УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ЦИФРОВЫХ СИГНАЛОВ Российский патент 1994 года по МПК H04L5/14 

Изобретение относится к средствам вычислительной техники и электросвязи и может быть использовано для организации обмена информацией в сетях ЭВМ.

Известно устройство для передачи-приема информации в виде импульсов по двухпроводной линии связи, содержащее центральный блок, блок записи информации и периферийные блоки (см. авт. св. СССР N 1185633, кл. Н 04 L 11/10, опублик. 1985). Центральный блок управляет периферийными блоками и блоком записи информации. Вся информация с периферийных блоков заносится в блок записи информации для дальнейшего использования. К недостаткам данного устройства следует отнести временное разделение информационных, управляющих и синхронизирующих сигналов, что снижает быстродействие устройства. Передача и прием информации разделены во времени, непосредственный обмен между периферийными блоками невозможен (последние работают на блок записи информации). Все это усложняет устройство, снижает его функциональные возможности.

Известно также устройство приема и передачи информации, содержащее периферийные блоки, которые передают информацию, блок записи, принимающий информацию, центральный блок, осуществляющий управлением приемом и передачей информации по двухпроводной линии связи (см. авт. св. CCCP N 1378076, кл. Н 04 L 11/10, опублик. 1988). Это устройство имеет такие же недостатки, как и устройство по авт. св. N 1185633, несмотря на некоторое повышение быстродействия.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для передачи и приема цифровых сигналов, содержащее на передающей стороне первый элемент И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом регистра сдвига, третий элемент И, первый вход которого соединен с входом элемента задержки, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и входу одновибратора, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, третий вход которого соединен с вторым входом третьего элемента И и с вторым входом первого элемента И, третий вход которого подключен к выходу инвертора, вход которого соединен с выходом регистра сдвига, вход синхронизации которого подключен к выходу третьего элемента И, первый вход которого является синхронизирующим входом устройства, управляющий вход которого является вторым входом третьего элемента И, а на приемной стороне выход одновибратора подключен к входу синхронизирующего регистра сдвига, информационный вход которого соединен с входом одновибратора (см. авт. св. N 1172047, кл. Н 04 L 5/14, опублик. 1985). К недостаткам данного устройства следует отнести отсутствие совмещения линий приема синхронизирующих и управляющих сигналов, а также отсутствие цепи записи параллельного кода в регистр сдвига на передающей стороне устройства. Отсутствует также взаимозаменяемость передающей и приемной сторон устройства (схемно различаются). Все эти недостатки приводят к сужению функциональных возможностей и усложнению устройства.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и упрощение устройства для передачи и приема цифровых сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для передачи и приема цифровых сигналов, содержащее регистр сдвига, одновибратор, двухвходовый элемент И, дополнительно введены две оптопары и двухтактный триггер, причем входы первой и второй оптопар подключены к двухпроводной шине первого входа устройства во взаимно противоположном направлении, выход первой оптопары подключен к установочному входу двухтактного триггера и первому входу элемента И, выход второй оптопары подключен к счетному входу двухтактного триггера и к тактовому входу регистра сдвига, выход двухтактного триггера подключен к последовательному вводу регистра сдвига и второму входу элемента И, выход которого соединен с входом одновибратора, выход последнего соединен с входом выбора режима регистра сдвига, выход которого является выходом устройства, а параллельный ввод информации регистра сдвига является вторым входом устройства.

Добавлением в устройство для передачи и приема цифровых сигналов двух оптопар, входы которых включены во взаимно противоположном направлении на первом входе устройства, и двухтактного триггера позволяет сократить общее количество блоков (элементов), применяемых в данном устройстве, повысить функциональные возможности устройства в части организации одновременной передачи и приема цифровых сигналов в последовательном коде. Устройство также позволяет организовать запись информации в параллельном коде предложенного устройства.

На фиг. 1 изображена структурная схема; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит двухпроводную шину первого входа Вх1. Входы двух оптопар 1 и 2 подключены к двухпроводной шине первого входа Вх1 во взаимно противоположном направлении. Выход первой оптопары 1 соединен с установочным входом двухтактного триггера 3 и первым входом элемента И 4, выход которого соединен с входом одновибратора 5, выход второй оптопары 2 соединен со счетным входом двухтактного триггера 3 и тактным входом регистра сдвига 6. Выход двухтактного триггера 3 соединен с последовательным вводом регистра сдвига 6 и вторым входом элемента И 4. Выход одновибратора 5 соединен с входом выбора режима регистра сдвига 6, входные шины записи информации в параллельном коде которого являются одновременно вторым входом Вх2 устройства. Выход регистра сдвига 6 является одновременно выходом устройства Вых.

Устройство работает следующим образом.

В режиме записи логической "1" и сдвига на вход Вх1 подается в первом такте положительный импульс тока (точка А), от которого по переднему фронту срабатывает первая оптопара 1, на выходе которой появляется положительный импульс такой же длительности, что и импульс тока (точка Н). Вторая оптопара 2 в этом случае находится в закрытом состоянии. Задний фронт положительного импульса (точка Н) устанавливает двухтактный триггер 3 в единичное состояние (точка К). В следующем такте на вход Вх1 подается отрицательный импульс тока (точка А), который вызывает появление положительного импульса такой же длительности, что и на входе Вх1 (точка F). По переднему фронту импульса логическая "1" с выхода двухтактного триггера 3 заносится через последовательный ввод в первый разряд регистра сдвига 6, одновременно происходит сдвиг цифрового слова на один разряд вправо. На выходе регистра (устройства) Вых появляется информация предпоследнего разряда для передачи ее в линию связи. По заднему фронту импульса (точка F) происходит сброс двухтактного триггера 3 в логический "0" (точка К). Первый режим при этом заканчивается, т. е. запись логической "1" и сдвиг цифрового слова на один разряд происходит за два такта.

