Устройство для программного управления Советский патент 1986 года по МПК G05B19/18 

ства для управления исполнительными механизмами. Кроме того, из блока 8 памяти с выхода 8.2 будет сосчитана немодифицируемая часть кода адреса ветви программы, определяющая возИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в позиционных системах программного управления станками.

Цель изобретения - расширение области применения путем реализации асинхронной вьщачи управля:ющих сиг- Налов.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для программного управления.

Устройство содержит элемент ИПИ регистр 2 адреса с информационными входами 2.1 и 2.2, выходной регистр 3, второй элемент 4 задержки, формирователь 5 импульса, мультиплексор 6, счетчик 7 адреса, блок 8 памяти, имеющий первый 8.1, второй 8.2 и третий 8. 3 инфорьгационные выходы, а также управляющий выход 8.4 элемент ИЛИ 9, триггер 10, элемент И 11 и 12, элемент 13 задержки, генератор 14 тактовых импульсов, элемент И 15,счетчик 16,элемент РШИ 17 элемент НЕ 18, вход 19 логических условий, вход 20 первого кода программы, вход 21 управления началом работы устройства и управляющий выход. 22 устройства.

Блок 8 памяти предназначен для хранения кодов признаков начала и конца выполнения управляющих сигналов в программе, кода числа блокируемых тактовых импульсов, препятствующего изменению управляющих сигналов на выходе 22 устройства и нё- модифицируемых частей кодов адресов программы. Мультиплексор 6 разрешае передачу адреса в счетчик 7 адреса из регистра 2 адреса и либо с входа 20 устройства в соответствии с упраляющими сигналами, поступающими на входы 6.2 и 6.4 мультиплексора. Счечик 7 адреса осуществляет последоваможный переход программы в зависимости от внешних условий.- Данная информация поступает с информационного выхода 8.2 блока 8 памяти на вход 2.1 регистра 2 адреса. 1 ил.

тельную выборку информации из блока 8 памяти в режиме естественной адресации. Счетчик 16 предназначен для хранения кода числа блокируемых так5 товьпс импульсов. Генератор .14 тактовых импульйов формирует импульсы, синхронизирующие процесс функционирования устройства. Регистр 2 адреса служит для хранения адреса при перео ходе на другую ветвь программы в зависимости от проверяемого внешнего (логического) условия и осуществляет модификацию : (изменение) адреса при : принудите;льной адресации. Триггер 10,

5 элементы И 11 и 12 и элемент 13 задержки управляют процессом выборки информации из блока 8 памяти и формированием адреса в счетчике 7 ад- ipeca. . , , . .,: . :

0 Устройство работает следующим ;образом.

В исходном состоянии элементы памяти устройства находятся в нулевом состоянии.

5 с входа 20 устройства на информационный вход 6.3 мультиплексора 6 поступает первый код программь. Одновременно с этим с входа 21 на - равляющий вход 6.4 мультиплексора 6

0 поступает сигнал Начало работы,По этому сигналу код программы через мультиплексор 6 поступает в сче;тчик 7 адреса и параллельно на вход элемента ИЛИ 9. На выходе элемента ИЛИ 9

5 формируется высокий потенциал,KOt.o- рый устанавливает триггер 10 в единичное состояние. После установки триггера 10 в единичное состояние сигнал Начало работы снимается.

0 Сигнал 1 с выхода триггера 10 подается на элементы И. 11 и 12 и разрешает прохождение тактовых импульсов с выхода генератора 14 через элемент И 12 и далее через линию 13 за5 держки и элемент И 11 (счетчик 16 на

ходится в нулевом состоянии и на выходе элемента НЕ 18 имеется сигнал 1, разрешающий прохождение тактовых импульсов через элемент И 12). Первый тактовый импульс с выхода генератора 14 через элемент И 12 поступает на синхронизирующий вход блока 8 памяти и производит выборку информации по адресу, записанному в счетчике 7 адреса. Код управляющих сигналов с выхода 8.1 блока 8 памяти поступает в выходной регистр 3 на счетные входы триггеров, устанавливая соответствующие из них в единичное состояние. Переход в единичное состояние определенных триггеров выходного регистра 3 означает начало вьщачи соответствующей совокупности управляющих сигналов на выход. 22 устройства для управления исполнительными механизмами. Конец каждого управляющего сигнала, осуществляемый переводом триггера в нулевое состояние, может быть задан в любом из последующих управляющих слов програм мы, хранимых в блоке 8 памяти. Кроме того, из блока 8 памяти с выхода 8.2 считывается немодифицируемая часть кода адреса ветви программы, определяющая возможный переход программь в зависимости от каких-либо внешних условий. Данная информация поступает на вход 2.1 регистра 2 адреса.

Время задержки элемента 13 равно длительности тактового импульса. Поэтому в момент прекращения воздействия тактового импульса на синхронизирующий вход блока 8 памяти с выхода элемента 13 задержки через элемент И 11 на суммирующий вход счетчика 7 адреса поступает сигнал, увеличивая его содержимое на единицу. После этого второй тактовый импульс разрешает выборку из блока 8 памяти информации, содержащей только код управляющих сигналов. Данное управляющее слово одновременно может закончить вьщачу части управляющих сигналов, оставив другую часть вьща- ваемых сигналов без изменения, и путем воздействия на счетные входы триггеров вьпсодного регистра 3 начать выдачу новых управляющих сигналов .

