Устройство для ввода в электронную вычислительную машину величин измеряемых параметров быстропеременных и пульсирующих потоков жидкости и газа Советский патент 1983 года по МПК G06F3/05 

Изобретение относится к вычислительной н контрольно-измерительной технике, предназначено для автоматизации измерения и анализа параметров нестационарных иотоков жидкости и газа и может быть использовано для измерения теплофизических параметров процессов в стационарных и переходных режимах. Известно измерительно-вычислительное устройство, содержащее датчики -преобразователи неэлектрических величин в электрические эквиваленты, коммутатор параметров, устройства преобразователя непрерывных электрических величин в код, арифметическое устройство, устройство управления, оперативное и долговременное запоминающие устройства типовых и специальных программ, устройства .ввода и вывода, генератор опорных импульсов, делитель час-, тоты, блок текущего времени, местное устройство управления, пульт управления . Данное устройство, имеющее жесткую структуру, т.е. .определенные связи и соединения между олоками, имеет ограниченный объем памяти запоминающих устройств, ограниченное быстродействие, определяемое временной диафрагмой выполнения команд устройством управления, и затрудняет под- 25 ключение дополнительных устройств ввода, хранения и отображения . информации, например дисплея. Известно также устройство, с помощью которого задача измерения параметров быстропеременных и пульсирующих пото- зо ков жидкости и газа может рещена при использовании электронных вычислительных машин (ЭВМ), имеющих модульный принцип построения. Все функциональные блоки ЭВМ выполнены в виде конструктивно занонченных устройств (модулей), 35 связь между которыми не жесткая, а осуществляется , через единый канал обмена информацией, т.е. имеется система модулей, объединенных каналом ЭВМ. При этом пользователю предоставляется возможность самому определить необходимую конфигурацию системы в зависимости от конкретного применения. Основным устройством такой ЭВМ является центральный процессор, который выполняет все необходимые арифметические и . логические операции для обработки информации и управляет распределением времени использования канала внешними устройствами, т.е. запоминающим устройством, блоком ввода и вывода,таймером, устройством параллельного обмена и другими. Для подключения датчиков параметров потока к ЭВМ служит коммутатор, соединенный с аналого-цифровым преобразователем или преобразователем частоты в код, выход которых соединен с устройством параллельного обмена. Это позволяет пере- 55 дать в канал туили иную величину измсряемого параметра потока. Стандартный таймер ЭВМ, вырабатывающий периодиJQческии сигнал с частотой сети, по которому происходит прерывание и переход на подпрограмму обслуживания прерывания, а после окончания обслуживания прерывания переход на основную программу, позволяет осупдествить привязку ко времени процессов измерения и обработки результатов с дискретностью самого таймера 2. Известна система, содержащая периферийные устройства, устройство для обмена данных цифровых , вычислительную мащину, формирователь циклов решения задачи, формирователь задержки 3. Применение этой системы позволяет осуществить программную привязку обрабатываемых данных к реальному масштабу времени. Причем сигналы на программную привязку данных к реальному масштабу времени поступают в вычислительную машину только с постоянным, заранее известным периодом, равным сумме времени выбранного цикла решения задачи и задержки на время обмена данными с мащиной, хотя и расходуется дополнительное машинное время для программной привязки обрабатываемых данных к текущему времени. В случае произвольного, заранее неизвест цикла решения задач в этой системе вносится значительная дополнительная погрешность привязки данных к текущему вре мени. Кроме того, в известной системе не учи тываются особенности определения параметров быстропеременных и пульсирующих потоков жидкости и газа: каждое измерение параметра должно быть привязано к текущему времени в момент измерения, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее модули предварительной обработки сигналов, модули приема-передачи, коммутатор, аналого-цифровые преобразователи, устройство управления,включающее микрокомпрессор. С использованием .микрокомпрессора осуществляется адресация каналов ввода данных от различного типа датчиков 4. Однако это устройство не позволяет осуществить привязку ко времени процессов измерения и обработки результатов с большей точностью, чем это позволяет дискретность таймера. При увеличении разрядности таймера требуются довольно сущест-, венные затраты оборудования. Целью изобретения является повышение точности и сокращение оборудования. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее коммутатор, информационные входы которого подключены к первому информационному входу устройства, первый и второй выходы коммутатора подключены соответственно к первым входам преобразователя напряжения в код и преобразователя частоты в код, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами мультиплексора выход которого является информационным выходом устройства, адресный вход муль типлексора соединен с первым выходом дешифратора адресов, вход которого является адресным входом устройства, второй и третий выходы дешифратора адресов подключены соответственно к вторым входам преобразователя напряжения в код и преобразователя частоты в код, адресный вход коммутатора соединен с выходом регистра, вход которого является вторым информационным входом устройства, введены генератор эталонных импульсов и счетчик текущего времени, первый вход которого и вход генератора эталонных импульсов соединены с входом временных сигналов устройства, второй и третий входы счетчика текуш,его времени соединены соответственно с выходом генератора эталонных импульсов и четвертым выходом дешифратора адресов, выход счетчика текуш,его времени подключен к третьему входу мультиплексора. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства (в верхней части пунктирной линией объединены все блоки, входящие в ЭВМ, в нижней части показаны компоненты, входящие в состав устройства} Схема включает генератор эталонных импульсов 1, регистр 2, дешифратор адресов 3, счетчик текущего времени 4, преобразователь напряжения в код 5, преобразователь частоты в код 6, коммутатор 7, мультиплексор 8, информационные входы 9 устройства, канал микрокоманд 10, генератор тактирующих импульсов 11, блок памяти микрокоманд 12, блок управления 13, арифметическо-логический блок 14, дешифратор внешнего .устройства 15, блок специальных управляющих сигналов 16, блок предоставления канала 17, блок управления прерыванием 18, блок управления каналом 19, блок резидентной памяти 20, приемопередатчики канала 21,, блек сопря,жения канала 22 таймер 23, блок вводавывода 24 ,и блок памяти 25. Устройство включает также, блоки питания, пульт управления и блоки отображения информации (не показаны). Основным функциональным блоком центрального процессора является микропроцессорный набор больших интегральных схем (БИС). Элементы набора связаны друг с другом 22 разрядным каналом микрокоманд 10. Весь обмен информацией между микропроцессором и блоком сопряжения канала 22 осуществляется через арифметическо-логический блок, а связь с линиями управляющих сигналов блока сопряжения канала 22 - через блок управления 13. Синхронизация работы всех блоков центрального процессора обеспечивается четырьмя сериями неперекрывающихся тактирующих сигналов генератора 11. Блок управления 13 осуществляет связь микропроцессора с линиями управляющих сигналов блока сопряжения канала 22 через блок управления каналом 19, а также генерирует последовательность адресов мйкрокоманд, по которым производится обращение к блоку памяти микрокоманд 12.Генерация адресов блока 12 определяется текущим содержимым счтечика микрокоманд, выполняемой командой, текущей микрокомандой, сигналами управления прерыванием и некоторыми другими специальными сигналами. Арифметическо-логический блок 14 предназначен для выполнения арифметическологических преобразований над данными и осуществления информационного обмена с блоком сопряжения канала 22. Блок памяти микрокоманд хранит микрокоманды, эмулирующие систему команд ЭВМ «Электроника-60, операции связи с пультовым терминалом и программу начального пуска. Дешифратор внешнего устройства 15 предназначен для выработки в течение адресной части цикла канала сигнала о том, что обращение идет к регистрам внешних устройств, адреса которых находятся в верхних 4 К адресного пространства. Обмен информацией между центральным процессором и другими блоками 2, 3, 8, 23, 24 и 25 выполняется при помощи стандартных циклов обращения к блоку сопряжения канала 22. Каждый внешний блок может иметь несколько различнь1х регистров, адреса которых задаются соответствующими перемУчками на входах сравнения адреса. Блок специальных управляющих сигналов 16 предназначен для выполнения операций по первоначальной установке канальных устройств, регенерации памяти, а также для реализации некоторых внутренних операций центрального процессора. Блок предоставления канала 17 обеспечивает использование блока сопряжения канала 22 как центральным процессором, так и блоками прямого доступа к памяти. Центральный процессор управляет распределением времени использова-ния блока сопряжения канала 22 для обмена информацией таймером 23, блоком ввода-вывода 24, блоком памяти 25 и другими, а также выполняет все необходимые арифметическологические операции для обработки информации. Весь обмен информацией и управляющими сигналами осуществляется под управлением центрального процессора через единый блок сопряжения канала 22 с использованием 16 линий адреса /данных и 18 линий управления. Причем 32 линии являются двунаправленными. Это означает, что по одним и тем же линиям информация может как приниматься, так и передаваться относительно одного и того же блока. Таким образом, в соответствии с заранее записаннойв блоке памяти 25 программой центральный процессор обеспечивает адресное управление каналами коммутатора 7, запуск преобразователя напряжения в код 5 или преобразователя частоты в код 6 и сопряжения счетчика текущего време

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА В ЭЛЕКТРОННУЮ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНУЮ МАШИНУ ВЕЛИЧИН ИЗМЕРЯЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ БЫСТРОПЕРЕМЕННЫХ И ПУЛЬСИРУЮЩИХ ПОТОКОВ ЖИДКОСТИ и ГАЗА, содержащее коммутатор, информационные входы которого подключены к первому информационному входу устройства, первый и второй выходы коммутатора подключены соответственно к первым входам преобразователя напряжения в код и преобразователя частоты в код, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами мультиплексора, выход которого является информационным выходом устройства, адресный вход мультиплексора соединен с первым выходом дешифратора адресов, вход которого является адресным входом устройства, второй и третий выходы дешифратора подключены соответственно к вторым входам преобразователя напряжения в код и преобразователя частоты в код, адресный вход коммутатора соединен с выходом регистра, вход которого является вторым информационным входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и сокращения оборудования, в него введены генератор эталонных импульсов и счетчик текущего времени, первый вход которого и вход генератора эталонных импульсов соединены с входом временных сигналов устройства, второй и третий входы счетчика текущего времени соединены соответственно с выходом генератора эталонных импульсов и четвертым выходом дешифратора адресов, выход счетчика текущего времени подключен к третьему входу мультиплексора.