Устройство для обмена информацией между аналоговой и цифровой вычислительными машинами

 

Изобретение относится к аналого-цифровой вычислительной технике и может быть использовано при моделировании динамических систем в реальном времени, а также создании тренажеров и систем полунатурного моделирования. В устройство для обмена информацией между цифровой 28 и аналоговой 1 вычислительными машинами , содержащее аналого-цифровой преобразователь 2, цифроаналоговый преобразователь 3, генератор тактовых импульсов 4, блок памяти 10, дешифратор адреса 15, три триггера 16-18, два регистра 7 и 22, счетчики 5 и 24, два блока сравнения 6 и 23, шинные формирователи 8, 9, 12,13, 14, 25 и 29, элементы И, ИЛИ, НЕ, задержки 11, 20, 21, 26, 27, 39-50, счетчик адреса 19, с целью сокращения времени ввода-вывода информации в цикле реального времени моделирования динамических систем введены регистры адреса 51 и клавиатуры 60, шифратор 61 и дешифратор 59, устройство индикации 53 и дополнительно элементы И, ИЛИ, НЕ 52, 54-57, 58 и шинные формирователи 62-64. 1 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,, . Ы„„1755372 А1 (я) Н 03 М 1/00, G 06 J 3/00

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Изобретение относится к вычислитель- вания, периодического запуска и уйравленой технике и может быть использовано при ния работой АЦП, цифроаналогового преобсоздании аналого-цифровых устройств и си-,. разования. стем для моделирования динамических объ- .. Наиболее близким к предлагаемому усектов и систем управления в реальном тройству является устройство для обмена масштабе времени, информацией между цифровой и аналогоИзвестно устройство для сопряжения вой вычислительными машинами, содержааналоговой и цифровой вычислительных ма- . щее АЦП, ЦАП, блок памяти, дешифратор шин. содержащее АЦП, ЦАП, 2 счетчика, 2 адреса, три счетчика адреса, два блока сраврегистра,схемусравнения,элементы И, НЕ, . нения, два регистра, триггера,.генератор задержки, триггеры, генератор импульсов, импульсов, шинные формирователи. элевзаимосвязанные в соответствии с алгорит- . менты И, ИЛИ, НЕ, задержки. мом функционирования устройства. Недостатком указанного устройства явНедостатком данного устройства явля- .ляется достаточно большие затраты времеетсявыполнениеоперацийвзаимодействия ни при вводе и выводе информации пользователя с цифровой частью системы пользователем в цикле реального времени последовательно с выполнением операций решения. Недостаток является следствием вычисления, аналого-цифрового преобразо- того, что ввод-вывод информации в аналого1 (21) 4777350/24 (22) 02.01.90 (46) 15.06,92, Бюл. N 30 (71) Донецкий политехнический институт (72) А.Ю.Иванов, В.А.Святный и Г.П.Чурилова (56) Авторское свидетельство СССР

N-858022,,кл. 6 06 J 3/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М 1053119, кл. G 06 J 3/00, 1982, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ МЕЖДУ АНАЛОГОВОЙ И ЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМИ

МАШИНАМИ (57) Изобретение относится к аналого-цифровой вычислительной технике и может быть использовано при моделировании динамическйх систем в реальном времени, а также создании тренажеров и систем полунатурного моделирования. В устройство

2 для обмена информацией между цифровой

28 и аналоговой 1 вычислительными машинами, содержащее аналого-цифровой пре. образователь 2, цифроаналоговый преобразователь 3, генератор тактовых.импульсов 4, блок памяти 10, дешифратор адреса 15, три триггера 16 — 18, два регистра 7 и 22, счетчики 5 и 24, два блока сравнения 6 и 23, шинные формирователи 8, 9, 12, 13, 14, 25 и 29, элементы И, ИЛИ, НЕ, задержки 11, 20, 21, 26, 27, 39-50, счетчик адреса 19, с целью сокращения времени ввода-вывода информации в цикле реального времени моделирования динамических систем введены регистры адреса 51 и клавиатуры 60, шиф ратор 61 и дешифратор 59, устройство индикации 53 и дополнительно элементы И, ИЛИ, НЕ 52, 54-57, 58 и шинные формирователи 62-64. 1 ил.

1755372

35

45 вую и цифровую часть системы производится с раздельных пультов управления соответствующих частей, Причем при вводе-выводе информации через серийные устройства ввода и отображения информа ции в цифровой процессор происходит прерывание программы цикла реального времени решения гибридной задачи, что нарушает совмещение операций преобразования информации в системе связи и вычисления в цифровом процессоре.

