3 и будет сохраняться: до появления импульса запуска, который формируется на втором выходе се- 15 лектора 8 адреса.

Выходной сигнал с выхода первого мультиплексора 7 поступает в вычислитель, который считывает с первого информационного выхода 12 и второго 20 информационного выхода 13 информацию, отображающую соответственно состояние. анализируемого датчика и его номер.

Если отсутствует приоритетная информация в вычислителе о просмотре состояния датчика с отличным номером от номера (числового значения) во BTQ ром счетчике 9, то на информационном входе триг г ера 1 О.п рис утс тв уе т с иг н ал с уровнем логического "0" и производит- 30 ся автоматическое переключение состояний второго счетчика 9, что соответствует последовательному. обзору состояний сопрягаемых датчиков. Если же информация в вычислителе содержит признаки приоритетности,.то для реализации этого алгоритма вычислитель выставляет адресную информацию на. входе 17 адреса, по которой выбирается для записи второй счетчик 9, число-40 вое представление о номере необходимого датчика на.информационном входе 19 и подает на вход 16 записи импульс, по которому производится запись информации о датчике во второй 45 счетчик 9. Далее работа устройства производится по описанному алгоритму.

По сравнению с прототипом в предлагаемом устройстве сопрягаемый вычислитель работает в режиме прерывания основной программы, а не в режиме программного опроса внешних устройств, что уменьшает программные. .затраты и повышает производительность вычисления, Прн этом устройст55 во сопряжения вычислителя с датчиками аналоговых сигналов имеет полный набор информационных и управляющих шин и является программно доступным внешним устройством, что является важным преимуществом в системах с диагностическим контролем работоспособности узлов и блоков устройства.Кроме того, возможность просмотра состояния датчиков аналоговых сигналов с различной скоростью, задаваемой вычислителем, а также работать в режиме контроля критического состояния процессов, контролируемых датчиками аналоговых сигналов, позволяет сократить затраты на программное обеспечение и машинную память.

Таким образом, устройство сопряжения вычислителя с датчиками аналоговых сигналов обладает по сравнению с известным большей оперативностью и достоверностью выходной информации за счет введения первого мультиплексора, обеспечивающего коммутацию импульсных последовательностей различной тактовой частоты, селектора адреса, обеспечивающего оперативность управления режимами и скоростью обработки, второго мультиплексора,выполняющего функцию селективной коммутации сигналов обработки первичной входной аналоговой информации.

Формула изобретения

Устройства для сопряжения датчиков аналоговых сигналов с,вычислителем, содержащее генератор тактовых импульсов, регистр, первый счетчик, выход которого является первым информационным выходом устройства и соединен с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого "оединен с первыми входами нуль-органов, вторые входы которых являются группой информационных входов устройства, а выходы соединены с входами блока формирователей импульсов, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности выходной информации, в него введены первый мультиплексор, селектор адреса,второй счетчик, триггер, второй мультиплексор, первый информационный вход которого соединеч с выходом генератора тактовых импульсов, второй информационный вход второго мультиплексора является тактовым входом уст1 ройства, выход второго мультиплек" сора соединен со счетным входом пер- вого счетчика, установочный .вход которого подключен к лрямому выходу

89286

Составитель С.Кулиш

Техред А.Кравчук Корректор М.Максиьышинец »

Редактор М. Бандура

Заказ 2542 Тирам 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР

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

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

9 .15 триггера, установочный вход которого соединен с первым выходом регистра, второй выход которого соединен с адресным входом второго мультиплексора, тактовый вход регистра подключен к первому выходу селектора адреса, первый вход которого является входом записи устройства, второй вход селектора адреса является адресным входом устройства,, второй и третий выходы селектора адреса соединены соответственно с информационным входом тригreра и входом записи второго счетчика, выход которого является вторым информационным выходом устройства и соединен с адресным входом первого муль типлексора, информационные входы коl торого соединены с соответствующими выходами блока формирователей импульсов, выход первого мультиплексора является управляющим выходом устройства и соединен с входом синхронизации триггера и тактовым входом второго счетчика, вход установки которого

° соединен с информационным входом регистра и является информационным входом устройства.