Устройство для передачи и приема информации Советский патент 1986 года по МПК G08C19/28 

Изобретение относится к вычисли тельной технике и может быть использовано для передачи дискретной информации .

Цель изобретения повышение информативности устройства для передачи и приема информации.

На фиг,1 приведена функциональная схема передающей стороны устройства; на фиг.2 - функциональная схема приемной стороны устройства; на фиг.З - временная диаграмма работы передающей стор оны устройства; иа фиг,4 - временная диаграмма ра- .боты приемной стороны устройства.

Устройство передачи и приема информации (фиг.1) содержит регистр 1 сдвига, блок 2 управления, первый элемент 3 И, элемент 4 ИЛИ, первый 1К-триггер 5, второй элемент 6 И, первый D-триггер 7, второй 1К-триг- гер 8, первый элемент 9 НЕ, второй 0-триггер 10, второй элемент 11 НЕ, третий элемент 12 И, выходной согласующий блок 13, счетчик импульсов

14,генератор тактовых импульсов

15,информационный выход 16, третий .управляющий вход 17 и второй управляющий вход 18.

Приемная сторона устройства передачи и приема информации (фиг.2) содержит согласующий блок 19, регистр 20 сдвига, буферный регистр 21, блок 22 фазирования, первую группу D-триггеров 23 вторую группу D-триггеров 24, четвертую группу D-триггеров 25, элемент 26 И, управляемый коммутатор 27, третью группу D-триггеров 28, блок 29 управления, RS-триггер 30, первый эле- мент 31 И, 0-триггер 32, второй элемент 33 И, элемент 34 НЕ, генератор 35 тактовых импульсов, счетчик 36 импульсов.

Устройство передачи и приема дискретных сигналов работает следующим образом.

При включении питания все триггеры устройства с помощью сигнала установки в О (фиг,1 и 2, для

простоты изображения не показаны цепи подачи этого сигнала) устанавливаются в исходное (нулевое) состояние . Предназначенная для передачи информация, представленная параллель- ным кодом, поступает на информахдаон- ный вход устройства. Цикл передачи

информации начинается с момента поступ - элемента 3 И через элемент 4 ИЛИ

15129

ления на управляющий вход 18 устройства; запускающего импульса; положительной полярности (фиг.3)| которая устанавливает 0-триггер 10 в единичное сос5 тояние. При поступлении переднего фронта тактового импульса положительной полярности с выхода генератора 15 тактовых импульсов-с частотой следования f на синхровход

10 D-триггера 7 последний устанавливается в единичное состояние. Сигнал с нулевого выхода 0-триггера 7 устанавливает 0-триггер 10 в нулевое состояние и обнуляет счетчик тактов.

5Сигнал с единичного выхода D-триг-

гера 7 поступает на первый управлянг- щий вход регистра 1 сдвига и обеспечивает запись предназначенной для передачи информации. Задним

20 фронтом первого тактового импульса устанавливается в единичное состояние 1К-триггер 8. Передним фронтом следующего тактового импульса D-триггер 7 устанавливается в ис-

25 ходное нулевое состояние, а задним фронтом 1К-триггер 8 устанавливается в исходное нулевое состояние, в этом состоянии триггеры 7 и 8 будут находиться до начала следукг- .

30 щего цикла передачи информации,

начинающегося с момента поступления на второй управляющий вход 18 устройства следующего,запускающего импульса.

35 Сигналы с единичных выходов

40

55

О-триггера 7 и 1К-триггера 8 поступают на входы элемента 4 ИЛИ, обеспечивая формирование на его выходе импульса маркер длительностью 1,5 периода следования тактовых импульсов. Задним фронтом импульса положительной полярности с выхода 1К-триггера i 8 устанавливается в единичное состояние 1К-триггер 5. 45 Сигнал положительной полярности с единичного выхода 1К-триггера 5 открывает элементы 3 и 6 И, тем самым тактовые импульсы через элемент 6 И поступают в качестве импульсов сдвига на второй управляющий вход регистра 1 сдвига, обеспечивая сдвиг информации в этом регистре, и стробируют с помощью элемента 3 И информационные импуль- сы, поступающие с выхода регистра 1 сдвига.