Цель изобретения — сокращение времени ввода-вывода информации в цикле реального времени решения задач моделирования динамических систем.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее аналого-цифровой п реобразовател ь (АЦП) цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), генератор импульсов, блок памяти,.дешифратор адреса, триггера, два регистра, три счетчика, два блока сравнения, шинные формирователи, элементы И, ИЛИ и НЕ, задержки, причем информационный вход аналого-цифрового преобразователя является входом устройства для подключения к аналОговой вычислительной машине, выход генератора импульсов соединен с первым входом первого элемента И, первый вход первого блока сравнения соединен с первым выходом первого счетчика, информационный выход аналого-цифрового преобразователя через первый шинный формирователь соединен с входной шиной данных блока памяти, а адресный вход — с вторым выходом первого счетчика, соединенным через второй шинный формирователь с входной шиной адреса блока памяти, выход сигнала "Конец преобразования" АЦП соединен с первыми входами второго, третьего, четвертого элементов И, шиной "Запись" блока памяти, и через первый элемент HF — с первым входом пятого элемента И, шины "Запись" и

"Чтение" блока памяти являются соответстBåíно входами устройства для подключения к цифровой вычислительной машине и соединены с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, через первый элемент задержки — со счетным входом счетчика адреса, а через втооой элемент НŠ— с вторым входом пятого элемента

И, третий вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход первого элемента И соединен с вторым входом третьего элемента И и через третий элемент НЕ с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, установочный вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый вход которого и первый вход третьего элемента ИЛИ соединены с выходом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого регистра, информационный вход которого и информационный вход второго регистра являются шиной данных для подключения к цифровой вычйслительной машине, входная адресная шина устройства соединена с входом дешифратора адреса, первый выход которого соединен с установочным входом первого регистра, выход первого триггера соединен с единичным входом третьего триггера. Входами запуска цифроаналогового и-аналогоцифрового преобразователей и является входом запуска аналоговой вычислительной машины устройства, выход второго триггера соединен с нулевым входом третьего триггера, вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ, первым входом пятого элемента ИЛИ и является установочным выходом устройства для подключения аналоговой вычислительной машины, выход третьего триггера соединен с вторым входом первого элемента И, выход пятого элемента ИЛИ соединен с установочным входом второго счетчика, а второй вход — с выходом- второго блока сравнения, первый и второй входы которого соединены с выходами второго счетчика и второго регистра, второй выход второго счетчика через третий шинный формирователь соединен с адресной шиной блока памяти и с адресным входом цифроаналогового преобразователя, информационный вход которого через шестой шинный формирователь соединен с выходной шиной данных блока памяти, а выход является информационным выходом для подключения аналоговой вычислительной машины, выход счетчика адреса через четвертый шинный формирователь, управляющим ВхОдОм, соединенным с ВыхОдОм первого элемента ИЛИ, соединен с адресной шиной блока памяти, выход третьего элемента ИЛИ вЂ” с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которогр соединен с выходом четвертого элемента И, а выход подключен к шине прерывания цифровой вычислительной машины, выход третьего элемента И соединен с управляющими входами первого и второго шинных формирователей, входная и выходная шина данных блока памяти через пятый и седьмой шинные формирователи, управляющими входами, соединенными с шинами "Запись" и "Чтение" ЦВМ, соединены с входной и выходной шинами данных устройства, введены регистр адреса пользователя, дополнительные элементы И, ИЛИ. НЕ, регистр клавиатуры, шифратор и дешифратор поль1755372 !. зователя, три шинных формирователя. уст- регистр 7, первый шинный формирователь ройство индикации, причем регистр адреса 8, второй шинный формирователь 9, блок 10 пользователя соединен через девятый шин- памяти; третий элемент И 11, третий шинный формирователь с шиной адреса блока ный формирователь 12, седьмой шинный памяти, выходная шина данных блока памя- 5 формирователь 13, четвертый шинный форти через десятый шинный формирователь и мирователь 14, дешифратор 15 адреса, пердешифратор соединена с устройством ин- вый триггер 16, второй триггер 17, третий дикацииданных пользователя, первйй вход триггер 18. счетчик 19 адреса, первый эледесятого шинного формирователя соединен мент ИЛИ 20, второй элемент НЕ 21. второй с выходом седьмого элемента И, первые 10 регистр 22, второй блок 23 сравнения, втовходы шестого и седьмого элемента И сое- рой счетчик 24, шестой шинный формировадиненысвыходомпятогоэлементаИ,авто- тель 25, пятый элемент И 26, первый рые входы — с кнопками "Запись" и "Чтение" элемент НЕ 27, цифровую вычислительную пользователя соответственно, выход седь- машину 28, пятый шинный формирователь мого элемента И соединен с первым входом 15 29, адресную шину 30, шину данных 31, вхошестого элемента ИЛИ, второй вход которо- ды "Запись" 32 и "Чтение" 33 блока памяти, го соединен с выходом шестого элемента И, выходы "Прерывание" 34, "Чтение" 35, "Заа выход — с управляющим входом девятого пйсь" 36, шины данных 37 и адреса 38 ЦВМ, шинного формирователя, сигналы "Запись" третий элемент НЕ 39, второй элемент И 40, и "Чтение" пользователя через четвертый и 20 четвертый элемент ИЛИ 41, третий элемент пятый элементы НЕ соединены с первым и ИЛИ 42, четвертый элемент И 43, первый вторым входами восьмото элемента И, тре- элемент И 44, второй элемент ИЛИ 45, пятий вход которого соединен с выходом пя- тый элемент ИЛИ 46, первый элемент 47 того элемента И,а выход — с шиной "Чтенйе" задержки, второй элемент 48 задержки, шеблока памяти, с управляющйми входами 25 стой элемент И 49, седьмой элемент И 50, третьего и шестого шинных формировате- регистр 51 адреса, девятый элемент И 52, лей и через второй элемент задержки - со индикатор53 данных пользователя, шестой счетным входом второго счетчика, второй элемент ИЛИ 54, четвертый 55 и пятый 56 вь1ход дешифратора адреса соединен с ус- элементы НЕ, восьмой элемент И 57, седьтановочным входом второго регистра, тре- 30 мой элемент ИЛЙ 58, дешифратор 59, клатий — с R-входом второго триггера и виатуру 60 пользователя, шифратор 61, S-входом первого триггера, а четвертый вы- восьмой 62 и девятый 63 шинные формироход — с R-входом первого и S-входом второго ватели, десятый шинный формирователь 64. триггера, выход седьмОго элемента ИЛИ вЂ” с На чертеже указаны также входные сигналы установочным входом счетчика адреса, а 35 от кнопок пользователя. входы — c вйходом первого блока сравнения Устройство работает следующим обраи вторым выходом дешифратора. зом.

