Устройство для управления энергопитанием микропроцессорной системы Советский патент 1985 года по МПК G06F3/00 G06F11/22 

Изобретение относится к вычислительой технике, в частности к микропроцессорым системам сбора данных с батарейным лектропитанием.

Цель изобретения - расширение обласи применения устройства за счет обеспечения возможности выполнения программы с точки, -заданной микропроцессором до воего отключения от источника питания.

На фиг. 1 представлена блок-схема предагаемого устройства; на фиг. 2 - структуркая схема микропроцессорной системы, питанием которой управляет устройство; на фиг. 3 -блок-схема алгоритма работы микропроцессорной системы.

Устройство содержит (фиг. ) ключ 1, вход 2 и выход 3 питания устройства, блок 4 управления, выход 5 блокировки питания устройства, шину 6 данных ШД микропроцессорной системы, адресную шину ША 7 и шину 8 синхронизации вывода микропроцессорной системы. Блок 4 управления содержит счетчик 9, генератор 10, триггер 11, дешифратор адреса 12, элемент И 13, элемент ИЛИ 14, кнопку 15 сигнала «Сброс. Устройство содержит также вход 16 сигнала системного сброса устройства, регистр 17 адреса программы, формирователь 18 импульса, состоящий из резистора 19 и конденсатора 20, магистральные выходные усилители 21 группы, дешифратор 22, первый 23 и второй 24 элементы И, шину 25 синхронизации ввода микропроцессорной системы. Устройство подключено к микропроцессорной системе (МП) 26, которая включает (фиг. 2) микропроцессор (МП) 27, представляющий собой совокупность арифметикологического устройства и микропрограммного блока управления, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 28, предназначенное для хранения выполняемых МП системой программ, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 29, служащее для хранения и накопления изменяющихся данных, интерфейс 30 ввода-вывода (ИВВ) (один и; i несколько), служащий для связи МП системы с внешними устройствами (датчиками, пультом управления, исполнительными устройствами и т. п.) ОЗУ 29, ПЗУ 28 и ИВВ 30 соединяются с МП 27 с помощью системы общих шин адресной щины (ША), служащей для обращения к определенной ячейке памяти запоминающих устройств или интерфейсу ИВВ 30, двунаправленной ШД, предназначенной для пересылки информации между МП 27, памятью и ИВВ 30, и щины синхронизации и управления (ШУ), обеспечивающей необходимое направление и синхронизацию пересылки данных.

Кроме того, в состав МП системы 26 входит тактовый генератор 31 и узел 32 сброса, вырабатывающая импульс сброса МП 27 при подаче на него питания. Сигнал системного сброса служит для приведения

в исходное состояние МП системы и подключенных к- ней внешних устройств.

Сигнал системного сброса формируется, например, с пульта оператора, автоматически при включении питания и т. п.

При отключении питания от МП 27 шина управления в МП системе 26 служит для предупреждения ложного срабатывания внешних устройств, в том числе и предлагаемого устройства, блокируется узлом 33 блокировки, содержащем, например, два элемента И 34 и 35.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии вся МП система 26 и устройство обесточены. При включении систе.мы напряжение питания от источника поступает на щипу 2, а значит и на ПЗУ 28, ОЗУ 29, ИВВ 30 и генератор 31, а также на выводы питания всех элементов предлагаемого устройства. Одновременно средствами системы по входу 16 вырабатывается сигнал системного сброса, переводящий счетчик 9 в нулевое состояние, что приводит к включению ключа 1 и выдаче напряжения питания по выходу 3 на вход МП 27 и узла 32 и установке ИВВ 30 в исходное состояние.

При подаче питания на выходе узла 32 формируется импульс, устанавливающий МП 27 в исходное состояние. Кроме того, выдача питания на вход 2 запускает формирователь 8, на выходе которого формируется импульс, обнуляющий содержимое регистра 17. Длительность импульса формирователя 18 должна быть достаточной, чтобы исключить запись в регистр 17 случайных комбинаций по информационному входу во время переходных процессов на щинах ШД, ША и ШУ. По окончании сигнала системный сброс МП 27 приступает к выполнению программы, хранящейся в ПЗУ 28. Под управлением команд, выбираемых из ПЗУ 28, МП 27 формирует на щинах сигналы, под воздействием которых реализуется алгоритм работы МП системы 26, приведенный на фиг. 3.