Одновременное окончание одних и начало вьщачи других управляющих сигналов позволяет устранить непроизводительные затраты времени на

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

выборку информации из блока памяти, а возможность не прерывать управляющий сигнал при смене управляющих слов (вьщаваемой информации из блока памяти) обеспечивает произвольную длительность этого сигнала в пределах программы управления.

Такая организация работы устройства предполагает выборку информации из блока 8 памяти только в необхо- димые моменты времени, когда требуется изменение выходных сигналов.Если в течение нескольких тактов генератора 14, например, начиная с (h+1)-ro такта не требуется изменения выходных управляющих сигналов, то в управляющем слове, считанном вh -м такте, задается код числа блокируемых тактовых импульсов. Этот код С выхода 8.3 блока 8 памяти поступает на информационный вход счетчика 16 и через элемент ИЛИ 17 и элемент НЕ 18 запрещает прохождение тактовых импульсов через элемент И 12. Одновременно сигнал с выхода элемента ИЛИ 17 поступает на вход элемента И 15, разрешая прохоадение через него тактовых импульсов с генератора 14 на вычитающий вход счетчика 16. В (Н +1)-м такте работы устройства выборки информахщи из блока 8 памяти не происходит, а тактовый импульс с генератора 14 поступает через элемент И 15 на вычитающий вход счетчика 16 и уменьшает его содержимое на единицу. После обнуления счетчика 16 на выходе элемента ИЛИ 17 устанавливается сигнал О, который через элемент НЕ 18 разрешает прохозвде-, ние очередного тактового импульса через элемент И 12. Одновременно с этим сигнал О с выхода элемента ИЛИ 17 запрещает прохождение тактовых импульсов с генератора 14 на вычитающий вход счетчика 16 через элемент И 15. Схема блокировки позволяет тем самым исключить хранение в блоке 8 памяти пустой информации.

Линейная последовательность команд управления программы выполняется устройством в режиме естественной адресации, т.е. каждой последующей выборке информации из блока 8 памяти предшествует увеличение содержимого счетчика 7 адреса ка единицу. Это позволяет не хранить в блоке 8 памяти адресные части всех управляющих слов (команд управления) и.

следовательно, уменьшить его объем и облегчить, процесс его программи- рования.

В устройстве возможен режим перехода на одну из двух возможных ветвей программы в зависимости от йроверяемых внешних (логических) условий, наприм, при отказах того или иного типа оборудования.

В этом случае с выходного регистра 3 задается информация опроса устройства, от состояния, которого, зависит ветвление в про псамме.Сигнал с опрошенного устройства поступает на вход 19 устройства и через элемент ИЛИ 1 устанавливает триггер регистра 2 адреса по входу 2,2 в единичное состояние. Если сигнала с опрашиваемого устройства не поступило, состояние модифицирующего разряда регистра .2 адреса остается Нулевым и таким образом формируется второй возможный адрес перехода. В последнем управляющем слове линейной последовательности команд управления программами задается конец операции опроса устройства (на чертеже не показано) и сигнал управления перезаписью сформированного адреса из регистра 2 адреса через мультиплексор 6 в счетчик 7 адреса. После выборки информации из блока 8 памяти управляющий сигнал с выхода 8.4 поступает на вход установки в нуль триггера 10 и на вход формирователя импульса 5. Сигнал О с единичного выхода триггера 10 запрещает прохождение тактовых импульсов с выхода генератора 14 через элементы И 11 и 12. В результате этого увеличение содержимого счетчика 7 адреса блокировано. Формирователь 5 импульса под воздействием управляющего сигнала на его входе формирует импульс, длительность которого равна времени перезаписи информации из регистра 2 адреса в счетчик 7 адреса. Этот импульс с выхода формирователя 5 поступает на управляющий вход 6.2 мультиплексора 6, разрешая тем самым перезапись адреса очередной линейной последовательности ко- манд в счетчик 7 адреса. Через элемент 4 задержки импульс поступает на вход установки в ноль регистра 2 адреса, сбрасывая его содержимое после перезаписи информации. Параллельно с перезаписью адреса код адреса с регистра 2 через мультиплексор 6 и элемент ИЛИ 9 устанавливает триггер 10 в единичное состояние. ; Сигнал 1 с выхода триггера 10 поступает на элементы И 11 « 12 и вновь разрешает производить последовательную выборку информации из блока 8 памяти. Ветвление в программе вызы- вается не всей совокупностью устройств управляемого объекта, а отдельными его устройствами(исполнительными элемейтами). По этой причине нет необходимости прекращать вьщачу управляющих .сигналов в остальные чаати объекта.

Окончание работы устройства после выполнения , программы задается программным способом путем перехода к команде с нулевой адресной частью и единственным управлякндим признаком в операционной части. После выборки из памяти управляющий сигнал с выхода 8.4 блока 8 памяти устанав- ливает триггер 10 в нулевое состояние чем блокируются последующие сигналы обращения к блоку памяти и запускает формирователь 5 импульса. Формирователь 5 импульса раз- решает перезапись адреса через мультиплексор 6 из регистра 2 в счетчик 7. Но так как код адреса нулевой, то он, пройдя элемент ИