Устройство для программного управления (его варианты) Советский патент 1986 года по МПК G05B19/08 

i

Изобретение .относится к автоматтг ке и вычислительной технике и предназначено для использования в автоматических системаз программного управления или контроля по временным программам

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

. Оба варианта устройства позволяют обеспечить возможность разнесения по времени выходных управляющих сигналов j повышают надежность путем ис- ктдачення влияния длительности такто- аьш Импульсов и уменьшения количества связей при большом количестве каналов ,

На фиг. дана функциональная схема первого варианта устройства; на фиг, 2 диаграмгй, поясняющие его работу; на фиг. 3 - функциональная схема второго варианта устройства на фиг. 4 - вариант выполнения за- программ; на фиг. 5 - временные диаграммы, поясняющие работу второго варианта устройства; на фиг, б - пример построения формирователя импульсов и временные диаг- работы (бб аЬ).

Устройство для программного управления (фиг. 1 и 3) содержит триггеры 1-18 ...р 1-п, элементы И 2 1, ,,,, 2-nj элемент НЕ 3, задатчик пp6гpa iм 4 J формировйтель импульсов 5j запускающий вход б, тактовую шину 7 -, Кроме того, в первом варианте устройства имеются элементы И-НЕ 8 Is лi S-n, а во втором - стартовьй триггер 9 и вторые элементы И 10-1, «,,,,. ЛО-п, а формирователь импульсов содержит D -триггер 11, элемент НЕ 12, Для обоих вариантов устройства конструкция задатчика программ 4 может быть различной, например дна-, логичной приведенной в прототипе, В простейшем случае это может быть набор ключей, которые требз емым образом cкoM vIyтиpoвaны и подают на выходы задатчика программ 4 информацию определяющую порядок или последовательность подключения каналов при поступлении тактовых импульсов ка тактовую шину 7 устройства. Причем ,для первого варианта устройства на шину А задатчика программ 4 постоянно или синхронно с тактовыми ш-шульсами подается уровень 1, а на шину В - постоянный уровень О.

88 2

Дпя. второго варианта устройства на шину А синхронно с первым (возможно также и с последующими) тактовым импульсом подается уровень О, на пш- ну В - постоянный уровень Л.

Устройство для программного управления (фиг. 1) работает следующим образом.

В исходном состоянии на запускающем входе б имеется уровень О, триггеры 1-1, . 1-п находятся в нулевом состоянии, вследствие чего На первые входы элементов И 2-1, ,.., 2-п поступают уровни О и на

всех выходах устройства отсутствуют выходные сигналы.

При подаче на запускающий вход б уровня 1 устройство подготавливается. к работе и с приходом первого

тактового импульса на тактовую шину 7 начинает отработку программы, определяемой задатчиком программ 4, выполнение которого может быть различным и зависит от способа ввода

программ. В общем случае на управля- входах задатчика программ 4 присутствуют сигналы, определяющие последовательность включения каналов при поступлении импульсов тактовой частоты.

Положим, что поданы управляющие сигналы Yj и Y (в данном случае в .виде уровней I Oj т.е. на выходе второго и четвертого каналов управления сигнал должен отсутствовать.

После подачи уровня 1 на запускающий вход 6 по положительному фронту первого тактового импульса переключается триггер 1-1, на прямом выходе которого появляется уровень 1, поступающий на первые входы элемента И 2-1 и элемента И-НЕ 8-1. Так как на втором входе этого элемента находится уровень О, то

на его выходе сигнал не меняется,

После окончания тактового импульса на выходе элемента НЕ 3 появляется уровень 1 и на элементе И 2-1 наступает совпадение, вследствие чего

на выходе первого канала устройства появляется уровень 1, который держится до прихода второго тактового импульса 5

При приходе второго тактового импульса на выходе элемента НЕ 3 появляется уровень О, закрывающий по третьему входу элементы И 2-1, .... S 2-п, По переднему фронту тактового импульса переключается триггер 1-2, на прямом выходе его и на первом входе элемента И-НЕ 8-2 появляется уровень 1, на второй вход которого с задатчика программ 4 подан также уровень 1. Ввиду этого на выходе элемента И-НЕ 8-2 появляется уровень О, который поступает на S-вход триггера 1-3 и переключает. его. Так как на втором входе элемента И-НЕ 8-3 находится уровень О, то дальнейшее распространение сигнала на этом прекратится. Элементы И 2-1 и 2-2 по второму входу закрыты уровнем О с инверсных выходов триггеров 1-2 и 1-3, а элементы И 2-4 ...| 2-п закрыты по первому входу уровнями О с прямых выходов соответствующих триггеров 1-4,.,., 1-п. Поэтому после окончания второг тактового импульса уровень 1 6.у- дет на всех трех входах только у элемента И 2-3, что и вызовет появление сигнала на выходе третьего канала устройства, минуя второй.

