Управляющий автомат цифрового устройства числового управления

 

(t)) 5073 53

ОЛ ИСАНИНА

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (6)) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заивлено 27.07.72(21) 1809589/18-24 с присоединением заявки № ("). 05 В 19/18

ГмударстненнФ юатнт

Сютс Меес рна ИР

Пб ДИВМ н36lfp678lf_#_9

И OI i(PgfNA (23) Приоритет (4З) ОИУОлнковано25.08.76.Бюллетень ¹ 81 (45) Дата опубликования бписания28.02.77, (Я» Д К 681. 3 25

4О88.8) E. K. Белов, В. B. Га"äà, A. П. Рульденбельк, В. Г. Заборовский, Я. С. Иванов, Л. П. Козлов, В. Г, Колосов„ Н. И. Колосова и В. Ф. Мелехин (2) ABT(3Pbi изобретения

Ленинградский ордене Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина и Ленинградский электромеханический завод (54) УПРАВЛЯ(ОШИЙ АВТОМ)Л У:. . РОЙСТВА ЧИСЛОВОГО

ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Предлагаемый управчиощий автомат относится к управляю(ппм машинам на базе средств вычислительной техники, в частнос ти, он может быть использовен в цифровых устройствах числового програмн(ного управления металлорен(ушими стенкемц;

Известные управлщощие автоматы управ-, лявших машин содержат счедуюшие функциональные блоки: распределитель, реализую« щий работу 1(ВМ п6 программе путем возбуж- ;. ден1я одной нз своих выходных IIIHH, кежД(1й КО), ЦДа, COQTBBTСтЦУЕT СВОЯ ШИНЕ» РЕ«« гистр адресе команды, хоаняший код адресе1

Ф

1(оманд4 при бсзусловных и услОвных пере«» хода (ре1 и("1 р епреса ко11(анды дл4д храня fF ния е -,(,, ; е,; .,ендь(к которой необходимо

Обрати - :", и л" ч ч а;.,1ПОГ(нения стандартнОй подпро(реь&4ы при gB pGHI oBoM режиме работы управляющего автомата; постоянное зепоминакнпеа устройство для хранения к+ Я) манд;- дешифратор адреса команды; регистр кода операиии; дешифратор кода операции; микропрогрек(.«п .ий автомат,, обеспечивеюший, выполнение одной команды путем выдачи не-1 обходпмой последовательности управляюших 25

2 сигналов микрООпераний регистры адресе операндов для хранения адресной части команды. Каждый из перечисленных блоков является функционально, а часто и ((онструктивно с самОстоятельным устрОйствОм, поетому известные управляющие автоматы весьма слОжны «

Отличие предлагаемого автомата состоHT B TOM«,HT „C IIeJikIO COKpBIIjBHHR оборуд(ванна и повышения надежности его работы, цепи считывания схем управления программами и командами дешифраторы запомина юших блоков выполнены единообразно в виде разветвленной цепи с двумя переключателями импульсов тока дроссельного типа на магнитных сердечниках и диодной координатной сетки между ними, причем в выходные ветви цепи считывания схемы управления программами последовательно с диодами координатной сетки включены шины записи соответствуюших магнитных сердечников схемы управления командами, дешифреторов адреса

I запоминающих блоков, а в выходные ветви цепи считывания схемы управления командаL мн включены входные обмотки .соответствук

507153 ших магнитных сердечников схемы формиро »« вания контрольных сигналов, схема управления программой содержит два дополнительных переключателя импульсов тока дроссельного типа на магнитных сердечниках, шины записи которых включены в ветви диодной координатной сетки основной цепи считывания схемы управления программой, а в цепи считывания дополнительных переключателей включены шины записи сердечников основных переключателей, шины запрета которых подключены к выходам схемы формирования КоНтрольных сигналов.

На чертеже приведена схема предлагаемого автомата.

Схема 1 управления программой, представляющая собой управляемый распределитель, своими выходными шинами 2 в виде прошивок связана с магнитными сердечниками схемы 3 управления командой, дешифратора 4 адреса буферного запоминающего блока, регистров 5 адреса, дешифратора 6 адреса, а также с входными цепями тактового устройства 7 и схемы приоритета 8.

Считывание и начальная установка магнитных сердечников схемы 1 управления программой осуществляется от своег тактового устройства 9 по цепям 10, 11, 12 и 13.

