УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ С БЫТОВЫМ МАГНИТОФОНОМ Российский патент 1994 года по МПК G06F13/16 

Устройство относится к вычислительной технике и может быть использовано в различных микропроцессорных системах, в частности в микроЭВМ, в персональных ЭВМ, отладочных устройствах, а также в системах передачи данных по одноканальной линии связи.

Известно устройство для сопряжения ЭВМ с бытовым магнитофоном [1].

Недостатком этого устройства является то, что любая, даже одиночная, помеха, искажающая форму принимаемого сигнала и приводящая либо к появлению на выходе преобразователя синусоидального сигнала дополнительным импульсом, либо к пропаданию части, одного или нескольких импульсов за время приема байта информации, приводит к ошибке, так как синхронизация приема осуществляется сигналом, формируемым из принимаемого сигнала, который представлен одним периодом одной из двух моделирующих частот, соответствующих лог. "0" или лог."1". Такой принцип работы устройства не может обеспечить высокую помехозащищенность.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройства [2], содержащее формирователь сигнала прямоугольной формы, первый таймер, блок последовательного ввода-вывода, элемент НЕ, первый элемент И-НЕ, формирователь сигнала синусоидальной формы, причем информационные входы-выходы блока последовательного ввода-вывода и первого таймера объединены и соединены с входом-выходом устройства для подключения к шине данных ЭВМ, входы синхронизации, входы управления чтением, входы управления записью и входы признаков блока последовательного ввода-вывода и первого таймера соединены соответственно с входами устройства для подключения к выходу синхронизации, выходу управления записью, выходу управления чтением и адресным выходам ЭВМ, информационный выход блока последовательного ввода-вывода соединен с входом элемента НЕ, вход-выход устройства для подключения к выходу и вход магнитофона соединены соответственно с входом формирователя сигнала прямоугольной формы и с выходом формирователя сигнала синусоидальной формы, входы выборки блока последовательного ввода-вывода и первого таймера соединены с входом устройства для подключения соответственно к первому и второму выходам идентификации внешних устройств ЭВМ, второй таймер, второй и третий элементы И-НЕ, причем выход формирователя сигнала прямоугольной формы соединен с входом запуска первого канала первого таймера, выход первого канала которого соединен с входом второго канала первого таймера, выход второго канала которого соединен с информационным входом блока последовательного ввода-вывода, вход запуска первого канала второго таймера соединен с шиной лог."1" устройства, выход первого канала второго таймера соединен с входами синхронизации приема и передачи блока последовательного ввода-вывода, информационный выход которого соединен с входом запуска второго канала второго таймера и с первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго канала второго таймера и с первым входом второго элемента И-НЕ, выход и второй вход которого соединены с входом формирователя сигнала синусоидальной формы и с выходом третьего элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом третьего канала второго таймера, вход запуска третьего канала которого соединен с выходом элемента НЕ и с вторым входом третьего элемента И-НЕ, информационный вход, вход выборки, вход синхронизации, вход управления записью, вход управления чтением и вход признака второго таймера соединены с входами устройства для подключения соответственно к шине данных, третьему выходу идентификации внешних устройств, выходу управления записью, выходу управления чтением и адресному выходу ЭВМ.

Недостатками известного устройства являются его излишняя сложность, выражающаяся в том, что в нем использованы два многоканальных программируемых таймера, и довольно сложная логика формирования выходного сигнала.

Целью изобретения является упрощение устройства, а именно упрощение его аппаратной части и программного обеспечения для его функционирования, повышение надежности за счет уменьшения количества входящих в него элементов.