Информационные импульсы с выхода

50

и выходной согласующий блок 13 по ступают в линию связи 16 вместе с импульсом маркер, причем временной интервал между задним фронтом импульса маркер и передним фронто первого информационного импульса равен 0,5 периода тактовых импульсо

Тактовые импульсы с выхода элемента 6 И поступают также на информационный вход счетчика 14 импульсов, который осуществляет подсчет числа импульсов сдвига и тем самым число передаваемых информационных импульсов. После передачи требуемого числа информационных импульсов на выходе счетчика 14 импульсов формируется сигнал положительной полярности, передний фронт которого совпадает с задним фронтом последнего передаваемого информационного импульса.

Сигнал с выхода счетчика 14 импусов открывает элемент 12 И, и тактовые импульсы через элементы 11 и 9 НЕ, элемент 12 И поступают на вход установки в нулевое состояние 1К-триггера 5. Сигнал отрицательной полярности с единичного выхода 1К-триггера 5 закрывает элементы 3 и 6 И, тем самым прекращается поступление через элемент 6 И импульсов сдвига на регистр I сдвига, выдача информации с регистра 1 и передача ее по линии связи 16.

На этом заканчивается цикл передачи информации, новый цикл передач информации начинается в момент поступления на второй управлякнций вхо 18 устройства следующего запускающего импульса.

Цикл приема информации на приемной стороне устройства начинается с момента поступления через входной согласующий блок 19 на информационный вход блока 22 фазирования посылки, состоящей из импульса маркер и информационных импульсов (фиг.4).

Импульс маркер выделяется из информационной посьтки в блоке 22 фазирования с помощью второй и четвертой групп из D-триггеров 24 и 25 и элемента 26 И, На синхро- входа этих О-триггеров с первой группы D-триггеров 23 поступает группа из m последовательностей синхроимпульсов, сдвинутых относит- тельно друг друга по фазе на угол.

.

ь215129

равный . Причем частота пов торения синхроимпульсов в каждой из m последовательностей равна f, т.е. равна частоте следования такте-

5 вых импульсов на передающей стороне устройства, а следовательно, и частоте следования информационных имг- пульсов. При поступлении на 0-входы группы D-триггеров 24 и 25 импульса

длительностью, меньшей периода следования синхроимпульсов, /такой им-- пульс будет зафиксирован не на всех D-триггерах 24 и 25 и совпадение 1 высоких потенциалов на входах эле-

5 мента 26 И не произойдет.

При поступлении на О-входы группы О-триггеров 24 и 25 импульса длительностью, большей периода еле- дования синхроимпульсов (импульса

маркер), он будет зафиксирован на всех О-триггерах 24 и 25 и на выходе элемента 26 И будет сформирован импульс положительной полярности . Этот импульс устанавливает

RS-триггер 30 в единичное состояние,

а счетчик 36 тактов - в исходное состояние, при котором на его выходе будет низкий потенциал.

Причем счетчик 36 тактов начинает

30 подсчет синхроимпульсов после окончания действия на его втором входе импульса положительной полярности.

Отметим, что сигналы на выходе D-триггеров 24 и 25 после окончания

35 действия импульса маркер не оказывают влияния на работу устройства и для простоты и наг41ядности на вре- менной диаграмме (фиг.4) не показаны. Кроме того, импульс папо(жительной

40 полярности с выхода элемента 26 И поступает на четвертую группу Ь -триг герав 28, обеспечивая выбор одной из m последовательностей синхроимпульсов, передний Чронт положительных

45 импульсов которой во времени располагается наиболее близко к середине принимаемых ииформациоииых икг- пульсов на входе регистра 20 сдвига и с помощью которой осуществляется

50 ,прием информации в регистр 20 сдвига.