На шине (ША) выставляется адрес регистра 17. При этом на выходе дешифратора 22 появляется потенциал логической единицы, поступающий на первые входы элементов И 23 и 24. На щине управления (ШУ) формируется сигнал «Ввод, который поступает на один из входов элемента И 34. Так как на втором входе этой схемы присутствует потенциал логической единицы с выхода счетчика 9, на его выходе формируется сигнал, поступающий через элемент И 23 на управляющие входы усилителей 21. В результате усилители 21 открываются и подключают выходы регистра 17 к шине 7. Содержимое регистра 17 поступает в МП 27 и фиксируется в одном из его внут ренних регистров. После этого сигнал «Ввод снимается, что приводит к снятию потенциала с управляющих входов усилителей 21 и отключению выходов регистра 17 от шины 7. Далее МП 27 производит анализ считанного с регистра 17 кода. Так как из регистра считан О, то МП 27 осуществляет переход к выполнению первого фрагмента основной программы - программы, реализующей .основную функцию данной МП системы (например, сбор данных с датчиков, их обработку и выдачу управляющих сигналов на внещние устройства). По окончании выполнения первого фрагмента основной программы производится запись информации о состоянии МП 27 и содержимого его внутренних регистров в ОЗУ 29 (например, в область стека). Этим обеспечивается возможность восстановления информации, необходимой МП 27 для продолжения программы после перерыва в его работе при отключении от него питания. Далее вновь выставляется адрес регистра 17 на щине 6, формируется код на щинах 7, определяющий следующий фрагмент основной программы и вырабатывается сигнал «Вывод, который поступая через - - .-..,,--, .,- элементы И 35 и 34 на синхровход регистра 17, производит запись в него кода с щины 7. Затем сигнал «Вывод снимается, на щине 6 выставляется адрес счетчика 9, что приводит к появлению на выходе дешифратора 12 логической единицы, подготавливающей к работе элемент И 13. На щине 7 формируется код выдержки времени и выдается сигнал «Вывод, по которому производится запись кода с щины 7 в счетчик 9 и вклю- чение триггера И. Достоверность записи кода в счетчик 9 обеспечивается за счет того, что непосредственно перед записью все триггеры счетчика находятся в состоянии «О. В результате записи кода в счет. чик 9 потенциал логической единицы с его нулевого выхода снимается, что приводит к запиранию ключа 1, снятию напряжения питания с МП 27 и блокировке элементов И 34 и 35 узла 33, что предохраняет регистр 17, ИВВ 30 и ОЗУ 29 от записи в них случайных комбинаций ШД с системы при отключенном питании МП 27. С этого момента МП 27, отключенный от источника питания, электроэнергию не потребляет, а МП система находится в состоянии ожидания, сохраняя всю информацию, необходимую для последующего выполнения работ по заданной программе, Система находится в этом состоянии в течение времени, определяемого работой блока 4 управления, заключающийся в следующем. Включение триггера 11 сигналом с выхода элемента И 13, как было описано выще, приводит к запуску генератора 10. Импульсы с выхода генератора 10 поступают на счетный вход счетчика 9 и переключают его до тех пор, пока он вновь не установится в состояние с высоким логическим потенццалом на выходе «О. Количеством импульсов, офор.мированных генератором 10 до этого момента, и определяется выдержка времени. Потенциал логической единицы с выхода счетчика 9 производит включение ключа 1, что приводит к выдаче питания на МП 27 и запуску узла 32 сброса и подготавливает элементы И 34 и 35. С этого момент МП 27 повторяет работу по описанному алгоритму, однако теперь уже из регистра 17 считывается не нулевой занесенный в него код адреса очередного фрагмента основной программы, что приводит к выполнению этого фрагмента и записи в регистр 17 нового кода, определяющего следующий фрагмент программы. Момент окончания перерыва в работе МП 27 может определяться только работой счетчика 9. но и нажатием кнопки вручную оператором. При этом счетчик 9 принудительно устанавливается в нулевое состояние независимо от числа поступивших на его вход импульсов с выхода генератора 10.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОПИТАНИЕМ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ, содержащее ключ, силовой вход и выход которого являются соответственно входом и выходом питания устройства, и блок управления, выход которого подключен к управляющему входу ключа и к выходу блокировки питания устройства, а адресный, синхронизирующий и информационный входы - соотственно, к входным шинам адреса и синхронизации вывода данных и шине данных устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него введены регистр адреса программы, дешифратор, первый и второй элементы И, формирователь импульса и группа магистральных выходных усилителей, причем информационный вход регистра адреса программы соединен с шиной данных устройства, выход - с информационными входами магистральных выходных усилителей группы, выходы которых соединены с шиной данных устройства, вход формирователя импульса подключен к входу питания устройства, вход дешифратора подключен к входной шине адреса устройства, а выход соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с входными шинами синхронизации ввода и вывода данных устройства, выход первого элемента И подключен к управляющим входам магистральных выходных усилителей группы, выход второго элемента И подключен к синхронизируюпхему входу регистра адреса программы, вход сброса которого соеi динен с выходом формирователя импульсов. (Л 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления содержит счетчик, генератор, триггер, элемент И и дешифратор адреса, вход которого является адресным входом блока, а выход соединен с первым входом элемента И, соединенного выходом с устапивочпым входом триггера и управляющим входом счетчика, выход и инфорto мационный вход которого являются соответственно выходом и информационным входом блока, выход триггера подключен к СХ) входу генератора, выходом соединенного со ю счетным входом счетчика, выход которого подключен к входу сброса триггера. со