Устройство для сопряжения вычислительной машины с аналоговыми датчиками Советский патент 1984 года по МПК G06F3/04 

Изобретение относится к автоматизированным системам управления техно логическими процессами и может быть использовано в любых отраслях промыш ленности, в частности текстильной, когда имеется большое число подлежащих контролю объектов и требуется обеспечить автоматический сбор и обработку информации. Известно устройство с вероятностн временным разделением сигналов,по .ка налам связи которых передаются спора радически возникакмцие идентифицированные сигналы многочисленных независимых источников. Этими устройства ми обеспечивается измерение времени возникновения сигналов с предельно допустимой точностью в каждом конкре ном применении СП. Известно также устройство для сопряжения вычислительной машины с аналоговыми датчиками, содержащее группу нуль-органов, первые входы которых соединены с соответствующими входами первой группы входов устройства, а выходы - через соответствующий формирователь группы формирователей с собственным входом шифратора Кроне того, в его состав входит блок согласования, вход которого соединен с выходом шифратора, а выход - с вхо дом элемента ИЛИ и первым входом выходного регистраi выход которого соединен с первым выходом устройства, а управляющий вход - с управляющим входом устройства. В состав устройства также входит блок запуска преобразования, вьжод которого йодключей к входу генератора прямоуголь ных импульсов. Вход счетчика импульсов соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов, а выход с входом Цифро-аналогового преобразователя и с вторым входом блока элементов И, первый вход которого соединен с выходом Элемента ИЛИ и вторым выходом устройства, а выход с вторым входом выходного регистра. Выход цифро-аналогового преобразователя соединен с вторыми входами нуль-органов . Недостатком известного устройства является большая избыточность передаваемой информации. Промежуток времени между двумя последовательными передачами информации с сопрягаемых датчиков, определяемый работой блока запуска преобразования, задается исходя из требований теоремы Котельникова для датчика, который имеет максимальную частоту среза спектра изменения выходного напряжения. Поскольку аналогичная величина для других параметров меньше, передача информации с них могла бы осуществляться через более длительные промежутки времени. Избыточность передаваемой информации требует излишних затрат времени вычислительной машины на ее обработку, а также увеличения памяти на ее запись. В системе с вероятностно-временным разделением сигналов многочисленных источников в общем канале связи зто ведет и к снижению достоверности Передачи информации, поскольку с ростом интенсивности потока передаваемых сигналов возрастает вероятность их искажения из-за наложения при передаче. Цель изобретения - повьш1ение быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сопряжения вычислительной машины с аналоговьми датчик 1ми, содержащее нуль-органы, первые входы которых являются информационными входами группы устройства, а выходы соединены с входами блока формирователей импульсов, выходы которого соединены с входами шифратора, выходы которого соединены с входами блока согласования, выход которого соединен с первым входом первого регистра и входом элемента ИЛИ, выход которого является управляющим выходом устройства и соединен с первым входом блока элементов И, второй вход которого соединен с входом цифро-аналогового преобразователя и выходом счетчика, вход которого сбединен с выходом генератора импульсов, вход которого соединен с выходом одновибратора, выход блока элементов И соединен с вторым входом первого регистра, третий вход которого является первым управляющим входом устройства, а выход является информационным выходом устройства, введены второй регистр, дешифратор и коммутатор, вход которого соединен с выходом цифро-аналогового преобра- . зователя, а выходы соединены с соответствующими вторыми входами нульорганов, вход второго регистра является информационным входом устройства, а выходы соединены с входами дешифратора, выходы которого соединены с входами группы коммутатора. вход одновибратора является вторым управлянзщим входом устройства. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство содержит нуль-орган 1, вьщающий одиночный импульс при совпадении по величине напряжений на двух собственных входах, блок 2 формирователей импульсов, формирующий на соответствующем выходе одиноч ный импульс напряжения малой длитель ности при поступлении импульса на один из входов, шифратор 3, образующий на выходе требуемый код сообщения о поступлении одиночного импульса на какой-либо вход шифратора 3, блок 4 согласования, восстанавливающий форму разрядных импульсов после их прохождения по каналу связи, элемент ИЛИ 5, формирующий одиночный импульс при поступлении кода каждого очередного сообщения, первый регистр 6, храня1ций код поступившего сообщения и код измеренного на вторых входах нуль-органов 1 напряжения до момента их выдачи в сопрягаемую вычислительную машину по ее команде, одновибратор 7, определякяций ритм передачи информации с сопрягаемых датчиков, генератор 8 импульсов, выдающий серию прямоугольных импульсов заданной частоты, счетчик 9, суммирующий поступление на вход импульсы, цифро-аналоговый преобразователь 10, преобразующий подаваемый на вход дво ичный код в пропорциональное аналого вое напряжение, блок 11 элементов И, по команде импульса с выхода элемента ИЛИ 5 переписывающих содержимое счетчика 9 в первый регистр 6, коммутатор 12, подключающий вторые вход требуемых нуль-органов 1 к выходу цифро-аналогового преобразователя 10 дешифратор 13, выдающий управляющие потенциалы на группу входов коммутатора 12, второй регистр 14, запоминающий выдаваемые вычислительной машиной коды и на их основе управляющи работой дешифратора 13. Элементы устройства взаимодействуют между собой следующим образом, Каждый вход группы информационных входов, через который устройство свя зано с тем или иным аналоговым датчи ком, соединен с первым входом собственного нуль-органа 1. Второй вход каждого нуль-органа 1 подключен к со ответствующему выходу группы выходов 1 66 коммутатора 12, который быть общим для нескольких нуль-органов 1. Выход каждого нуль-органа 1 соединен с соответствующим входом блока 2 формирователей. Каждому входу блока 2 соответствует его выход, подключаемый к требуемому входу шифратора 3. Выход шифратора 3 соединен с входом блока 4 согласования, выход которого подключен к входу элемента ИЛИ 5 и первому входу первого регистра 6. Второй вход первого регистра 6 соединен с выходом блока 11 элементов И, управлякнций вход - с управляющим входом устройства, а выход с выходом устройства. Вход одновибратора 7 подключен к второму управляющему входу устройства, а выход к входу генератора 8 импульсов. Вход счетчика 9 соединен с выходом генератора В импульсов, а выход - с входом цифро-аналогового преобразователя 10 и вторым входом блока 11 элементов И, Первый вход блока 11 элементов И соединен с выходом элемента ИЛИ 5 и управляющим выходом устройства. Выход цифро-аналогового преобразователя 10 соединен с входом коммутатора 12, группа входов которого подключена к выходам дешифратора 13. Вход второго регистра 14 соединен с информационным входом устройства, а выход - с входом дешифратора 13. Устройство работает следующим образом. Напряжения с выходов сопрягаемых аналоговых датчиков постоянно приложены через группу информационных входов устройства к первым входам нульорганов 1. Ритм передачи информации с датчиков задается или самой вычислительной машиной, или одновибратором 7. В первом варианте вычислительная машина первоначально через информационный вход устройства записывает требуемый код во второй регистр 14. В соответствии с этим кодом дешифратор 13 формирует на соответствующих выходах разрешающие потенциалы, которые передаются через группу входов в коммутатор 12. Этими потенциалами в коммутаторе (представляющем собой, например, группу двухвходовых элементов И) подготавливаются требуемые линии связи, соединякяцие выход цифро-аналогового преобразователя 10 с вторыми входами соответствующих нуль-органов 1. После этого вычислительная машина через вторбй управляющий вход устройства вьвдает командньй импульс на одновибратор 7. Этим импульсом включается в работу генератор 8 импульсов, кото рый генерирует серию прямоугольных |Импульсов, и (например,с помощью рел времени) на время отключается собственная схема формирования одиночных i импульсов одновибратора 7. Во втором варианте вычислительная машина лишь записьгаает во второй регистр 14 требуемый код, а одиночные импульсы запуска генератора 8 импуль сов формируются самим одновибратором 7. , Поступающие с выхода генератора 8 импульсов импульсы напряжения суммируются счетчиком 9. Выходные потенциалы счетчика 9 управляют работой цифро-аналогового преобразователя 10 и блока 11 элементов И. Цифро-аналоговый преобразователь 10 на основе поданного на его вход кода формирует