Клавиатура пользователя через шифра- При отладке аналого-цифровых задач, а тор соединена с регистром адреса пользо- также при проведеййизкспериментов санавателя и через восьмой шинный 40 лого-цифровой моделью в режиме реальноформирователь с шиной данных блока па- го цремени необходимо изменять данные и мяти, второй вход восьмого шинного фор- программы цифровой и аналоговои части, В мирователя соединен с выходом шестого случае, если аналоговый процессор не автоэлемента И, первый вход девятого элемента матизирован, коррекция аналогОвой схемы

И соединен с кнопкой "Запись адреса" 45 производится пользователем вручную, В пользователя, второй вход — с выходом пя- противном случае все измененйя в аналоготого элемента И, а выход — с управляющим вом процессоре производятся йод управлевходом регистра адреса пользователя, вы- нием прбграммы, запускаемой ходы седьмого и шестого элементов И сое- пользователем в- цифровой части, каждый динены с шинами "Чтение" и "Запись" 50 раз, когда требуется изменить параметры либо цифровой, либо аналоговой части задаНа чертеже представлена функциональ- чи. Запуск такой программы вызывает преная схема предлагаемогО устройства.. рывание программы цифровой части

Устройство для обмена информацией решения, запоминание словосостояния; между аналоговой и цифровой вычислитель- 55 внесение изменений в данные и программу ными машинами содержит АВМ1, аналого- цифровой части и, если это необходимо, под цифровой преобразователь 2, управлением соответствующей программы цифроаналоговый преобразователь 3. гене- через устройство обмена информации, в ратор 4 тактовых импульсов, первый счет- данные аналогового процессора. Аналогиччик 5, первый блок 6 сравнения, первый но производится и отображение затребо1755372 ванной пользователем информации о решении в цикле, Для корректировки решаемой задачи (выполнения запроса пользователя) требуется прервать цикл реального времени моделирования и затратить время цифрового процессора на ввод и . преобразование информации от пользователя. В предлагаемом техническом решен ии ввод-вы вод информации от пользователя и в цифровую и аналоговую часть осуществляется без прерывания цикла реального времени моделирования, причем время ручного набора выводимой информации совмещено с выполнением операций вычисления в цифровой части системы и операциями цифроаналогового и аналого-цифрового преобразования в устройстве обмена, На этапе подготовки исходная задача разделяется одним из известных способов на две части, одна из которых предназначена для решения на аналоговой (ABM 1), а другая — на цифровой части устройства (ЦВМ 28). Связь между переменными в решаемой задаче осуществляется по каналам ЦАП 3 и АЦП2. Пусть при решении задачи ABM передаются переменные У>, У2,..., Уп1 из ЦВМ 28, а из ABM 1 в ЦВМ 28 переменные Х1, Xz...„Xì, В ЦВМ 28 вводится программа цифровой части задачи, в которой определено количество каналов цифроаналогового преобразования М1, а также прогрэ ма обработки прерываний, под управлением которой производится обмен информацией между памятью 10 и ЦВМ

28. В соответствии с этим первые Й = п +п2 ячеек БП10 отводятся для хранения п1 результатов преобразования с 1 по И-й канал

АЦП 2 и nz результатов ввода информации от пользователя, а следующие (И+1) -(Н+М) ячеек БП 10 отводятся для хранения данных, предназначенных для выдачи с 1 no M> канал ЦАП 3 и т2 ячеек данных, предназначенных для индикации пользователю (M = — 1+ >2) Программа аналоговой части вводится в ABM 1. В начале программы решения задачи по командам ЦВМ 28 в регистры 7 и 22 записываются конечные адреса обмена, равные значению начального адреса, увеличенному на величину М, для каналов ЦАП и

N для каналов АЦП, а также производится начальная установка счетчика 19 (начальный адрес обмена блока 10 с ЦВМ 28). По команде цифровой части задачи исходное 55 положение дешифратор 15 вырабатывает сигнал Исходное положение", устанавливающий триггер 17 в единичное состояние.

Сигнал с выхода триггера 17, поступая на второй вход элемента ИЛИ 45, вызовет поступление с его выхода единичного сигнала на вход счетчика 5, устанавливая его в начальное состояние (начальный адрес аналого-цифрового преобразования) и на второй вход ABM 1, устанавливая ее в режим "Исходное положение", Единичный сигнал с выхода триггера 17, поступая на первый вход элемента ИЛИ 46, вызовет поступление с его выхода единичного сигнала на вход счетчика 24, устанавливая его начальное состояние (йачальный адрес цифроаналогового преобразования), Единичный сигнал с выхода триггера 17, поступив на второй вход элемента ИЛИ 42, вызовет поступление единичного сигнала с выхода элемента ИЛИ 41 нв вход прерывания ЦВМ 28. При этом в блоке 28 управление передается программе обработки прерываний. При обмене информацией на первом этапе производится чтение M переменных Х1, Xz„., Xg из блока 10 в

ЦВМ 28, а на втором этапе — запись M переменных "), Yz,..., Ум из ЦВМ 28 в блок 10.

На первом этапе при выполнении команды

"Чтение" в ЦВМ 28 программой обработки прерываний сигнал с выхода "Чтение" 35

ЦВМ 28 вызовет поступление единичного сигнала с выхода элемента ИЛИ 20 на вход элемента 47 задержки и второй шинный формирователь 14 и разрешит поступление начального адреса счетчика 19 на адресную шину блока 10, По сигналу "Чтение" ЦБМ 28, поступающему на вход "Чтение" блока 10, информация иэ ячейки, соответствующей пе рвому каналу АЦП 2, поступит на шину 31 данных блока 10 и через узел 29 на шину 37

ЦВМ 28. Информация с шины данных заносится в ЦВМ 28 по адресу, соответствующему переменной Х1. П ри выполнении следующей команды "Чтение" единичный сигнал с выхода элемента 47 увеличит содержимое счетчика 19 на единицу, что приведет к чтению информации из ячейки, соответствующей второму каналу АЦП 2, и записи ее в ЦВМ 28 по адресу, соответствующему переменной Х2, Чтение остальных N— 2 переменных иа блока 10 в ЦВМ 28 выполняется аналогично; После того, как все N переменных введены в ЦВМ 28, программа обработки прерываний начинает запись переменных У1, Yz„... Y в блок 10, При этом сигнал с выхода "Запись" ЦВМ 28 вызовет поступление единичного сигнала с элемента ИЛИ 20 на вход элемента 47 задержки и второй вход формирователя 14 и разрешит поступление адреса переменной У1 из счетчика 19 на адресную шину 30 блока t0. По сигналу "Запись" ЦВМ 28, поступающему на вход "Запись" 32 блока 10, информация из