Настройка схемы 1 на выполнение определенной программы осуществляется с пульта 14 упразднения или от схемы приоритета 8 по цепям 15 и 16. Приразветвлении программы дополнительная настройка схемы 1 осуществляется схемой 17 формирования контрольных сигналов по цепям 18. Считывание схемы управления командой 3 осуществляется от своего тактового устройства 7 по цепям 19 и 20. Накопитель 21 соединениями адресных шин разделен на три части: буферный запоминающий блок 22, оперативный запоминающий блок 23 и функциональный блок 24. Разрядные шины 25, общие для всего накопителя, подключены ко входам усилителей воспроизведения и выходам формирователей записи регистра регенерации 26.

Выходные цепи усилителей воспроизведения коммутируются стробирующими ключами 27.

Выходные шины схемы управления командой

3 по цепям 28 и 29, возбуждаемым в такт считывания и записи накопителя 21 соответственно, связаны со входами формирователей 30 импульсов тока, предназначенных для формирования импульсов тока в цепи опроса дешифраторов 4 и 6 и регистров 5, а также со входами формирователей схемы 17, ре» версивных ключей 31. Назначение этих связей — формировать необходимые управляющие сигналы за счет возбуждения соответству « формирователей. цепь 29 схемы 3 связана также с тактовым устройством 9 для передачи сигнала об окончании очередной команды. Выходы реверсивных дешифраторов

4 и 6 подключены к адресным шинам бло4 ков 22 и 23 соответственно. Выходы регистров 5 адреса соединены с обмотками записи магнитных сердечников дешифратора 6.

Схема 1 управления программой содержит четыре группы магнитных сердечников

32, 33, 34 и 35. На каждом сердечнике имеются многовитковые (распределяющие) обмотки считывания и одновитковые обмотки записи. Распределяющие обмотки включены в

ld цепи распределения тока, подключенные к цепям 10 и 12 тактового устройства 9, и выполняют роль переключателей тока. Между распределяющими обмотками групп сердечников 32 и 33 включена диодная дешифрирущ юшая матрица с выходными шинами 2. Количество выходных шин равно произведению числа сердечников. Выходные шины 2, помимо отмеченных выше связей, соединены также с обмотками записи групп сердечников 34 и

ЗЬ 35. С помощью этих обмоток при считывании по цепи 10 производится соответствующая установка магнитного состояния групп сердечников 34 и 35. В цепь 11 считывания групп сердечников 34 и 35 включены обмот® ки записи групп сердечников 32 и 33. Если происходит переход к следующей команде программы, то в соответствующую ветвь цепи 11 включается только одна обмотка записи группы сердечников 32 (33). Если требуется разветвление программы, то включается несколько обмоток записи тех групп сердечников 32 (33), которые определяют выходы схемы 1, соответствующие всем возможным следующим командал данного раз40 ветвления. При этом другие обмотки записи групп сердечников 32 и 33 по цепи 18 соединяются с выходами схемы 17. Схема контроля выявляет условие перехода к той или

46 иной команде и формирует импульсы тока в соответствующих цепях 18. При этом группы сердечников 32 и 33 размагничивают условно " вниз", так, что в каждой группе намагниченным условно "вверх" остается толь р ко один сердечник соответственно требуемому выходу.

Схема 3 управления командами содержит также четыре группы сердечников 36,37,38 и 39. Между распределяющими обмотками

35 сердечников 36 и 37 включена диодная мач рица с цепями 28, предназначенными для формировании управляющих сигналов в такт считывания накопителя. Аналогично между распределяющими обмотками сердечников 38

® и 39 включена диодная матрица с цепями

507153

29 для формирования управляющих сигналов управления программой и ее тактовое устройв такт записи. Обмотки записи сердечников ство 9. При этом в схему 1 в каждой из