требуемое по величине аналоговое напряжение. Это напряжение подается на вход коммутатора 12 и далее на вторы входы тех нуль-органов 1,которые определены кодом,заданным вычислительной машиной во втором регистре 14. По мере нарастания напряжения на выходе цифро-аналогового преобразова теля 10, вызванного суммированием счетчиком 9 поступающих на вход импульсов, наступит момент, когда станут равными по величине напряжения на первом и втором входах какоголибо из нуль-органов 1, к которым в рассматриваемом режиме подводится напряжение с выхода цифро-аналогового преобразователя 10 через коммутатор 12. При этом на выходе данного нуль-органа: 1 появится импульс напряжения, который будет передан на соответствующий вход блока 2 формирователей. Здесь на его основе будет сформирован одиночный импульс требуе мой формы, который следует далее на вход шифратора 3. Шифратор 3 по команде приходящего импульса сформирует на выходе сигнал, код которого идентифицирует адрес аналогового датчика в составе устройства. Импуль сы напряжения, образующие код сигнала, по каналу связи передаются в блок 4 согласования, где их форма приводится к требуемой для работы последующих элементов устройства. Далее код сигнала следует на первый вход первого регистра 6, в котором код запоминается частью триггеров регистра, и на вход элемента ИЛИ 5. Элемент ИЛИ 5 на основе кода поступившего сигнала формирует одиночный импульс, которьй передается далее на управляющий выход устройства, являясь сигналом вычислительной машине о поступлении очередного сообщения с сопрягаемых датчиков, и на первый вход блока 11 элементов И. Поскольку на второй вход этого блока поданы управляющие потенциалы с выхода счетчика 9, то по команде импульса с выхода элемента ИЛИ 5 осуществляется считывание и запись содержимого счетчика 9 через второй вход первого регистра 6 во вторую часть его триггеров, т.е. в эти триггеры записьгеается код текущего напряжения на выходе цифро-аналогового преобразователя 10 в момент появления очередного сигнала с датчиков. Вычислительная машина, получив этот сигнал, вьщает командный импульс на первый управлякнций вход устройства, который, поступая на третий вход первого регистра 6, переписывает его содержимое в ее память. По мере нарастания напряжения на выходе цифро-аналогового преобразователя 10 от минимального до максимального значений осуществляется передача текущих значений напряжений на выходе всех сопрягаемых датчиков. С последним импульсом в серии генератора 8 импульсов происходит переполнение и сброс в нуль счетчика 9, после чего прекращается очередной цикл передачи и подготовка к следуюшвму циклу. Запись информации в регистры осуществляется корреляционным кодом, что устраняет необходимость установки их в нуль перед каждой новой записью. В предлагаемом устройстве вычислительная машина, работая в соответствии с заданным алгоритмом, полностью определяет режим передачи информации в устройстве - как периодичность передачи, так и состав датчиков, с которых будет передаваться информация в каждом очередном цикле передачи (по группам датчиков, контролирующих параметры с одинаковой динамикой) .

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ С АНАЛОГОВЫМИ ДАТЧИКАМИ, содержащее нуль-органы, первые входы которых являются инфор-мационными входами группы устройства, а выходы соединены с входами блока формирователей импульсов, выходы которого соединены с входами шифратора, выходы которого соединены с входами блока согласования, выход которого соединен с первым входом первого регистра и входом элемента ИЛИ, выход которого является управляющим выходом устройства и соединен с пер.вым входом блока элементов И, второй вход которого соединен с входом цифро-аналогового преобразователя и выходом счетчика, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, вход которого соединен с выходом одновибратора, выход блока элементов И соединен с вторым входом первого регистра, третий вход которого является первым управляющим входом устройства, а выход является информационным выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия устройства, в него введены второй регистр, дешифратор и коммутатор, вход которого соединен с выходом цифро-аналогового преобразователя, а выходы соединены с соответствующими вторыми входами нуль-органов, вход второго регистра является информационным входом устройства, а выходы соединены с входами дешифратора, выходы которого соединены с входами группы коммутатора, вход одновибратора является вторым управляющим входом устройства.