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

э ;о э:

35

:А9 Устройство относится к автоматизированным системам управления технологическими процессами и может быть использовано в любых отраслях промышленности, в частности в промышленности строительных материалов когда имеется большое число подлежа щих контролю объектов и требуется обеспечить автоматический сбор и обработку информации. По основному авт. св. № 1038932 известно устройство для сопряжения вычислительной машины с датчиками, содержащее счетчик, первый генератор импульсов, нуль-органы, первые входы которых соответственно соединены с входами устройства, а выходы с соответствующими входами группы формирователей импульсов, вшфратор, входы которого соединены с соответствуюЕ(ими выходами группы формирователей импульсов, а выход - с входом узла согласования, группа выходов которого соединена с первой группой входов первого регистра и группой входов элемента РШИ, -выход которого подключен к управляющему вьжоду устройства и управляющему вх ду блока ключей, группа информацион ных выходов первого регистра соединена с группой информационных выходов устройства, цифро-аналоговый преобразователь и второй- генератор импульсов, выход которого соединен с входом счетчика, выходы счетчика подключены к соответствующим информационным входам блока ключей и к входу цифро-аналогового преобразова теля, выход которого со|единен с вто рыми входами нуль-органов, выход первого генератора подключен к вход второго генератора импульсов, групп выходов блока усилителей соединена второй группой входов первого регистра, а группа входов - с группой выходов блока ключей, управляющий вход блока ключей соединен с выходо элемента ИЛИ. Кроме того, устройство содержит элементы И, блок сравнения, элемент задержки, второй и третий регистры, входы которых подключены к одним входам элементов И и блока сравнени соответственно, другие входы элементов И и блока сравнения соответст венно подключены к дополнительному выходу генератора импульсов и к вых ду счетчика, выходы элементов И сое динены с дополнительными входами сч чика, выход блока сравнения через элемент задержки подключен к установочному входу счетчика и к дополнительным входам второго генератора импульсов и узла согласования. Устройство содержит также корректор напряжения и второй элемент задержки, вход которого подключен к дополнительному выходу корректора напряжения, а выход объединен с вьгходом первого элемента задержки. Первый, второй, третий и четвертый входы корректора напряжения соответственно соединены с выходами элемента ИЛИ, первого элемента задержки, счетчика и с выходом первого генератора, а первый, второй, третий и четвертый выходы подключены соответственно к первому и второму входам второго и третьего регистров lj . Однако в результате несовершенства алгоритма автоматической корректировки диапазона изменения напряжения на вторых входах нуль-органов повышение быстродействия устройства не достигает возможного предела . Анализ его работы для наиболее часто встречающихся условий показывает, что диапазон оказьшается скорректированным правильно лишь в 4 циклах из 9, т.е. возможности повьш1енил быстродействия устройства используются не полностью.. . Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сопряжения вычислительной машины с датчиками введенытретий и четвертый генераторы импульсов, первый и второй дешифраторы, входы которых соединены соответственно с выходами второго и третьего регистров, а выходы - с соответствующими первьми входами третьего и четвертого генераторов импульсов, вторые входы которых соединены с выходом первого элемента задержки, а выходы - с третьими входами второго и третьего регистров, соответственно. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для сопряжения вычислительной машины с датчиками; на фиг. 2 - пример технической реализации генератора импульсов. Устройство (фиг. 1) содержит нульорганы 1, блок 2 формирователей импульсов, шифратор 3, блок 4 согласо3вания, элемент 1ШИ 5, первый регист 6, первый генератор 7 импульсов, второй генератор 8 импульсов, счетчик 9, цифро-аналоговый преобразова тель 10, блок 11 ключей, блок 12 усилителей, блок 13 элементов И, корректор 14 напряжения, второй регистр 15, третий регистр 16, блок 1 сравнения, первый элемент задержки 18, второй элемент задержки 19, тре тий генератор 20 импульсов, первый дешифратор 21, второй дешифратор 22, четвертый генератор 23 импульсов . Генератор импульсов (фиг, 2) содержит элемент ИЛИ 24, элемент задержки 25, элемент И 26, элемент за держки 27 и счетчик 28. Устройство работает следующим об разом. Напряжения с выходов сопрягаемых датчиков постоянно приложены чере входы устройства к первым входам нуль-органов 1. Ритм передачи информации с сопрягаемых аналоговых датчиков в вычислительную машийу задается первым генератором 7, пред ставляющим собой генератор импульсов инфранизкой частоты (реле времени) . По команде импульса с выход первого генератора 7 включается в работу второй генератор 8, а код, хранящийся во втором регистре 15, переписывается элементами И блока 13 в счетчик 9. Выходные потенциалы счетчика подключены к входу цифр аналогового преобразователя 10, на выходе которого формируется минимальное напряжение в данном цикле передачи, передаваемое на вторые входы всех нуль-органов 1. Импульс с выхода первого генератора 7 поступает и на четвертый вход корректора 14 напряжения, подготавлива его к работе в очередном цикле передачи. С выхода второго генератора 8 импульсы поступают на счетный вход счетчика 9, каждый раз увеличивая с держащийся в нем код на единицу. Пр этом напряжение на выходе цифро-ана логового преобразователя 10 возрастае7 на величину дУ . Если в процес се нарастания этого напряжения,срав ниваются по величине напряжения на входах какого-либо нуль-органа, то на его выходе появляется импульс, который передается на соответствую441НЯЙ вход блока 2 формирователей импульсов. В блоке 2 по его команде генерируется импульс напряжения требуемой малой длительности, который передается на соответствующ11Й вход шифратора 3. Здесь на его основе образуется код сообщения, идентифицирующий номер нуль-органа 1, на выходе которого появляется импульс, в составе устройства. По каналу связи этот код передается в блок 4 согласования. Этим блоком разрядные импульсы кода сообщения приводятся к форме, необходимой для работы последующих элементов устройства. С выхода блока 4 согласования код сообщения поступает на вход элемента ИЛИ 5 и первый вход регистра 6. Частью триггеров этого регистра код запоминается. Элементом ИЛИ 5 на основе разрядных импульсов кода сообщения формируется одиночный импульс, которьш подается на управляющий выход устройства, являясь сигналом в вычислительную машину о поступлении оче- редного сообщения, и на управляющий вход блока 11 ключей. На информационный вход этого блока с счетчика 9 подаются управляющие потенциалы. Осуществляется перезапись кода счетчика с помощью блока 11 ключей через блок 12 усилителей во вторую часть триггеров регистра 6. Через требуемый промежуток времени вычислительная машина через управляющий вход устройства подает командный импульс на управляющий вход регистра 6, по которому осуществляется перезапись .содержимого регистра в память машины. Импульс с выхода элемента ИЛИ 5 подается и на первый вход корректора 14 напряжения. На третий вход этого корректора подаются выходные потенциалы счетчика 9. Первый импульс с выхода элемента ИЛИ 5 . в каждом цикле передачи является командой корректору 14 напряжения на перезапись содержимого счетчика 9 через четвертьй выход корректора 14 напряжения во второй регистр 15. По мере нарастания содержимого счетчика 9 от минимального до максимального значения, а сле довательно, по мере увеличения напряжения .на выходе цифро-аналогового преобразователя 10, в память вычислительной машины записываются номера датчиков, на входах нуль-органов 1 которых сравниваются напряжения, а также значений .напряжений в моменты совпаде-НИИ .