36 и 37 включены в выходные шины 2 схе- групп основных сердечников 32 и 33 (предмы 1 управления программой и служат для варительно намагниченных " вниз" импульсом соответствующей настройки схемы 3 схемой 0 от устройства 9) по одному сердечнику пере1 согласно выполняемой команде. Другие об- магничивается "вверх", В следующий такт мотки записи сердечников 36 и 37 включены тактовое устройство 9 формирует импульс в цепь 20, а обмотки записи на сердечниках тока в цепи 10, который группами сердеч38 и 39 — в цепь 19, Эти связи обеспечи- ников 32 и 33 коммутируется на соотвеп вают подготовку необходимого магнитного Ю ствуюшую выходную шину 2 и производит

l/ II состояния одной группы сердечников при счи- соответствующую подготовку вверх магнитывании другой группы в соответствии с тного состояния одного из серде н ( ого из се ечников(36 и переходом от одной микрокоманды к дру- 37, 40и41, 44и4, 34и 35) вкажгой. дой группе, а также записывает код адреса дешифратор 4 адреса содержит четыре 0 второго операнда и Результата в регистры руппы магнитных сердечников 40 41 42 5 и возбУж ает тактовое УстРойство 7. Далее схемы 1 и 3, возбуждаемые своими тактовыми устройствами, работают параллельно. заны с выходными шинами 2 схемы 1 управ30

Работа схемы 1. В следующем такте усления программой и служат для ввода адре- тройство 9 фоРмиРУет импУльс тока в песа в дешифратор 4 . другие обмотки записи пи 12, котоРый намагничивает гРУппы ceP-э

n n и и сердечников 40 и 41 включены в соответ- дечники 32 и 33 вниз . Далее импульсом ствующие цепи считывания сердечников 42 п оисходит считывание серн 43. Обмотки записи сердечников 42 и 43,® дечных групп 34 и 35. Если в соответствии с включены в соответствующие цепи считыва- алгоритмом выполняемой программы, после ния сердечников 40 и 41. Эти связи обес- выполнения данной команды (соответствуюпечивают регенерацию магнитного состояния шей рассмотренному ци лу р от е" ассмот енном цикл аботы схемы1), сердечников и возможность многократного азветвления то в соответствующих ветобрашения по заданному адресу блока 22. Э0 вях цепи 11 последовательно с обмотками

Между обмотками считывания сердечников считывания групп серд чни п се дечников 34и 35 вклю40, 41 и 42, 43 включены диодные матри чаются шины записи на одну из групп сердечи этом в группах этих серцы считывания и записи, на объединенные ников 32 и 33. При эт м Ру выходы которых включены адресные шины д ечнико в ока зь ваются н м ч к в оказываются намагниченными "вверх блока 22. только по одномч из сердечников, а осталь— ные- намагничены вниз." Магнитное состояДе ифратор адреса 6 имеет также четы- ние этих сердечников определяет новое сосре группы магнитных сердечников 44, 45, тояние схемы 1, соответствуюшее следую46 и 47 и формирователь импульсов тока. щей команде. Работа тактового устройства

Обмотки записи сердечников 44 и 45 вклю- 40 9 на этом заканчивается. чены в выходные шины 2 схемы 1, По этим связям происходит запись адреса первого опе- Если по алгоритму, после выполнения ранца. Другие обмотки записи этих же сер- данной команды, идет разветвление, по кодечников включены в выходные цепи регист - торому возможен переход к одной из "к" ров 5. По этим связям записываются адре- 45 команд в зависимости от некоторых условий. са второго операнда и результата. Обмотки то отличие в работе схемы 1 от расмотрензаписи сердечников 46 и 47, распределяю- ного заключается в следующем. Каждой из ших импульсы записи блока 23, включены этих "к" команд соответствует намагничивав цепи считывания сердечников 44 и 45, ние "вверх" по одному из групп сердечников предназначенных для считывания блока 23. 60 32 и 33 в группах. В рассматриваемом

Эти связи обеспечивают подготовку магнит- случае в соответствующей ветви цепи 11 ного состояния сердечников 46 и 47 в последовательно с обмотками считывания соответствии с адресом, записанным на сер- групп сердечников 34 и 35 включены шины дечниках 44 и 45. Между обмотками считы- записи всех тех сердечников, которые опревания сердечников 44, 45 и 46, 47 включены Оделяют выходы упомянутых "к" команд, к диодные матрицы считывания и записи, на которым возможен переход. При этом в кажобъединенные выходы которых включены ад- дой из групп сердечников 32 и 33 намагниресные шины блока 23. тятся "вверх" более чем один сердечник, и

По сигналу с пульта 14 или со схемы перед считыванием по цепи 10 требуется приоритета 8 поступает сигнал на схему 1 00 доопределить состояние схемы 1, размаг507153

7 нитив вниз" "ненужные сердечники,, Это размагничивание осуществляется по шинам запрета импульсами тока, формируемыми схемой 17, на которую поступает необходимая информация с выходов операционного . Э блока. Возбуждаетси схема 17 от.схемы 3 .