Работа последующих каналов аналогична .

Формирователь 5 работает следую- щим образом.

Если на выходе п-го канала устройства дожен быть сигнал, то после тактового импульса, опрокидывающего триггер 1-п (фиг.1 и 6а), на D- и R-входах триггера 11 формирователя 5 .появляется уровень 1 (см.фиг.68 кривая 1-п). На 5 -входе триггера

11сохраняется уровень 1 (так как управляющий сигнал Y имеет уровень О). С приходом следующего тактового импульса триггер 11 опрокидывается по С-входу. Через время 2 (где. t - время задержки распространения сигнала через логический элемент) на выходе элемента НЕ

12появится уровень О, который поступит на R -входы триггеров 1-1 ..., 1-п. Через время 2С эти триггеры установятся в нулевое состояние. При этом на R -вход триггера 11 с прямого выхода триггера 1-п поступит уровень О и спустя время 2 с этот же уровень появится на выходе триггера 11, а спустя еще 1С уровень 1 появится на выходе элемента НЕ 12, таким образом закончится формирование импульса сброса,

а формирователь 5 возвратится в исходное состояние. Дпительность выход215088

ного импульса формирователя 5 в этом случае равна 5 (для 155 серии это время порядка 100 не).

Если на выходе п-го канала сигна5 ла не должно быть, то после переключения триггера 1-п с задержкой 1 на выходе элемента И-НЕ 8-п появляется уровень О, который через 2 появляется на выходе формирователя

10 5 (на выходе элемента НЕ 12) (см. фиг. 7&). Далее формирование выходного сигнала происходит аналогично.

После того, как переключится триггер 1-п, возвожны два варианта

tS работы устройства. Если на выходе п-го канала должен быть сигнал, то формирователь 5, на втором (разрешающем) входе которого имеется уровень 1, запускается по переднему

20 фронту следующего тактового импульса, устанавливая устройство в исходное состояние путем подачи О

на R -входы триггеров 1-11-п.

Если на выходе п-го канала сигнала

25 не должно быть, то сразу же с переключением триггера 1-п в единичное состояние на выходе элемента И-НЕ 8 появляется уровень О, который запускает формирователь 5, приводя30 Щий устройство Б исходное состояние. Одновременно с приведением устройства в исходное состояние с запускающего входа 6 снимается уровень I и устройство готово к следующему

JJ циклу управления.

Устройство для программного управления согласно второму варианту

i (фиг. 3) работает следующим образом. I

В исходном состоянии триггеры

О 1-1, ..., 1-п и стартовый триггер 9 на прямом выходе имеют уровень О, который по второму входу блокирует первые элементы И 2-1,,.., 2-п и по первому входу вторые элементы И 1, ..., 10-п. На выходах каналов управления сигналы отсутствуют. После подачи 1 на запускающий вход 6 по переднему фронту первого тактового импульса переключится стартовый триг50 гер 9 и одновременно синхронными с тактовыми импульсами сигналами нулевого уровня с задатчика программ 4 осуществляется переключение тех триггеров 1-1, ..., 1-п, соответствую- 55 щие которым каналы устройства не

должны иметь выходных сигналов управления, например 1-2 и 1-4, как на фиг. 2 (в триггеры 1-1, .,,, 1-п

возможна предварительная запись информации, . до запуска устройства) . На прямых выходах стартового триггера 9 и триггеров 1-2 и 1-4 появляются уровни 1. На выходах вторых элементов И 10-1, ..,, 10-п сохраняются уровни О, так как на первом входе элемента И 10-1 сохраняется уровень О. На Л -вход триггера 1-1 поступает уровень 1 с прямого выхода стартового триггера 9, подготавливая-его к переключению в единичное состояние. После окончания тактового импульса на выходе элемента НЕ 3 устанавливается уровень 1 и на входах элемента И 2-1 наступает совпадение, вызывающе появление сигнала управления на выходе первого канала.

При поступлении второго тактового импульса переключается триггер 1-1, на выходе элементов И 10-1 и 10-2 появляется уровень 1, подготавливая для переключения в единичное состояние триггер 1-3. Элемент И 2-1 закрывается по первому входу, элемент И 2-2 уже после первого тактового импульса закрыт по первому входу ввиду переключения триггера 1-2 в единичное состояние сигналом с задатчика программ 4, поэтому выходной сигнал после окончания тактового импульса формируется на выхо ( де элемента И 2-3, т.е. на выходе третьего канала, минуя второй.