1755372

10 ячейки, соответствующей переменной У1

ЦВМ 28, поступит на шину 37 данных ЦВМ

28 и через формирователь 13 на шину 31 данных блока 10. Информация с шины 31 данных запишется в блок 10 по адресу, соответствующему первому каналу ЦАП 3. При выполнении следующей команды "Запись", единичный сигнал с выхода элемента 47 задержки увеличит содержимое счетчика 19 на

"единицу", что приведет к записи информа.ции в ячейку, соответствующую второму каналу ЦАП 3 из ячейки ЦВМ 28, адрес которой соответствует переменной Yz. Запись ос тальных (М-2) переменных ЦВМ 28 в блок

10 выполняется аналогично. После того, как все М переменных введены в блок 10, программа обработки прерываний осуществляет передачу управления в программу решения задачи моделирования. Таким образом; исходные данные, рассчитанные исходя из начальных условий, будут выданы в

АВМ 1 через ЦАП 3, а величины Х1 Х2...., Хм. .введенные первый раз в ЦВМ 28 при решении задачи не используются. По команде

"Пуск" из программы решения задачи.ЦВМ

28 сигналом с дешифратора 15 устанавливается в единичное состояние триггер 16, триггер 17 сбрасывается в "0". При поступлении единичного сигнала с выхода триггера 16 на третий вход АВМ 1. происходит ее установка в режим "Пуск" и начинается решение задачи в аналоговой части устройства, При поступлении единичного сигнала с выхода триггера 16 на второй вход АЦП 2 осуществляется его запуск на циклическую работу. При этом в АЦП 2 выполняется onрос и преобразование непрерывных сигналов, поступающих из АВМ 1, начиная с начального адреса (находится в счетчике 5) и по конечному адресу (находится в регистре 7). АЦП 2 преобразует аналоговый сигнал

АВМ 1 в дискретную форму и подает его на первый формирователь 8, вырабатывая при этом сигнал "Конец преобразования", который поступает на первый вход элемента И

11 и вход "Запись" 32 блока 10. Элемент И

11 с приходом разрешающего сигнала с выхода элемента И 44 вырабатывает сигнал, при поступлении которого на вторые входы формирователей 8 и 9 разрешается запись информации с выхода формирователя 8 в блок 10 по адресу, установлен ному в формирователе 9 с второго выхода счетчика 5, Элемент И 40 с поступлением на первый вход сигнала "Конец преобразования" и разрешающего сигнала с выхода -ген!ратора 4. вырабатывает сигнал, который поступает на: второй вход счетчика 5, вызывая увеличение его содержимого на единицу, После установления нового текущего адреса в счетчике

5, возможны несколько вариантов функционирования устройства. Если содержимое

5 счетчика 5 не больше содержимого регистра

7, то блок 6 сравнения не вырабатывает управляющих сигналов и АЦП 2 переходит к преобразованию сигнала со следующего канала АВМ 1. Если содержимое счетчика 5

10 больше содержимого регистра 7, блок 6 вырабатывает управляющий сигнал, который устанавливает счетчик 5 в начальное состояние. АЦП 2 переходит к преобразованию сигналов, начиная с начального адреса, что

15 обеспечивает циклическое преобразование непрерывных сигналов АЦП 2 и запись информации в блок 10. Управляющий сигнал с выхода блока 6 поступает на первый вход элемента ИЛИ 42, вызывая поступление

20 единичного сигнала с выхода элемента ИЛИ

41 на вход прерывания ЦВМ 28, и через элемент ИЛИ 58 на первый вход счетчика 19, устанавливая его в исходное состояние (начальный адрес информации блока 10 для

25 обмена с ЦВМ 28). B ЦВМ 28 при поступлении сигнала прерывания управление передается программе обработки прерываний, которая производит обмен информацией между блоком 10 и ЦВМ 28 так же, как и при

30 выполнении команды "Исходное положение" ЦВМ 28, Одновременно с этим, при поступлении единичного сигнала с выхода триггера 16 на второй вход ЦАП 3, осуществляется запуск ЦАП 3 на циклическую рабо35 ту. ЦАП 3 преобразует дискретную информацию, считываемую из последовательных ячеек блока 10, в непрерывные сигналы и выдает их в ABM 1, Чтение информации из блока 10 в ЦАП 3 разреша40 ется, если не производится обмен информацией между блоком 10 памяти и пользователем, нет записи преобразованной АЦП 2 информации в блок 10, а также отсутствует обмен переменными Х, Х2„„, 45 Xtv, Yt, Yz„... Ум между блоком 10 и ЦВМ 28.