Из рассмотрения,,работы схемы 1 сле- . дует, что включение в нее групп сердечников : . 34 и 35 с соответствующими связями позво-1 ляет выполйять функцию выборки следующей команды и функцию раэветвпеййя алгоритмов.!

Работа схемы 3. После возбуждения уст%1 ройства 7 оно формирует импульсы тока последовательно в цепях 19 и 20. Эти импульсы комму ируются соответственно распределяюшими обмотками групп сердечников 36, 37 и 38, 30. Р :е. ;„,- яа:» састаяние схемы 3 перед начае a«! раба..н усе,:î != ства 7 определяется импуле;:.:О,:: т:. ка в саат-,® ветствуюшей выходной UmBe 2, В соответствии с этим состоянием первый импульс Тска коммутируется но цепи 29, сООтветствуюшей первой микроаперацни вhIIIABHgeMoll комаиды. fkpa этом цо шипам з .целан ОООтцет- @ ствеино готовится магнитное Состояние групп/ сердечников 38 и 39. ПО цепи 28 импульс токе поступает в формирователи ЗО, на з-! входы реверсивных ключей 31.. - . т.::;кже п4.".. управляюший вход стаабн;) „-," цн е;х е-.,;, --T,!-, i;:,. ", Я !

В соответствии с характерам Вьпн1пняеыОй микрооперации происхадит пцбо вазбу.:кпение :, формирователей считывания дешифратора 4, либо возбуждение фармирeP>Tt ë = и c"тнтыва ния дешифратора б, либо взз6„-:-.Те-;г.::.:: р==": 35 версивных ключей 3 1. ИОзй„:, -,кд;-. нн -: ООО i .!- т-: ствуюшего страбирук>шага клю"le 27 позво-; ляет коммутировать считанную иня Ормадпеа в цепи записи в роге:стр,ягык .; Они. "-..; c- =н::— гом ипи без сдвнга„а т-;.к:;,:...:., цг". «. е.а:-,,!:.:- t1 - 46

- в схему контроця н внешеене блоки„е с ь:дуюший такт импульс тока коммутнруетс l О цепи 29 в сООтзетствуеащбй втОрай .;!IIEpo-операции и опредепчемый магнитным состоянием групп сердечников 38п 39, При этам 46 по шинам записи гатов, ется магцееT;;o .е„ние групп сердечников Зб н 37, -.0oтв:=Tcòèy ющее следующей (трзтъей) мнкраан::-.рапп:,.

ПО цепи 29 импульс така поступает наформирователи 3О, на вхады. реверсивных ключе и

3 1 на вход считывания Оегеп TI Q ."г1 н сн 1. : .

1 а также если выполняемая микрООперацня яв- . ляется последней в выполняемой команде, ееа вход возбуждения устройства 9 и Ila вход счи-, тывания схемы 1 7. Если выполняемая мпкрсоперация не является последней, та сда-за н О-:. буждается устройство 7. В а"oTв :.Т<..т :. ". с характером вынопняемой (второй) мнкрсоперации происходит возбуждение форьыраватепей записи денн1фратора 4 или 6 нпи ревер- Ф

8 сивныи ключей. Одновременно считывается регистр регенерации . и формируются .лмпуль-. сы тока записи в разрядных шинах 25. В соответствии с этим происходит запись в на, капитель 21. Следует заметить, что в соответствии с возбуждением формирователей заниси. запись может производиться одновременно в ячейки блоков 22, 23 и 24, причем э.,ячейках блока 24 при записи выпопня- итси логические операции дизъюнкции ипи

®яъюкции. " При выполнении рассйеатриваемой микрооперации и формирователях.ЗО импупьсомепо цепи 29 может-возбудиться также формиро-, вятепь, считывающий: один из регистров.5. . Прп этом адрес из, рее ис.:р;: передается в . дешифратор 6 и определяет магнитное сас . таяние групп сердечников 44 н 45. Следует заметить, что адрес первого операнда запоминается, непосредственно сердечниками дешифратара 6. Если выполняемая микрооцьрацич является последней в команде, то по цепи 29 снова возбуждается устройство B, . а устройство 7 прекращает работу, пока не получит новый сигнал с выходных шин 2 от . схемы 1.