Работа следующих каналов устройства аналогична.

После формирования сигнала на вы ходе п-го канала следующим тактовым импульсом включается триггер 1-п, на его прямом выходе появляется уровень i поступающий на первый вход элемента И 10-п, на втором входе которого уже имеется такой же уровень. На выходе элемента И 10-п появляется сигнал, запускающий формирователь 5, который формирует сигнал сброса для триггеров 1-1, ..., 1-п и 9. Одновременно проис- ходит снятие уровня с запускающего входа б устройства, которое таким образом подготавливается к следующему,циклу управления.

--JIU - Длительность выходного управляющего сигнала каналов и время между следующими друг за другом сигналами изменяется путем изменения

паузы между тактовыми импульсами и изменением длительности тактовых импульсов соответственно, Минималь- ная длительность тактовых импульсов определяется временем распространения сигнала через элементы устройства и, например, применительно к ТТЛ элементной базе не превышает .

десятых долей микросекунды,что

.соответствует режиму работы прототипа. Максимальная длительность тактовых импульсов не ограничена и определяется практической потребностью

разнесения во времени следующих друг за другом выходных управляющих сигналов . Управление длительностью тактовых импульсов и паузой между ними может осуществлять общий блок

управления устройства (на фиг. 1 и 3 не показан) по жесткой или самокорректирующейся программе,

25

Формула изобретения

1. Устройство для программного управления, содержащее задатчик программ и в каждом канале управления элемент И и триггер, R -в.ходы которых соединены между собой, о т л и- чающееся тем, что, с целью повьшения надежности, в него введены элемент НЕ, формирователь импульсов и в каждый канал управления

элемент И-НЕ, первьй вход которого соединен с прямьм выходом триггера канала5 с первым входом элемента И и D -входом триггера последующего

канала, второй вход элемента И-НЕ

подключен к соответствующим выходам задатчика программ, а выход - к 5 -входу триггера последующего канала, С-входы триггеров соединены между собой, подключены к первом

входу устройства для программного

управления, первому входу формирова- теля импульсов и через элемент НЕ подключены к вторым входам элемента И каждого канала, третий вход которых соединен с инверсным выходом триггера последующего канала, а вы- .ходы - с выходами устройства для программного управления, прямой выход триггера последнего канала соединен с вторым входом формирователя импульсов, третий вход которого сое динен с выходом элемента И-НЕ последнего канала, а выход - с R -входом триггеров всех каналов, D -вход триггера первого канала соединен с вторым входом устройства для программного управления

2. Устройство для программного управления, содержащее задатчик программы, стартовый триггер, в каявдом канале зшравления триггер, инверсный выход которого соединен с первым входом первого элемента И, прямой выход - с первым входом второго элемента И, а R -входы соединены между собой, вторые входы первого и второго элементов И первого канала подключены к прямому выходу стартового триггера, о т л и ч а rail е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены формирователь импульсов и элемент НЕ, вход которого соединен с первым входом устройства для программного управления и с С-входом триггера кадого канала, а выход - с третьим входом первого элемента И первого канала и с вторыми входами первых элементов И остальных каналов, третьи входы которых подключены к 1 -входу триггера данного канала, к выходу второго элемента И предьщущего канала и второму входу второго элемента И данного канала, выход второго элемента И последнего канала соединен через формирователь импульсов с R -входом триггеров каждого канала и R -входом стартового триггера,

5 -вход триггера в каждом канале подключен к соответствукндему информационному выходу задатчика программы, I -вход стартового тригггера соединен с запускающим входом устройства для программного управления, а D -вход триггера первого канала соединен с прямым выходом стартового триггера.

BwiВакг

Puti

Kan

ffmm. шина

Уп

) hn

ВНИИПИ Закйз 905/55 Тираж 837 Подписное Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

в)

иг.6

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в авто- MaTHuecfCHX системах программного управления или контроля по временным программам. Дель изобретения - повьппение надежности устройства путем исключения влияния длительности тактовых импульсов и уменьшения количества связей при большом количестве каналов. Устройство (первый вариант) содержит задатчик программ 4, элемент НЕ 3, формирователь 5 им- пульсов и в каждом канале - триггер, элемент И-НЕ 8-п и элемент И . Устройство (второй вариант) содержит задатчики4 программ, стартовый триггер 9, элемент НЕ, формирователь 5 импульсов и в каждом канале -триггер, элемент И 10-h и элемент И 2-ii. Использование изобретения позволит расширить функциональные возможности устройства путем обеспечения разнесения во времени выходных управлякяцих сигналов. Применение ограниченной номенклатуры элементов улучшает технологичность изготовления устройства. 1 з.п. ф-лы, 6 ил. 1