Устройство для ввода информации Советский патент 1983 года по МПК G06F3/05 

Изобертение относится к вычислительной технике и может быть использовано в многоканальных информационно-измерительных системах сбора информацило

Известно устройство для ввода ,информации, содержащее АЦП, датчики, блок индикации, два логических элемента И, шифратор, элемент НЕ, блок памяти, блок управления, два логических элемента ИЛИ, таймер, два коммутатора, блок выбора пара eтpa, блок э-адания априорной информации, пороговый элемент, компаратор и вычислительный блок l ,

Недостатком данного устройства является то, что оно не обеспечивает возможности уплотнения поступающей информации и имеет весьма сложную и громоздкую структуру :

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является мнгоканальное устройство для цифровойфильтрации, содержащее .квантующий генератор, АЦП, постоянный запоминающий блок, блок связи, делитель частоты, коммутатор, элементы запрета, узлы памяти, блок умножения 2j , :

Недостатками этого устройства являются - невозможность уплотнения поступающей информации и отсутстви селективного выбора входной информация о

Целью -изобретения является .повышение быстродействия устройств.а, ;

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ввода информации, содержащее генератор импульсов, делитель частоты, аналоговый KoiviMyTaTOp и аналого-цифровой преобразователь, выход которогЪ яв ляется информационным выходом устройства, выход генератора импульсов соединен с входом делителя частоты, входы аналогового коммутатора являются информационными входми устройства, дополнительно введены элемент ИЛИ, счетчик, мультиплексор, триггер, дешифратор, первый и второй элементы задержки, регистр, выход которого соединен с входом дешифратора и является адресшлм выходом устройства, выход генератора импульсов соединен со стробирующим входом мультиплексора выход делителя частоты соединен с входами первого и второго элементов задержки и первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика, вход сброса которого соединен с входом сброса делителя частоты, входом запрета генератора импульсов и выходом триггера, вход установки в l которого является запускающим входом устройства, второй вход

элемента ИЛИ соединен с выходом, мультиплексора, информационные входы которого являются управляющими входами устройства, адресные входы мультиплексора соединены с информационными входами регистра и выходами параллельного кода счетчика, выход которого соединен с .входом установки в О триггера, выходы дешифратора соединены с

0 адресными входами аналогового коммутатора, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, вход запуска которого соединен с выходом первого элемен5 та задержки, тактовый вход регистра соединен с выходом второго элемента задержки. :

На фи,г 1 представлена схема устройства; на фиг, 2 - временная

Qi диаграмма режимов работы устройствдо ;

Устройство сбора информации состоит из генератора 1 импульсов, 5 делителя 2 частоты, первого 3 и второго 4 элементов задержки, элемента ИЛИ 5, счетчика 6, триггера 7, мультиплексора 8, регистра 9, де-. шифратора 10, аналогового коглмутатора 11, АЦП 12, входов 13 -информации, входа 14 запуска устройства, шин 15 управления, гнин 16 адреса, шин 17 вывода информации устройству.

Принцип действия устройства закгаэчается в том, что по поступающей на входы каналов селектора-мультиплексора 8 информации осуществляется организация запрета прохождения, .То.е:,, : пропусков информации, присутствующей на том или ином входе 13 аналоговой информации, причем достигается это за счет увеличения скорости (частоты) опроса (просмотра) этих входов безподключения их к входу АЦП, в то время

как коммутация аналогового коммутатора 11 по рабочим (непропускаемым) входам производится с меньшей частотой, определяемой циклом коммутации Первая (высокая) частота вырабатывается генератором 1 импульсов, вторая снимается с делителя 2 4acTOTjJt, При этом должны соблюдаться условия

(-I) ,П

где период цикла коммутации

(период повторения импульсов с делителя 2 часто±ы ) ; Тд - период высокой частоты (частоты генератора 1 импульсов) ; И - число входов аналоговой