Одновременна с возбуждением устройства 9 происходит считывание схемы 17, кото рая в соответствии с результатом выполненйой команды формирует импульс тока по цепи

18, которые доопределил состояние схемы . 1. После этого в каждой из грунп сердеч -: ников 32 и 33 остаьттся ненамагниченнымй..

"вверх" только по одному сердечнику;

Устройство 9 начинает работу с:формирэвапия импульса тока по пени 13. Далее раба та продолжается в соответствии с тем как было рассмотрено выше. Если выпопненйая команда является последней в данной программе, то сигнал об атом с выходных,шин

2 поступает в схему нрияритета 8. В сооТ ветствни с ссстаякием этой схемы форйируется сигнал настройки схемы 1 по цепи

16 на вЫпапнение новой команды.

Работа дешифраторов 4 и 6. Группы сердечников 40 и 41 коммутируют импульс тока считывания блока 22, формируемый формирователями 30. Группы сердечников

42 и 43 коммутируют импульс тока записи в блоке 22. Последовательно с обмотками считывания Одной группы сердечников вкпеочены шины записи другой группы.

Зто позволяет регенериравать магнитное состояние сердечников и многократно Обращаться па заданному адресу. Этот режим используется при вводе в блок 22 исходной

5071 53

Управляющий автомат устройства числового программного управлении, содержащий операционный блок, выполненный на однородных магнитных матрицах с обшей разрядной системой воспроизведения записи, включающий вычислительно-логический блок, буферное и оперативные запоминающие блоки, подсоединенные соответственно к реверсивным ключам и к двум дешифраторам адреса, схемы управления программами и командами, схему формирования контрольных сигналов условных переходов и схему приоритета, соединенную со схемой управления программами,отличающийся тем,что,с целью сокрашения оборудования и повышения надежности его работы, схемы управления программами и командами, дешифраторы запоминающих блоков выполнены в виде разветвленной цепи с двумя переключателями импульсов тока дроссельного типа на магнитных сердечниках и диодной координатной сетки между ними, причем в выходные ветви цепи считывания схемы управления программами последовательно с диодами координатной сетки включены шины записи соответствующих магнитных сердечников схемы управления командами, дешифраторов адреса запоминающих блоков, а в выходные ветви цепи считывания схемы управления командами включены входные обмотки соответствующих мат нитных сердечников схемы формирования контрольных сигналов, причем схема управления программой содержит два дополнительных переключателя импульсов тока дроссельного типа на магнитных сердечниках, шины записи которых включены в ветви диодной координатной сетки основной цепи считывания схемы управления программой, а в цепи считывания дополнительных переключателей вклн» чены шины записи сердечников основных переключателей, шины запрета которых подключены к выходам схемы формирования конт ропьных сигналов.

Спедоватепьно, построение схем 1, 3 и дешифраторов 4, 6 по схеме дешифраторов ®

= диодной матрицей и переключателями импупь=ов тока на магнитных сердечниках с прямоугольной петпей гистерезиса позволяет повы=ить экономичность и надежность устройства. Это достигается за счет многофункциэнапьного использования магнитных сердечников и соответствующих связей, выполненных в виде прошивок через сердечники. Много ункциональное использование магнитных 40 сердечников заключается в том, что при за писи они выпопнчют логические функции, связанные с преобразованием кода и выявлением условий перехода, при считывании— коммутации выходных сигналов, а в проме- Я кутках между записью и считыванием функцию памяти. информации. Числа поступают поспедовательно по одному десятичному разряду в двоично десятичном коде. Программой ввода обеспечивается последовательное преобразование его в двоичный код. При выполнении этой

4 программы требуется многократное обращ ние к бпоку 22, Под-пючение дешифрирующих диодных матриц к распределяющим обмоткам сердечников дешифратора, а также подключение последних к формирователям считываниязаписи более подробно рассмотрены в описа нии к авт. св. 247351. 14

Отпичием дешифраторов 4 и 6 является топько то, что в цепь считывания группы сердечников 46 и 47, коммутирующих импульс тока записи бпока 23, шины записи 39 групп сердечников групп 44 и 45, предназначенных дпя коммутации тока считывания блока 23, не включены, так как регенерация состояний дешифратора 6 не требуется. Состояние дешифратора 6 перед каждым обращением к блоку 23 определяется сигналами от схемы 1 ипи от регистров 5.

Формула изобретения