Формирование группы из m сдвииу- тых друг относительно друга по фазе на угол, равный , последовательностей синхроимпульсов осущест-

55 вляется в блоке фазирования 22 с

помощью первой группы D-триггеров 23, иа синхровходы которых с выхода фор- мирователя 35 тактовых импульсов

поступает последовательность тактовы импульсов с частотой следования m«f. Далее работа устройства описывается для случая m 6, т.е. для частоты следования тактовых импульсов на выходе формирователя 351 тактовых импульсов, равной 6 f (фиг.4), и для случая, когда каждая из четырех групп D-триггеров 23, 24, 25 и 28

содержит по три D-триггера.

В исходном состоянии, после поступления сигнала установки в О, на D-входе D-триггера 23.I устанавливается высокий потенциал, а на D-входах остальных D-триггеров 23 - низкий потенциал. При поступлении переднего фронта первого тактового импульса положительной полярности с выхода генератора 35 тактовых импульсов на синхровход D-триггера 23.2 последний устанавливается в единичное состояние и на D-входе D-триггера 23.2 устанавливается высокий потенциал. По переднему фрон ту второго тактового импульса устанавливается в единичное состояние D-триггер 23.2 а по переднему фронту третьего тактового импульса в единичное ;состояние устанавливается О-триггер 23.3, тем самым на D-входе D-триггера 23.1 устанавливается низкий потенциал и по переднему фронту четвертого тактового импульса D-триг гер 23.1 устанавливается в нулевое состояние, а по переднему фронту пятого и шестого тактовых импульсов в нулевое состояние устанавливаются D-триггеры 23.1 и 23.3.

Таким образом, после прохождения шестого тактового импульса D-триг- геры 23 оказываются в исходном состоянии и с приходом седьмого тактового импульса снова будет установлен в единичное состояние D-триггер 23,1, затем D-триггер 23.2 и т.д.

При этом на единичных и нулевых выходах группы из трех D-триггеров 23 обеспечивается формирование шести последовательностей (фиг.4) синхро- импульсов, сдвинутых друг относительно друга на 60, с частотой следования импульсов в каждой из последовательности синхроимпульсов, равной f, а на единичных выходах D-триг геров 23 формируется хщклический ., код Грея, определякнций номер последовательности синхроимпульсов.

Выбор одной из шести последовательностей синхроимпульсов, на которой осуществляется запись принимаемых информа1щонных импульсов в регистр 20 сдвига, осуществляется в блоке 22 фазирования при помощи третьей группь: D -TpHrrepOB 28 и управляемого коммутатора 27.

По переднему фронту положительного импульса, поступающего на синхровходы D-триггерав 28 в момент времени, когда импульс маркер будет зафиксирован на всех О-триг- герах 24 и 25, на D-триггерах 28 запоминается код Грея, поступакядий на D-входы триггеров 28 с единичных выходов D-триггеров 23, и для временных соотношений, приведенных на фиг.4, код Грея равен 001 для первой информационной посылки и 000 для второй информационной посылки .

Зафиксированный код Грея с едининых выходов D-триггеров 28 поступает на управляющие входы управляемого коммутатора 27, обеспечивая пропускание на выход коммутатора 27 последовательности синхроимпульсов, формируемой на единичном выход D-триггера 23.3 для первой информационной посылки и на единичном выходе D-триггера 23.2 для второй информационный посылки. Выбранная последовательность синхроимпульсов с выхода коммутатора 27 поступает на информационный вход счетчика 36 тактов и через элемент 33 И на управляющий вход регистра 20 сдвига и используется соответственно для подсчета количества принятых информационных импульсов и для приема информационных импульсов в регистр 20 сдвига.

После приема в регистр 20 сдвига всех К информационных импульсов дан ной информационной посылки и переполнения счетчика 36 импульсов на выходе счетчика 36 устанавливается высокий потенциал, который поступает на третий вход блока 29 управления. Этот высокий потенциал через элемент 34 НЕ закрывает элемент 33

И, тем самым прекращаются поступление синхрЪимиульсов на управляющий вход регистра 20 сдвига и прием, информационных импульсов в этот регистр. Одновременно этот высокий

потенциал через элемент 31 И пег- ступает на О-вход 0 триггера 32, и (к+1) синхроимпульсом выбранной последовательности синхроимпульсов О-триггер 32 устанавливается в единичное состояние. При этом передним фронтом импульса положительной полярности с выхода О-триггера 32 будет осуществлена запись принятой информационной посылки из регистра 20 сдвига в буферный регистр 21 и установлен RS-триггер 30 в нулевое состояние .