информации; AUn время преобразования информации в АЦП, Величина ( объясняется тем что хотя бы один вход аналоговой информации должен быть подключен к входу АЦП 12, так как бессмымлен но включать устройство с пропуском информации по всем Ехода ; Следовательно, в предельном случае за время Тц| будут просмотрены все пропускаемые входы аналоговой информация, ; При. этом устройство построено 1таким образом, что по шинам 16 адр са вырабатывается информация, характеризующая только номер коммутируемого на АЦП 12 рабочего вхо да информации, тем. самым обеспечивается связь между информацией рабочего входа и его адресом (но|Мером) 5 : Импульсы записи регистра 9 адреса, соответствующие рабочему входу аналоговой информации, должны поступать с некоторой задержкой по отношению к моменту появления на его входе данных с выхода счетчика 6 адреса кода, соответств ющего номеру рабочего входа. Эта задержка формируется вторым элементом 4 задержки, ее величина должна быть меньше TO, чтобы успеть осуществить запись в регистр 9 адреса до прихода ближайшего оче редного импульса пропуска входной информации, как это следует из нижеприводимого описания работы устройства сбора информации, Импульсы на запуск АЦП 12 посту пают с делителя 2 частоты с некото рой задержкой, которая необходима для однозначности оцифровки информ ции рабочего входа. Эта задержка формируется первым элементом 3 задержки, ее величина определяется временем установления переходных процессов в устройстве от момента изменения информации на шинах 16 адреса до момента срабатывания ана гового коммутатора 1.1,. Период следования Т опроса импульсЬв I (фиг, 2) определяет ци опроса п-входов аналоговой информации; общее количество импульсов на выходе делителя 2 частоты опред ляет полное время коммутации анало гового коммутаторас о д ; на входе счетчика 6 адреса присутствуют имп сы III ; выделенные и проставленные номера, соответствуют рабочим входам информация, В исходном состоянии на входе на шинах 17 вывода информации и . шинах 16 адреса устройства.,,сигналы отсутствуйте По шинам 15 управления на влоды каналов селекторамультиплексора 8 подается позиционный код, определяющий номера пропускаемых и рабочих входов аналоговой информации. На входах 13 аналоговой информации присутствует информация. Триггер 7 находится в нулевом состоянии и блокирует по входу запрета генерации генератор 1 импульсов и по входу установки о делитель 2 частоты, а также держит счетчик 6 адреса по входу установки о в нулевом состояния С приходом импульса запуска на вход 14 триггер 7 переключается, деблокируя генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты и счетчик 6 адреса. Начиная с этого момента , на выходах генератора 1 импульсов и делителя 2 частоты формируются последовательнооти импульсов соответственно высокой частоты и частоты коммутация- -С выkoдa генератора 1 импульсов на вход строба селекторамультиплексора 8 поступает первый импульс из последовательности импульсов высокой частоту. Если с шин 15 управления устройства на первом входе каналов селектора-мультиплексора присутствует уровень сигнала, соответствующий рабочему входу аналоговой информации (фцг,2), а на выходах разрядов счетчика, адреса - нулевая комбинация, соответствующая по входам адреса селектора-мультиплексора В также первому номеру входа аналоговой информации, то строб-импульс на выход селекторамультиплексора не проходкт, В этом случае через логический элемент ИЛИ 5 проходит первый импульс (совпадающий по времени с первым импульсом с генератора 1 импульсов) с выхода делителя 2 частоть. Этот импульс подается на счетный вход счетчика 6 .адреса, на выходах разрядов которого кодовая комбинация меняется на единицу. Эта комбинация поступает на входы данных регистра 9 адреса и входы адреса селектора-мультиплексора ;8, С выхода делителя 2 частоты импульс подается также на элементы 3 и 4 эaдepжкя С приходом на вход записи регистра 9 адреса задержанного с помощью второго элемента 4 задержки первого выходного импульса делителя 2 частоты происходит запись кодовой комбинации в регистр 9 адресд, С выхода регистра 9 адреса информация о номере входа аналоговой информации (в данном случае - номер первый) выводится на шины 16 адреса устройства и входы дешифратора 10 адреса, который, воздействуя на входы управле.ния аналогового коммутатора 11, вызывает срабатывание коммутатора подключается первый из входов аналоговой информации к входу АЦП 1.2, ; При поступлении импульса с выхода первого элемента 3 задержки на вход запуска АЦП 12 в последнем происходит оцифровка информации, и преобразованная информация с выходов разрядов АЦП поступает на шины 17 выхода информации устройству, ; Одновременно с этим поступающая на входы адреса селектора-муль плексора 8 кодовая комбинация с выходов разрядов счетчика 6 адреса подключает следующий (второй)вход каналов селектора-мультиплексордв Если на этом входе по шинам 15 управления устройства присутствует уровень, соответствующий Пропуску (фиг,2) аналоговой информации, то поступающий очередной (второй) импульс высокой частоты с генератора 1 импульсов на вход строба селекто ра-мультиплексора 8 проходит на выход селектора-мультиплексора 8 и через логический элемент ИЛИ 5 поступает на вход счетчика б адресдв На его выходах разрядов кодовая комбинация поменяется на одну единицу еще ра,з, Соответственно меняется информация на входах данных регистра 9 адреса и входах адреса селектора-мультиплексора .Во При этом записи новой информации в регистр 9 адреса не-происходит, поскольку на вход записи регистра 9 адреса импульс поступает с гораз до более редкой частотой, определя емой периодом Тц, Поэтому коммута ции аналогового коммутатора 11 так же не происходит, на шинах 16 и 17 сответственно адреса и вывода информации устройства информация не меняетс,Яв А в селекторе-мультиплек соре 8 изменившаяся информация на входах адреса приводит к подключению следующего .(третьего) входа каналоЗо Если на третьем входе.по шинам -15 управления устройства при сутствует уровень, соответствующий пропуску аналоговой информации (фцг, 2) , то все процессы в устрой стве повторяютсяв Если при очередном (четвертом) подключении входа каналов селектор мультиплексора 8 на шинах 15 управ ления устройства присутствует уровень, соответствующий рабочему входу аналоговой информации, то на выход селектора-мультиплексора 8 п ступающие на вход строба импульсы с генератора 1 импульсов не проходят, селектор-мультиплексор 8 как бы блокирован для импульсов, посту пающих на. вход строб;а. Это продолжается до тех пор) пока на выходе делителя 2 частоты не выработается очередной (втррой) импульс цикла коммутации„ Этот импульс поступает на вход элементов 3 и 4 задержки и через логический элемент ИЛИ 5 на вход счетчика адреса ,6 в На вы ходах разрядов счетчика 6 адреса вырабатывается соответствующая . кодовая комбинация (в данном случае для входа аналоговой информации 4) , которая осуществляет подключение очередного входа каналов селектора-мультиплексора 8 и поступает на входы данных регистра 9 адрес,ао Через время, определяемое задержкой на элементе 4 задержки, на вход записи регистра 9 адреса поступает тот же импульс цикла коммутации, осуществляется запись в .регистр 9 адреса информации о данном (четвертом) рабочем входе аналоговой информаци;и, С выхода регистра 9 адреса информация выводится на шины 16 адреса устройства и входы дешифратора 10 адресд, : Последний подключает через аналоговый коммутатор 11 соответствующий (четвер.тый) вход аналоговой информации к входу АЦП 1,2 о При поступлении задержанного на элементе 3 задержки того же импульса цикла коммутации на вход запуска АЦП 12 осуществляется оцифровка информации, и преобразованная информация с выходов разрядов АЦП 12 поступает на шины 17 вывода информации устройств,а„ I Аналогичное протекание процессов в устройстве происходит до тех пор, пока счетчик 6 адреса не переполнится о Число разрядов счетчика 6 адЗреса выбирается равным числу входов аналоговой информации о При переполнении счетчика 6 адреса на -его входе возникает импульс, который опрокидывает триггер 7 в начальное состояние. При этом последний блокирует генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты и счетчик 6 адресд., ; Устройство возвращается в исходное состояние, которое сохраняется до момента прихода импульса задержки на вход 1,4 в Таким образом, за счет введения в устройство сбора информации селектора-мультиплексора и организации связи его со счетчиком адреса, триггером и шинами управления, расширяются по сравнению с известным устройством функциональные возможности в части обеспечения программируемого выбора рабочего входа аналоговой информации, ; Путем подключения из опроса пропускаемых входов информации (за счет различия частоты опроса пропускаемых входов и частоты коммутации) устройство сбора обеспечивает верменное уплотнение поступающей информаци51в Поскольку должно выполняться условие опроса комм Кра Тц , где КроБ число рабочих каналов, то.