В этом случае на выходах элементов НЕ 55, 56, 27 и 21 устанавливаются единичные сигналы. Разрешающий сигнал с выхода генератора 4 вызовет поступление единичного

50 сигнала с выхода элемента И 44 на второй вход элемента И 26. Сигнал с выхода элемента И 57 вызовет поступление единичного сигнала на вход "Чтение" 33 блока 10, на вход элемента 48 задержки и на второй вход

55 формирователя 25. По этому сигналу, поступающему на второй вход формирователя 12, разрешается выдача формирователем 12 адреса переменной, соответствующей первому каналу ЦАП 3, из счетчика 24 на адрес1755372

20

40 ную шину 30 блока 10. Информация из ячейки блока 10, соответствующей переменной, передаваемой по первому каналу ЦАП 3, поступит на шину 31 данных блока 10 и на первый вход формирователя 25, откуда затем поступает на третий вход ЦАП 3, При поступлении следующего разрешающего сигнала с генератора 4 единичный сигнал с выхода элемента 48 задержки увеличит содержимое счетчика 24 на "1", что приводит к чтению информации из ячейки, соответствующей второму каналу ЦАП 3, Увеличение содержимого счетчика 24 будет происходить до тех пор, пока оно на станет больше содержимого регистра 22. В этом случае блок 23 сравнения вырабатывает единичный сигнал, который, поступив на первый вход счетчика 24, установит его в начальное состояние. При появлении очередного сигнала с выхода генератора 4 снова произойдет чтение информации из ячейки, соответствующей первому каналу ЦАП 3. Таким образом обеспечивается циклическая работа ЦАП 3, В устройстве операции цифроаналогового преобразования не выполняются в случае, если производится обмен информацией между блоком 10 и ЦВМ 28, В этом случае единичные сигналы с выходов "Чтение" 35 или "Запись" 36 ЦВМ 28, поступив соответственно на первый и второй входы элемента

ИЛИ 20, вызовут появление сигнала нулевого уровня на выходе элемента И 26 независимо от сигналов на первом и втором его входах. Сигнал с выхода элемента И 57, поступив на вторые входы формирователей 12 и 25, запрещает чтение информации с блока

10 в ЦАП 3. По этому же сигналу во время обмена информацией между блоком 10 и

ЦВМ 28 содержимое счетчика 24 не увеличивается. После окончания обмена между блоком 10 и ЦВМ 28 цифроаналоговое преобразование продолжится. Работа ЦАП 3 приостанавливается также при записи преобразованной АЦП 2 информации в блок 10.

В этом случае запрещающий сигнал на выходе элемента И 26 появится вследствие поступления инвертированного элементом

НЕ 27 единичного сигнала "Конец преобразования" с первого выхода АЦП 2. Сигнал

"Конец преобразования", поступив на первый вход элемента И 43, в случае наличия единичного сигнала на втором его входе (свидетельствующего что производится обмен информацией между блоком 10 и ЦВМ

28), вызовет поступление единичного сигнала на второй вход элемента ИЛИ 41 и на вход "Прерывание" ЦВМ 28. По сигналу прерывания ЦВМ 28 начинает выполнять программу обработки прерываний, которая, определив по взведенному признаку повторного входа, что происходит обмен информацией между блоком 10 и ЦВМ 28; организует задержку в обмене очередной информацией на время записи информации из АЦП 2 в блок 10. Сигнал "Конец преобразования" не вызовет прерывания работы

ЦВМ 28, если обмен информацией между блоком 10 и ЦВМ 28 не происходит (с выходов "Чтение" 35 и "Запись" 36 ЦВМ 28 поступают сигналы нулевого уровня на второй вход элемента И 43, запрещая прохождение единичного сигнала "Конец преобразования" на выход элемента И 43).

Запись данных клавишного регистра пользователя 60 в блок 10 осуществляется по адресу, записанному в регистр 51 адреса пользователя. Данные, считываемые из блока 10, высвечиваются на устройстве индикации данных пользователя, Чтение или запись .нформации пользователем разрешено, когда нет обмена информацией между блоком 10 и ЦВМ 28 и не производится запись преобразованных АЦП 2 данных в блок 10 (с выхода элемента И 26 поступает запрещающий сигнал на элементы И 52, 49 и 50).

