Устройство ввода информации от дискретных датчиков Советский патент 1985 года по МПК G06F13/00 

I Изобретение относится к автоматике и. вычислительной технике и может быть использовано в устройствах управления или обработки данных для ввода информации от многоразрядных датчиков, . Целью изобретения является увели чение надежности устройства за счет повышения помехоустойчивости и обес печения контроля информации путем обнаружения неисправности датчика или канала связи. На фиг.1 представлена схема устройства} на фиг.2 - временные диаграммы его работы. Устройство содержит (фиг,1) регистр 1, схему 2 сравнения, первый и второй 4 счетчики, первый 5, второй 6 и третий 7 элементы И, первый 8 и второй 9 элементы ИЛИ, элемент НЕ 10. Дополнительно на фиг.1 показаны информационные входы 11 устройства тактовый вход 12, установочный вход 13, информационные выходы 14 и выход 15 устройства. Регистр 1 содержит N разрядов и выполнен на триггерах D типа, сраг батывающих по заднему фронту тактового сигнала. Схема 2 сравнения обе печивает сравнение двух N разрядных двоичных кодов. Счетчик 3 является N-разрядным и имеет входы для запис в него параллельно N-разрядного дво ичного кода. Изменение кода на выхо де счетчика производится по заднему фронту счетного импульса. Счетчик 4 имеет М разрядов и срабатьшает такж по заднему фронту счетного импульса На входные шины 11 устройства поступает информация от многоразрядного датчика в виде параллельного N-разрядного двоичного кода, а на входе 12 присутствуют импульсы с частотой следования. Конкретньй вариант устройства (фиг.1) разработан для N-16, . Устройство работает следующим . образом. После включения питания на вход ;устройства подается сигнал Пуск, например, с кнопки панели управления, при этом в счетчик 3 перезаписывается код регистра 1, а счетчик сбрасывается .в ноль. Запись входного кода (Ng , фиг.2) в регистр 1 производится тактовыми импульсами, поступающими на вход 12, На схему 2 4 сравнения подаются двоичные N-ра.э-. рядные коды с регистра 1 и счетчика 3. Схема 2 сравнения сравнивает коды с регистра 1 и счетчика 3. Если код с регистра 1 больше кода счетчика 3, то схема сравнения вырабатывает сигнал Больше, который разрешает прохождение тактовых импульсов через элемент И 5 на прямой счетный вход счетчика 3, а если код с регистра 1 меньше кода счетчика, то схема сравнения вырабатывает сигнал Меньше, которьй разрешает прохождение тактовых импульсов через элемент И 6 на реверсивный счетный вход счетчика -3. Таким образом, счетчик 3 отслеживает код регистра 1. Выходной код счетчика 3 подается на информационные выходы 14 устройства. В реальных условиях, когда датчик значительно удален от устройства обработки данных, могут наблюдаться случайные сбойвходной информа- : ции, вызванные одиночными помехами или сериями помех (Nj, фиг.2 б,е,к), а также переходными процессами при смене входного кода (Мб,фиг.2 г,з). Кроме того, наблюдаются систематические сбои, вызванные, либо системати е кими помехами, либо неисправностями датчика и каналов связи (Ng, фиг.2 и,л) , выраженнь1ми в виде пропадания или появления лишнего разряда в передаваемом коде. . При совпадении тактовых импульсов со случайной помехой или переходным процессом во входном коде N§ в регистр 1 может записаться произвольный код, при этом ошибка может достигать максимального значения кода ( ,фиг.2 в,з,и). Однако код в счетчике 3 изменяется при этом на J: 1 (Nc-,2, фиг.2 в,з,и), что эквивалентно погрешности выходного кода в ±1 младшего разряда датчика. В случае прихода серий помех, либо наличия переходного процесса при смене входного кода с дпительностью, превьш1ающей период следования, тактовых импульсов , а также при наличии систематического сбоя входной информации, вызванной, например, систематическими помехами (Ng , фиг.2 и), неисправностью датчика или канала связи (N$x фиг,2 л), на прямой или реверсивный счетный вход счетчика 3 может поступать серия из m импульсов (счет в + фиг.2). В зависимости от числа импульсов в

. 3 .

серии выделяются два режима работы.

Режим 1. Число импульсов в серии - „м , . т. 2 -1 .