В режиме записи логического "0" и сдвига на вход Вх1 подается отрицательный импульс тока (точка А). Срабатывает вторая оптопара 2 (первая оптопара 1 находится в этом случае в закрытом состоянии) и на ее выходе появляется положительный импульс (точка F) такой же длительности. Состояние логического "0" на выходе двухтактного триггера 3 не изменяется. По переднему фронту положительного импульса происходит одновременно занесение логического "0" в первый разряд регистра сдвига 6 и сдвиг цифрового слова на один разряд вправо. На выходе регистра (устройства) Вых появляется информация препоследнего разряда для передачи ее в линию связи. Второй режим на этом заканчивается, т. е. запись логического "0" и сдвиг цифрового слова на один разряд вправо происходит за один такт.

Запись параллельного кода в регистр сдвига 6 осуществляется подачей положительного импульса тока на вход Вх1 (точка А) в первый такт. Первая оптопара 1 срабатывает и на ее выходе вырабатывается положительный импульс (точка Н). Вторая оптопара 2 находится в этом случае в закрытом состоянии. По заданному фронту данного импульса двухтактный триггер 3 устанавливается в единичное состояние (точка Н), открывая элемент И 4 по второму входу последнего. Во втором такте подается второй положительный импульс тока на вход Вх1 (точка А). Опять срабатывает первая оптопара 1, вырабатывая положительный импульс такой же длительности (точка Н). Этот импульс, не изменяя состояние двухтактного триггера 3, через первый вход элемента 4 подается на вход одновибратора 5 по переднему фронту запускает его (точка М). Импульс с одновибратора 5 поступает на вход вибратора режима регистра сдвига 6. Длительность импульса, вырабатываемого одновибратором 5, должна быть больше длительности одного такта и меньше длительности двух тактов работы устройства. В третьем такте на вход Вх1 поступает отрицательный импульс тока (точка А). Срабатывает вторая оптопара 2, вырабатывая положительный импульс (точка F). По переднему фронту последнего происходит запись информации в параллельном коде от второго входа Вх2 в регистр сдвига 6, а по заднему фронту происходит сброс двухтактного триггера 3 в нулевое состояние (логический "0"). В третьем такте заканчивает свою работу и одновибратор 5 (устанавливается опять в режим ожидания). На этом процесс записи информации в параллельном коде в устройстве заканчивается за три такта работы последнего.

В качестве оптопар можно использовать оптоэлектронные переключатели К262КН1 или оптоэлектронные коммутаторы К 24 ЭКН1. В качестве двухтактного триггера можно использовать универсальный многоцелевой IК-триггер К 155ТВ! , а в качестве регистра сдвига - универсальный восьмизарядный регистр сдвига К 155ИР13.

Благодаря применению двух оптопар, входы которых включены во взаимно противоположном направлении на первом входе устройства, и двухтактного триггера по двухпроводной линии связи можно передавать информационные и управляющие сигналы, что уменьшает количество проводов линии связи.

Устройство также позволяет осуществлять следующие операции:
- одновременно прием и передачу информации в последовательном коде (первый и второй режим работы устройства);
- передача информации в последовательном коде (второй режим работы устройства), в этом случае в разряды регистра сдвига, начиная с первого, заносится логический "0";
- запись параллельного кода в устройство (третий режим работы).

Все это расширяет функциональные возможности устройства. Кроме того, сокращается общее количество применяемых блоков (элементов) по сравнению с прототипом, что упрощает схему устройства. Применение оптопар, осуществляющих гальваническую развязку первого входа устройства и двухпроводной линии, повышает помехоустойчивость.

Расширение функциональных возможностей приводит к расширению областей применения данного устройства в системах передачи и приема информации, использующих ЭВМ.

Использование: в электросвязи для организации обмена информацией в сетях ЭВМ. Сущность изобретения: устройство содержит первую и вторую оптопары 1, 2, двухтактный триггер 3, элемент И 4, одновибратор 5, регистр сдвига 6. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ЦИФРОВЫХ СИГНАЛОВ, содержащее регистр сдвига, одновибратор, элемент И, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем как раздельного, так и одновременного приема и передачи информации в последовательном и параллельном кодах, введены две оптопары и двухтактный триггер, причем входы первой и второй оптопар подключены к двухпроводной шине первого входа устройства во взаимно противоположном направлении, выход первой оптопары подключен к установочному входу двухтактного триггера и первому входу элемента И, выход второй оптопары подключен к счетному входу двухтактного триггера и к тактному входу регистра сдвига, выход двухтактного триггера подключен к последовательному входу регистра сдвига и второму входу элемента И, выход которого соединен с входом одновибратора, выход которого подключен к входу выбора режима регистра сдвига, выход которого является выходом устройства, а параллельный ввод информации регистра сдвига является вторым входом устройства.