В конце программы решения задачи моделирования выдается команда "Исходное положение", которая, поступив с выхода дешифратора 15 на триггеры 16 и 17, переводит устройство в исходное состояние.

Ввод-вывод информации пользователем в ЦВМ 28 и ABM 1 осуществляется через блок 10 памяти. Для ввода информации в БП пользователь набирает адрес необходимой ячейки блока 10 памяти на клавишном регистре 60, который через шифратор 61 при наличии разрешающего сигнала на выходе схемы И 52 заносится в регистр 51 адреса.

После этого пользователь набирает на клавишном регистре требуемую информацию, которая через шифратор 61 поступает на восьмой шинный формирователь 62, При нажатии пользователем кнопки "Запись" (ЗпД), единичный сигнал с выхода шестого элемента И 49 разрешит прохождение информации на шину 31 данных БП. Одновременно с этим единичный сигнал с выхода шестого элемента И ЧИ 54 вызовет прохождение адреса с девятого шинного формирователя 63 на шину адреса БП 30 и единичного сигнала на шину "Запись" БП

32. Чтение информации из БП 10 происходит аналогично, В этом случае информация из регистра адреса пользователя 61 поступает на шину адреса БП 30 при нажатии на кнопку "Чтение" (ЧтД). Появление единич13

1755372

14 соединен с первыми входами второго, третьего, четвертого элементов И, входомвыходом "Запись" блока памяти и через первый элемент НŠ— с первым входом пятого элемента И, входы-выходы "Запись" и

: "Чтение" блока памяти соединены соответственно с первым и вторым вйходами цифровой вычислительной машины и объединены с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ соответственно, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, через первый элемент задержки"- co счетным входом счетчика адреСа, а через еторой элемент НŠ— с вторым входом пятого элемента И, третий вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента Й и через третий элемент НŠ— с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, устайовочный вход которого соединен с выходом второго элемейта ИЛИ, первый вход которого и первый вход третьего элемента

ИЛИ соединены с выходом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом"первого йгистрра; йнформационный вход которого и информационный вход второго регистра подключены к третьбЬу выходу цифровой вычислительной машины, четвертый выход которой соединен с входом дешифратора адреса, первый выход которого соединен с установочнйм входом первого регистра, выход первого триггера соединен с единичным входом третьего триггера, входами запуска цифроаналогового и эналогО-цифрового преобразователей и аналоговой вычислительной машины, выход второго триггера соединен с нулевым входом третьего триггера, вторыми входамивторого и третьего элемейтов ИЛИ, первым входом пятого элемейта ИЛИ и установочным входом аналоговой вычислительной машины, выход третьего триггера соединен с вторым входом первого элемента И, выход пятого элемента ИЛИ соединен с установочным входом второго счетчика, а второй вход — с выходом второго блока сравнения, первый и второй входы которого соединены с первым выходом второго счетчика и выходом второго регистра соответственно, второй выход второго счетчика через третий шинный формирователь соединен с входами-выходами адреса блока памятй и с адресным входом цифроаналогового преобразователя, информационный вход которого через шестой шинный формирователь соединен с входами-выходами данных блока памяти, а выход соединен с информаВведение пользователя в контур peuJeния задачи позволяет производить с его стороны дополнительный контроль и 15 диагностику прохождения аналого-цифрового моделирования.

Индикация информации в цикле реального времени без прерывания аналого -цифровой задачи позволяет пользователю 20 осуществлять контроль правильности решения, а также позволяет принять решение rlî дальнейшему плану исследования. Возможность ввода информации в цифровую и аналоговую часть системы позволяет 25 моделировать человеко-машинные системы (тренажеры), где пользователь управляет объектом в реальном времени. Дополнительно система для обмена информацией может осуществлять в автономном"påæèìe 30 контроль, в том числе и динамический, ABM

1.