Импульсные сигналы с выхода элементов И 5 и 6 объединяются элементом И 7 и поступают на счетный вход счетчика 4, изменяя его состояние от/нуля до т, при этом старший разряд счетчика 4 сохраняет сигнал логического нуля (третий разряд счетчика фиг. 2), а на выходе элемента НЕ 10 - сигнал логической единицы.

Работа элементов И 5-7 разрешена и появившийся на выходе схемы 2 сранения сигнал Равно .разрешает прохаждение тактовых импульсов через элементы И 7 и ИЛИ 9 на вход сброса счетчика 4 в нулевое состояние.

При случайных сбоях информации схема 2 сравнения вырабатывает последовательно сигнал Больше или Меньше не более чем в m тактах работы устройства, а затем появляет сигнал Равно, обеспечивающий сбро счетчика 4 внулевое состояние.

В счетчик 3 при этом может поступить не более m импульсов по прямом или реверсивному счетному входу, вызванных случайнь1ми сбоями, что эквивалентно погрешности выходного кода устройства не более t го единиц младшего разряда.

Режим 2. Число импульсов в серии .

При поступлении на счетный вход счетчика 4 серии из импульсов на выходе счетчика появляется сигнал логической единицы, а на выходе элемента НЕ 10 - логического нуля. Сигнал логического нуля с выхода элемента НЕ 10 запрещает прохождение тактовых импульсов через элементы И 5-7, а состояние счетчиков 3 и 4 не изменяется. Отслеживание входного кода в счетчике 3 прекра96884

дается, а на информационные вьгходы 14 устройства выдается код, зафиксированный в счетчике 3 на момент сбоя. Сигнал логической единицы со счетчика 4 поступает на выход 15, и устройство переходит в состояние Сбой. Для чывода устройства с.этого состояния необходимо на вход 13 подать сигнал Пуск.

10 Элементы И 5., 6 и счетчик 3 осуществляют следящий режим работы устройства, уменьшающий влияние случайных сбоев входной информации на выходной код устройства. Погрешность

15 вьгходного кода для одиночных помех ±1 младшего разряда датчика, а для сеМ

рий помех не более -2-1 единиц младшего разряда датчика, в то время как в известных устройствах пог20. решность может достигать максимального значения принимаемого кода.

Счетчик 4, элементы Т-Ю осуществляют контроль вводимой информации пу тем обнаружения неисправности датчика или канала связи. При наличии систематического сбоя вводимой информации, который может быть вызван систематическими помехами и неисп- равностью датчика или каналов свя- .

зи, вьщается сигнал Сбой, а устройство запоминает значение выходно.го кода, сформированного на момент сбоя.

Величина М может подбираться за счет изменения разрядности счетчика 4. С.увеличением величины М рас. ширяется зона работоспособности устройства, но при этом увеличивается допустимая погрешность выходного кода устройства. При уменьшении

40 величины М зона работоспособности сужается (устройство чувствительнее к помехам) и уменьшается допустимая погрешность выходного кода устройства. .

УСТРОЙСТВО ДЛЯ.ВВОДА ИНФОРМАЦИИ ОТ ДИСКРЕТНЫХ ДАТЧИКОВ, содержащее регистр и блок сравнения, ин- . .формационные входы регистра являются информационными входами устройства, синхровход регистра является тактовым входом устройства, а,выходы соедине-. ны .с входами первой группы блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью увеличения надежности устройства за счет повьшения помехоустойчивости и обеспечения контроля информации, в него введены первыйи второй счетчики, с первого по третий элементы И, первый и вто- . рой элементы ИЛИ, элемент НЕ, первые входы с первого по третий элементы И соединены с тактовым-входом устройства, выходы первого и второго элементов И соединены с прямым и реверсивным счетными входами первого счетчика, с первым и -вторым входами первого элемента ИЛИ соответственно, информационные входы первого счетчика соединены с выходами регистра, синхровход первого счетчика и второй вход второго элемента ИЛИ являются установочными входами устройства, первый и второй выходы блока сравнения соединены с вторыми входами и второго элементов И соответственно, а третий (Л выход соединен с вторым входом третьего элемента И, выходы первого счетчика соединены с входами второй группы блока сравнения и являются, информационными выходами устройства, выход второго счетчика соединен с входом элемента НЕ и является выхосо дом устройства, .выход элемента НЕ О5 соединен с третьими входами с первого по третий, элементов И, выход оо 00 третьего элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, 4 выход которого соединен с входом сброса второго счетчика, а выход первого элемента ИЛИ соединен со счетным входом второго счетчика.