Низкий потенциал с единичного выхода RS-триггера 30 закрывает элемент 33 И и через элемент 31 И поступает на D-вход D-триггера 32, который (к+2) синхроимпульсом выбранной последовательности синхроимпульсов устанавливается в нулево состояние. В таком состоянии схема будет находиться до момента поступления на информационный вход блока 22 фазирования импульса маркер следующей информационной посылки.

Причем на приемной стороне устройство готово к приему следующей информационной посыпки, задержанной относительно заднего фронта К -го импульса предыдущей посылки не менее, чем на половину периода следования информационных импульсов,

В этом случае.цикл приема информации (г.4) осуществляется аналогично указанному, а выбор новой последовательности синхроимпульсов, на кбторой выполняется запись информационной посыпки в.регистр 20 сдвига, происходит одновременно с записью принятой предыдущей информационной посылки из регистра 20 сдвига в буферный регистр 21.

Таким образом, предлагаемое устройство передачи и приема информации обеспечивает повьшение быстродействия из-за отсутствия дополнительных затрат времени на обеспечение синхронизации приемной и передающей сторон устройства и совмещения во времени обработки предыдущей информационной посылки с приемом следующей, а также простоту устройства, это позволяет работать в широком диапазоне тактовых частот без регулировки и подстройки устройства.

Высокая достоверность работы устройства обеспечивается применением на приемной стороне для выде- 5 ления импульса маркер пороговой схемы по дпительности импульса. В предлагаемом устройстве по сравнению с известным сокращен объем оборудования. Для передачи О и приема дискретной информации используется одна линия связи и два приемопередающих кабельных усилителя .

Применение предложенного устрой- 5 ства в автоматизированных системах управления позволяет существенно сократить объем оборудования и, как следствие, повысить надежность и достоверность передачи дискретной 0 информации.

Формула изобретения

1. Устройство дпя передачи и

5 приема информации, содержащее на передающей стороне генератор тактовых импульсов, регистр сдвига, выход которого соединен с информационным входом блока управления,

0 счетчик импульсов и выходной согласующий блок, выход которого соединен с линией связи, на приемной стороне - входной согласующий блок, вход которого соединен с линией

5 связи, выход соединен с информационным входом регистра сдвига и информационным входом блока фазирования, второй выход которого соединен с управляющим входом счетчика импуль-

0 сов, и генератор тактовых импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности устройства, на передающей стороне выход генератора тактовых импульсов

5 соединен с первым управляющим входом блока управления, второй управлякздий вход которого является управляющим входом устройства первый, второй, третий и четвертый выходы блока

0 управления соединены соответственно с входом выходного согласующего блока, информационным и первым управляющим входом соответственно, счетчика импульсов и регистра сдвига,

5 управляющим входом счетчика импуль- сов и вторым управляющим входом регистра сдвига, выход счет.чика импульсов является управляющим выхо-

дом устройства и соединен с третьим управляющим входом блока управления, информационный вход регистра сдвига является информационным входом устройства, на приемной стороне вве дены буферный регистр и блок управления, выход генератора тактовых импульсов соединен с управлягацим . входом блока фазирования, первый выход которого соединен с информационным входом счетчика импульсов и первым входом блока управления, второй выход блока фазирования соединен с вторым входом блока управления, выход счетчика импульсов соединен с третьим входом блока управления, первый и второй выходы которого соединены соответственно с -. управляюпшми входами регистра сдвига и буферного регистра, выход регистра сдвига соединен с информационным входом буферного регистра, выход которого является информахшон- ным выходом устройства,