Цель достигается тем, что устройство для сопряжения ЭВМ с магнитофоном, содержащее формирователь сигнала прямоугольной формы, таймер, блок последовательного ввода-вывода, формирователь сигнала синусоидальной формы, причем вход-выход устройства для подключения к шине данных ЭВМ соединены с информационными входами-выходами блока последовательного ввода-вывода таймера, входы синхронизации, управления чтением, управления записью и признака обращения блока последовательного ввода-вывода и таймера соединены соответственно с входами устройства для подключения к шинам синхронизации, чтения, записи и адреса ЭВМ, вход формирователя сигнала прямоугольной формы и выход формирователя сигнала синусоидальной формы являются соответственно выходом и входом устройства для подключения к выходу и входу бытового магнитофона, выход формирователя сигнала прямоугольной формы соединен с входом запуска первого канала таймера, входы выборки блока последовательного ввода-вывода и таймера соединены с входом устройства для подключения соответственно к первому и второму выходам идентификации внешних устройств ЭВМ, дополнительно содержит элемент НЕ и блок устранения выбросов, выход которого соединен с входом формирователя синусоидального сигнала, выход первого канала таймера соединен с входом элемента НЕ, выход которого соединен с информационным входом блока последовательного ввода-вывода, выход которого соединен с входом запуска второго канала таймера и первым входом блока устранения выбросов, второй вход которого соединен с выходом второго канала таймера, выход третьего канала которого соединен с входами синхронизации передачи и синхронизации приема блока последовательного ввода-вывода, вход лог. "1" устройства соединен с входом запуска третьего канала таймера. При использовании в качестве блока устранения выбросов элемента НЕ с трехстабильным входом и резистивного делителя первый и второй входы блока устранения выбросов соединены соответственно с управляющим и информационным входами элемента НЕ с трехстабильным выходом, выход которого соединен с общей точкой резистивного делителя и является выходом блока устранения выбросов, первый и второй входы резистивного делителя соединены соответственно с входами лог."1" и лог."0" устройства. При использовании в качестве блока устранения выбросов элементов И-НЕ, НЕ и резистивного делителя первый вход блока устранения выбросов соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй вход блока устранения выбросов соединен с входом элемента НЕ и вторым входом элемента И-НЕ, выходы элементов НЕ, И-НЕ соединены соответственно с первым и вторым входами резистивного делителя, общая точка которого является выходом блока устранения выбросов. При этом блок последовательного ввода-вывода и таймер запрограммированы ЭВМ для обеспечения заданной скорости приема и передачи данных в последовательном коде, их модуляции и демодуляции с соблюдением заданных фазовых соотношений, причем работа устройства осуществляется синхронно с тактирующей частотой ЭВМ.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для сопряжения ЭВМ с бытовым магнитофоном (с введенным третьим каналом таймера); на фиг.2 представлен вариант устройства.

Устройство для сопряжения ЭВМ с бытовым магнитофоном (фиг.1) содержит формирователь 1 сигнала прямоугольной формы, таймер 2, блок 3 последовательного ввода-вывода, формирователь 4 сигнала синусоидальной формы, блок 5 устранения выбросов, имеющий первый вход 6, выход 7 и второй вход 8. Блок 3 последовательного ввода-вывода имеет информационные входы-выходы 9, объединенные с информационными входами-выходами 10 таймера 2 и соединенные с входом-выходом 11 устройства для подключения к шине данных ЭВМ. Вход 12 синхронизации блока 3 последовательного ввода-вывода и его управляющие входы 13 (входы управления чтением, входы управления записью и входы признаков) соединены соответственно с входом 14 синхронизации таймера 2 и с шиной 15 синхронизации ЭВМ, с управляющими входами 16 таймера и с входами 17 устройства для подключения к шинам чтения, записи и адреса ЭВМ. Вход 18 формирователя 1 сигнала прямоугольной формы и выход 19 формирователя 4 сигнала синусоидальной формы являются соответственно входом и выходом устройства для подключения к выходу и входу бытового магнитофона, а выход 20 формирователя 1 сигнала прямоугольной формы соединен с входом 21 запуска первого канала таймера 2. Выход 7 блока 5 устранения выбросов соединен с входом 22 формирователя 4 сигнала синусоидальной формы, выход 23 первого канала таймера 2 соединен с входом элемента НЕ 24, выход которого соединен с информационным входом 25 блока 3 последовательного ввода-вывода. Выход 26 последнего соединен с входом 27 запуска второго канала таймера 2 и первым входом 6 блока 5 устранения выбросов, второй вход 8 которого соединен с выходом 28 второго канала таймера 2, выход 29 третьего канала которого соединен с входами синхронизации передачи 30 и синхронизации приема 31 блока 3 последовательного ввода-вывода. Вход 32 лог."1" устройства соединен с входом 33 запуска третьего канала таймера 2.

Блок 5 устранения выбросов содержит элемент НЕ 34 с трехстабильным выходом и резистивный делитель 35, 36. Первый 6 и второй 8 входы блока 5 устранения выбросов соединены соответственно с управляющим 37 и информационным 38 входами элемента НЕ 34 с трехстабильынм выходом, выход которого соединен с общей точкой резистивного делителя 35, 36 и является выходом 7 блока устранения выбросов. Первый и второй входы резистивного делителя соединены соответственно с входами лог."1" 32 и лог."0" 39 устройства.

Устройство на фиг.1 работает следующим образом.

На вход 15 устройства (вход 12 блока 3 последовательного ввода-вывода, вход 14 таймера 2) из ЭВМ поступает синхросигнал, стабилизированный кварцем, для синхронизации работы блока 3 и таймера 2. Блок 3 последовательного ввода-вывода может быть запрограммирован в режиме передачи (вывода) и приема (ввода) двоичных данных (информации) с заданной скоростью и заданным форматом одиночной посылки данных. Каждая посылка данных начинается старт-битом (лог. "0") и заканчивается одним (или двумя) стоп-битом (лог. "1"), время передачи (приема) каждого бита двоичных данных, т.е. скорость обмена данными с магнитофоном, задается программно третьим каналом таймера 2 и блоком 3. По завершении инициализации блока 3 последовательного ввода-вывода на его выходе 26 передатчика устанавливается напряжение, соответствующее уровню лог. "1". Третий канал таймера 2 запрограммирован в режим генератора меандра, причем постоянный уровень лог."1" на входе 33 запуска таймера 2 обеспечивает непрерывность работы его третьего канала в режиме генератора меандра. Сигнал с выхода 29 третьего канала таймера 2 служит для синхронизации работы передатчика (при выводе информации) и приемника (при вводе информации) блока 3 соответственно по входам 30, 31, и его частота определяется требованиями к скорости обмена данными с магнитофоном.

Второй канал таймера 2, запрограммированный в режим меандра, управляется по входу 27 запуска сигналом с информационного выхода 26 блока 3 для получения частотно-кодированного информационного сигнала, котоpый подается на вход 8 блока 5, причем частота, соответствующая лог."1", выбирается в целое число раз выше частот синхронизации приемника и передатчика блока последовательного ввода-вывода и должна быть в пределах полосы пропускания магнитофона. Благодаря использованию этого канала обеспечивается возможность выбора большего количества "несущих" частот, определяющих скорость передачи информации, что расширяет функциональные возможности устройства.

При записи на магнитофон выводимые двоичные данные в параллельном коде поступают из ЭВМ на двунапралвенные многоканальные вход-выход 11 устройства и аналогичный вход-выход 9 блока 3 последовательного ввода-вывода, преобразуются в нем в последовательный поток битов, поступающий с информационного выхода 26 блока 3 непосредственно на управляющий вход 6 блока 5. При этом при передаче лог. "1" на выходе 7 блока 5 появляется соответствующий меандр, а при передаче лог."0" на выходе 7 блока 5 и на входе 22 формирователя 4 устанавливается напряжение, равное среднему уровню постоянной составляющей меандра. С выхода 19 формирователя 4 сигнала синусоидальной формы частотно-кодированный сигнал, соответствующий выводимой информации, подается на вход записи магнитофона.

При вводе информации сигнал синусоидальной формы с выхода магнитофона поступает на вход 18 формирователя 1 сигнала прямоугольной формы, где преобразуется в сигнал прямоугольной формы той же частоты. С выхода 20 этого формирователя преобразованный сигнал поступает на вход 21 запуска первого канала таймера 2, запрограммированного в режим ждущего мультивибратора с перезапуском положительным фронтом.

При каждом запуске (перезапуске) на выходе 23 первого канала таймера 2 формируется импульс, длительность которого несколько превышает период частоты, соответствующей лог."1", поэтому при приеме информации, соответствующей лог."1", формируется непрерывный импульс с уровнем лог."0" и длительностью, несколько превышающей время передачи лог."1". При приеме лог."0" (отсутствие "несущей" частоты) на выходе 23 устанавливается уровень лог. "1", с выхода 23 сформированный сигнал через схему НЕ 24 поступает на вход 25 приемника блока 3 с формой, соответствующей форме сигнала на информационном выходе 26 блока 3 при передаче этой же информации.

Синхронизация приемника блока 3 последовательного ввода-вывода для ввода информации производится по переднему фронту старт-бита, а подтверждение его приема и фиксация каждого принимаемого бита осуществляются по запрограммированному (при подаче) времени прохождения его середины, окончание приема одиночной посылки подтверждается приемом стоп-бита. Принятая информация преобразуется в блоке 3 в параллельный код и с входа-выхода 9 поступает через вход-выход 11 в ЭВМ. По входу-выходу 9, входу 13, входу-выходу 10, входу 16 таймера 2 осуществляется связь с ЭВМ для программирования и управления работой соответственно блока 3 последовательного ввода-вывода и таймера 2.