применяя устройство,можно уменьшить период опроса входов аналоговой информации и,следовательно, чаще производить измерения по рабочим входам информации, что способствует получению более точной характеристики изменения поступающей информации, ;

Кроме того, организуя пропуски нерабочих входов, а также входов, на которых информация повторяется в пределах нескольких циклов опроса (медленно или мало изменяется), можно уменьшить объем последующей памяти, используемой для хранения информации :

При использовании одного экземпляра устройства сбора аналоговой информации экономия от уменьшения объема используемой памяти составит

-Крд6 1 (

где я - общее число входов аналого0вой информации;

раб - число рабочих каналов; Л - стоимость блока памяти,

объем которой соответству- . ет количеству информации,

5 поступающей по всем входам

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ, содержащее генератор импульсов , делитель частоты, аналоговый коммутатор и аналого-цифровой преобразователь, выход которого является информационным-выходом устройства, выход генератора импульсов соединен с входом делителя частоты, входы аналогового коммутатора являются информационными входами устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены элемент ИЛИ, счетчик, мультиплексор, триггер, дешифратор, первый и второй элементы задержки, (Регистр, выход которого соединен с входом дешифратора и является адресным выходом устройства, выход генератора импульсов соединен со стробирующим входом мультиплексора, выход делителя частоты соединен с входами первого и второго элементов задержки и первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика, вход сброса которого соединен с входом сброса делителя частоты, входом запрета генератора импульсов и выходом триггера, вход установки в l которого является запускающим входом устройства, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом мультиплексора, информационные входы которого являются управляю§ щими входами устройства, адресные входы мультиплексора соединены с (Л информационными входами регистра и выходами параллельного кода счетчика, выход которого соединен с входом установки в о триггера, выходы дешифратора соединены с адресными входами аналогового коммутатора, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобрао э 35 эо зователя , вход запуска которого соединен с выходом первого элемента задержки, тактовый вход регистра соединен с йыходом второго элемента задержки ; 00

/5

иг. /

рабочий Snod nponijCKatMbiu Snu8