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на передающей стороне блок управления содержит триггеры, элементы И, элементы НЕ и элемент ИЛИ, выход первого элемента И соединен с первым входом элемента ШЖ, выход первого триггера соединен с первыми входами первого и второго элемента И, первый выход второго триггера соединен с вторым входом элемента ИЛИ и первым входом третьего триггера, выход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ и первым входом первого триггера, второй выход второго триггера соединен с вторым входом третьего триггера и первым входом четвертого триггера, выход которого соединен с первым входом второго триггера, выход первого элемента НЕ соединен с первым вхо- - дом третьего элемента И, выход которого через второй элемент НЕ соединен с вторым входом первого триггера второй вход первого элемента И является информационным входом блока управления, третий вход первого элемента И, вторые входы второго триггера и второго элемента И, третий вход третьего триггера и вход первого элемента НЕ объединены и являются первым управляющим входом блока управления, вторые входы четвертого

5

0

триггера и третьего элемента И являются соответственно вторым и третьим управляющими входами блока управления, 5 выходы элемента ИЛИ, второго элемента И второй и первый выходы второго триггера являются соответственно первым, вторым,третьим и четвертым выходами блока управления.

О 3. Устройство по п,1, отличающее ся тем, что на приемной стороне блок фазирования содержит группы триггеров, элемент И и управляемый коммутатор, первый выход каждого триггера первой группы соединен с первым входом последующего триггера этой группы, соответствующим входом первой группы входов управляемого коммутатора и первыми входами соответствукяцих триггеров второй и третьей групп, вторые выходы триггеров первой группы соединены с соответствующими входами второй группы входов управляемого коммутатора и первыми входами соответг ствующих триггеров четвертой группы, второй выход :последнего триггера первой группы соединен с первым входом первого триггера этой группы, выходы триггеров второй и четвертой групп соединены с соответствующими входами элемента И, выход которого соединен с объединенными вторыми входами триггеров третьей

5 группы, выходы которых соединены

с соответствукщими управляемыми входами третьей группы входов управляемого коммутатора, вторые входы триггеров первой группы объединены

0 и являются управляющим входом блока

фазирования, вторые входа триггеров

.второй и четвертой групп объединены

и Являются информационным входом блока фазирования, выходы управляемого

коммутатора и элемента И являются соответственно первым и вторым выходом блока фазирования.

4, Устройство ПОП.1, отли- 0 чающееся тем, что на приемной стороне блок управления содержит триггеры, элементы И и элемент НЕ, выход первого триггера соединен с первыми входами первого и второго 5 элемента И, выход первого элемента И соединен с первым входом второго триггера, выход которого соединен с первым входом первого триггера.

0

выход элемента НЕ соединен с вторым входом второго элемента И, второй вход второго триггера и третий вход второго элемента И объединены и являются первым входом блока управ - ления, второй вход первого триггера является вторым входом блока управления, объединенные второй вход первого элемента И и вход элемента.,НЕ являются третьим входом блока управ- ления, выходы второго элемента И и второго триггера являются соответ ственно первым и вторым выходами блока управления.

фиг.1

13

LJTLJTL..лги

IJTL.

l IlILJIIIllL--JiraiimillL22л

21,2 2tl

„

rMl

m

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для передачи дискретной информации. Устройство содержит передающую и приемную стороны и позволяет передавать цифровую информацию представленную в параллельном коде. Приемная сторона содержит блок дозирования и две группы триггеров, позволяющие использовать для синхронизации код Грея. Для повышения достоверности устройства на приекйюй стороне используется пороговая схема, позволяющая выделить синхроимпульс по длительности импульса. 3. з.п. фг«ы. 4 ил. (О с сл to со

28.128.2

0

0

Q

33

3S

5 j7

Редактор М.Дьшын

фиг. 4

Составитель В.Бородин,

Техред С.Мигунова Корректор Е.Рошко

908/57Тираж 516Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, , Раушская наб., д. 4/5

Филиал ШШ Патент, г.Ужгород, ул. Проектная, А

ГТ

r