Устройство на фиг.2 отличается от устройства на фиг.1 тем, что в блоке 5 устранения выбросов вместо трехстабильной схемы с делителем 35, 36 для выполнения аналогичных функций использованы логические схемы НЕ 40 и 2И-НЕ 41, к выходам которых подключен делитель 42, 43 напряжения, средняя точка которого соединена с входом 22 формирователя 4. При этом вход 44 схемы НЕ 40 соединен с первым входом 45 схемы 2И-НЕ 41 и с выходом 28 второго канала таймера 2, а второй вход 46 схемы 2И-НЕ 41 соединен с входом 6 блока 5 и с выходом 26 блока 3 и с входом 27 таймера 2.

При использовании разных коэффициенто деления при программировании таймера и блока последовательного ввода-вывода в режиме передачи и приема информации можно повысить надежность работы устройства при приеме информации.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в различных микропроцессорных системах, в частности микроЭВМ, персональных ЭВМ, отладочных устройствах, а также в системах передачи данных по одноканальной линии связи. Целью изобретения является упрощение устройства, а именно упрощение его аппаратной части и программного обеспечения для его функционирования, повышение надежности за счет уменьшения количества входящих в него элементов. Устройство для сопряжения ЭВМ с бытовым магнитофоном, содержащий формирователь сигнала прямоугольной формы, таймер, блок последовательного ввода-вывода, формирователь сигналов синусоидальной формы, дополнительно содержит блок устранения выбросов, включающий в себя трехстабильную логическую схему НЕ с входами управления (либо логическую схему НЕ и 2И - НЕ) и резистивный делитель напряжения. При этом блок последовательного ввода-вывода и таймер запрограммированы ЭВМ для обеспечения заданной скорости приема и передачи данных в последовательном коде, их модуляции и демодуляции с соблюдением заданных фазовых соотношений, причем работа устройства осуществляется синхронно с тактирующей частотой ЭВМ. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ С БЫТОВЫМ МАГНИТОФОНОМ, содержащее формирователь сигнала прямоугольной формы, таймер, блок последовательного ввода-вывода, формирователь сигнала синусоидальной формы, причем вход-выход устройства для подключения к шине данных электронной вычислительной машины (ЭВМ) соединен с информационными входами-выходами блока последовательного ввода-вывода и таймера, входы синхронизации управления чтением, управления записью и признака обращения блока последовательного ввода-вывода и таймера соединены соответственно с входами устройства для подключения к шинам синхронизации, чтения, записи и адреса ЭВМ, вход формирователя сигнала прямоугольной формы и выход формирователя сигнала синусоидальной формы являются соответственно входом и выходом устройства для подключения к выходу и входу бытового магнитофона, выход формирователя сигнала прямоугольной формы соединен с входом запуска первого канала таймера, входы выборки блока последовательного ввода-вывода и таймера - с входом устройства для подключения соответственно к первому и второму выходам идентификации внешних устройств ЭВМ, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит элемент НЕ и блок устранения выбросов, выход которого соединен с входом формирователя синусоидального сигнала, выход первого канала таймера соединен с входом элемента НЕ, выход которого соединен с информационным входом блока последовательного ввода-вывода, выход которого соединен с входом запуска второго канала таймера и первым входом блока устранения выбросов, второй вход которого соединен с выходом второго канала таймера, выход третьего канала которого соединен с входами синхронизации передачи и синхронизации приема блока последовательного ввода-вывода, шина единичного потенциала устройства соединена с входом запуска третьего канала таймера. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок устранения выбросов содержит элемент НЕ с трехстабильным выходом и резистивный делитель, причем первый и второй входы блока устранения выбросов соединены соответственно с управляющим и информационным входами элемента НЕ с трехстабильным выходом, выход которого соединен с общей точкой резистивного делителя и является выходом блока устранения выбросов, первый и второй входы резистивного делителя соединены соответственно с шинами единичного и нулевого потенциалов устройства. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок устранения выбросов содержит элементы И - НЕ, НЕ и резистивный делитель, причем первый вход блока устранения выбросов соединен с первым входом элемента И - НЕ, второй вход блока устранения выбросов - с входом элемента НЕ и вторым входом элемента И - НЕ, выходы элементов НЕ, И - НЕ соединены соответственно с первым и вторым входами резистивного делителя, общая точка которого является выходом блока устранения выбросов.