Формула изобретения

Устройство для обмена информацией,, между аналоговой и цифровой вычислитель- 35 . ными машинами, содержащее цифроайалоговый преобразователь, генератор тактовых импульсов, блок памяти, дешифратор адреса, первый, второй и третий триггеры, два" регистра, два счетчика, счетчик адреса, два 40 блока сравнения, шинные формирователи, с первого llo седьмой элементы И, НЕ, задержки, элементы ИЛИ, с первого по йятый, аналого-цифровой преобразователь, информационный вход которого подключен к 45 выходу аналоговой вычислительной машины, выход генератора тактового импульса соединен с первым входом первого элемента И, первый вход первого блока сравнения соединен с первым выходом первого счетчи- 50 ка, информационные выходы аналого-цифрового преобразователя через первый шинный формирователь соединены с входами-выходами данных блока памяти, а адресный вход — с вторым выходом первого 55 счетчика и через второй шинный формирователь — с входами-выходами адреса блока памяти, выход сигнала "Конец преобразования" аналого-цифрового преобразователя ного сигнала на выходе седьмого элеМента . И 50 разрешит чтение информации из БП 10.

Через десятый шинный формирователь 64 данные, считанные из БП, поступают на дешифратор 59 и затем на устройство 60 инди- 5 кации.

Пользователь имеет доступ к любой ячейке БП при чтении, однако при записи данных в БП 10 он должен использовать лишь те ячейки, которые не участвуют в ана- 10 лого-цифровом и цифроаналоговом обмене.

1755372

16 ционным входом аналоговой вычислитель- ны и.соединены с выходом пятого элемента ной машины, выход счетчика адреса через И, а вторые входы являются соответственно четвертый шинный формирователь соеди- шинами "Запись" и "Чтение", выходседьмоненсвходами-выходамиадресаблокапамя- го элемента И соединен с первым входом ти, выход третьего элемента ИЛИ вЂ” с 5 щестого элемента ИЛИ, второй вход которопервым входом четвертого элемента ИЛИ, го соединен с:выходом шестого элемента VI, второй вход которого соединен с выходом: с выход — с управляющим входом девятого четвертого элемента И, и выход подключен шинного формирователя, шины "Запись" и к пятому выходу цифровой вычислительной "Чтение" через четвертый и пятый элементы машины, выход третьего элемента И соеди- 10 НЕ соответственно соединены с первым и

"нен:с управляющими входами первого и вто- вторым входами восьмого элемента И, трерого шинных формирователей, тийвходкоторогосоединенсвыходомпятовходы-выходы данных блока памяти через го элемента И, а выход —. с пятый и седьмой шинные формиронатели входами-выходами "Чтение" блока памяти, соединены с третьим выходом цифровой вы- 15 с управляющими входами третьего и шесточислйтельной машины, управляющий вход го шинных формирователвй и через второй четвертого шинного формирователя под- элемент задержки — со счетным входом втоключен к выходу первого элемента ИЛИ, а рого счетчика, второй выход дешифратора управляющие входы пятого и седьмого шин-, адреса соединен с установочным входом ных формирователей соединены с соответ- 20 второго регистра, третий — с S-входом перствующими первым и вторым выходами воготриггераи Й-входом второготриггераи цифровой вычислительной машины, о т л и- четвертый выход — с R-входом первого и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения S.-входом второго триггера, выход седьмого времени ввода-вывода информации в цикле элемента ИЛИ соединен с установочным реального времени моделирования динами- 25 входом счетчика адреса, а первый и второй ческих систем, в йего введены регистр адре- входы — с выходом первого блока сравнения са, с шестого по девятый элементы И, и вторым выходом дешифратора соответстшестой и седьмой элементы ИЛИ, четвер- . венно, причем регистр клавиатуры через тый и пятый элементы НЕ, регистр клавиа- шифратор Соединен с входом регистра адтуры, шифратор и дешифратор, восьмой, 30 реса, который через восьмой шинный фордевятый и десятый шинные формирователи, мирователь соединен с входами-выходами второй элемент задержки и устройство ин- данных блока памяти, управляющий вход дйкации, причемвыходрегистрацииадреса восьмого шинного формирователя соедисоединен через девятый шинный формиро- нен с выходом шестого элемента И, первый ватель с входами-выходами адреса блока 35 вход девятого элемента И является шиной памяти, входы-выходыданныхблокапамяти "Запись адреса", второй вход соединен с через десятйй шинный формирователь и де- выходом пятого элемента И, а выход — с шифратор соединены с входом устройства управляющим входом регистра адреса, выиндикации, управляющий вход десятого ходы седьмого и шестого элементов И соешинного формирователя соединен с выхо- 40 динены,с входами-выходами "Чтение" и дом седьмого элемента И, первый входы "Запись" блока памяти соответственно, шестого и седьмого элементов И объедине1755372

Л7

Л

Я.Ч

Составитель Г. Чурилова

Редактор Ю. Середа Техред М.Моргентал Корректор Т, Палий

Заказ 2898 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР"

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

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