Частота импульсов второго генератора 8 и величина перепада напряжения Д и на вьгходе цифро-аналогового преобразователя 10 при увеличении суммы счетчика 9 на единицу выбираются с таким расчетом, чтобы сделать допустимо малой по величине вероятность одновременного появления импульсов на выходах двух и более нуль-органов 1, поскольку это ведет к сбою в работе устройства.

Окончание очередного цикла передачи информации с датчиков в устройстве происходит по-разному в зависимости от того, находятся ли выходные напряжения всех сопрягаемых датчиков в скорректированном диапазоне развертывающего напряжения или нет.

В первом случае по мере поступления импульсов с выхода элемента ИЛИ 5 на первый вход корректора 14 напряжения наступает {«омеят, когда корректор фиксирует ярохсявдение через устройство сигналов со всех сопрягаемых датчиков. При этом он выдает одиночный импульс па свой дополнительный выход. С второго выхода корректора 14 напряжения одновременно В1адается в третий ре гистр 16 для эгшвминания код верхнего уровня развертывающего напряжения в посЛедуюцем цикле передачи Задержанный вторив элементом 19 задержки импульс обнуляет счетчик 9 останавливает второй генератор 8 и запирает блок 4 согласования.

Во втором случае, когда напряжения на выходе каких-либо датчиков находятся вне скорректированного диапазона развертывающего иапря ения, в процессе суммирования счетчиком 9 входных импульсов наступает момент, когда вновь образованный в нем код становится равным коду, хранящемуся в третьем регистре 16. Блок 17 сравнения при этом вьщает одиночный импульс, который после за держки первым элементом 18 задержки на требуемьй промежуток времени подается на соответствующие входы второго генератора 8, счетчика 9, блока 4 согласования и корректора 14 напряжения как команда на прекращение цикла, хотя информация

передана и не со всех датчиков. Корректор 14 напряжения при этом .через первый и третий выходы записывает в третий регистр 16 и второй регистр 15 коды максимально и мини|мально возможных напряжений на выходах сопрягаемых датчиков.

С объединенных выходов элементов 18 и 19 задержки появляющиеся одиночные импульсы передаются и ни первые входы генераторов 20 и 23 импульсов. Они включаются в работу и вьщают заданное число импульсов, которые поступают соответственно на вычитающий вход второго регистра 15 и суммирукнций вход третьего регистра 16. Содержимое второго регистра 15 за счет этого уменьшается на заданное число единиц, а содержимое третьего регистра 16 увеличивается на заданное число единиц. В результате скорректированный диапазон изменения напряжения на вторы входах нуль-органов 1 расширяется, делая вероятность выхода из этого диапазона выходного напряжения любого из сопрягаемых датчиков требуемо малой по величине.

Выходные потенциалы второго регистра 15 и третьего регистра 16 поступают соответственно на входы первого дешифратора 21 и второго дешифратора 22. Как только коды в регистрах становятся равными кодам соответственно минимально и максимально возможных значений развертывающего напряжения, дешифраторы запираюищми потенциалами на своих выходах прекращают работу связанных с ними генераторов 20 и 23 импульсов.

Работа выбранного варианта генератора 20 или 23 импульсов заключается в след пощем. Появляющийся импульс на втором входе генератора обнуляет счетчик 28, проходит через элемент ИЛИ 24 и после задержки элементом 25 задержки на время переходных процессов в счетчике 28 поступает на первы вход трехвходового элемента И 26. К этому моменту на второй его вход подается разрешающий потенциал с выхода счетчика 28. На третий вход элемента И 26 через первый вход генератора подается управляющий потенциал с соответствующего дешифратора. Если коды соответственно во втором регистре 15 или в третьем регистре 16 не совпадают с предельными

для диапазона изменен1 я развертывающего напряжения, то на выходах дешифраторов присутствуют разрешающие потенциалы. Если же какой-то из них совпадает с предельным, то на выходе соответствующего дешифратора присутствует запрещающий потенциал. При разрешающем потенциале на третьем входе элемента И 26 поступающий на его первый вход импульс проходит на выход генератора импульсов и на вход элемента задержки 27. Этим элементом он задерживается на время переходных процессов в .соответствующем регистре устройства. Затем он следует на суммирующий вход счетчика 28 и увеличивает содержащийся в нем код на единицу. Через второй вход элемента ШШ 24 си передается также на вход элемента задержки 27, начиная тем самым цикл формирования

следующего импульса генератора. Генерация импульсов прекращается, когда в результате суммирования на выходе счетчика 28 появляется запрещающий потенциал или такой потенциал возникает на выходе соответствующего деишфратора в обоих случаях запирается элемент И 26.

Таким образом, за счет подстраховочного расширения скорректированного на первой стадии диапазона изменения развертывающего напряжения снижается до требуемой величины вероятность выхода из этого диапазона напряжений на выходах сопрягаемых датчиков. Этим исключается работа устройства в режимах изменения развертывающего напряжения в пределах максимального диапазона, а следовательно, повышается быстродействие устройства.

24

ст

25

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ С ДАТЧИКАМИ по авт. св. № 1038932, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройСтвА в него введены третий и четвертый генераторы импульсов, первый и второй дешифраторы, входь которьк соединены соответственно с вых ф1ами второго и третьего регистров, а выходу с соответствупщими первыми входами третьего и четвертого генераторе импульсов, вторые входы которых соедине1Ш с выходом первого элемента задержки, а выходы - с третьими входами второго и третьего регистров соответственно.

/

28

Фиг. г

Ы

26

27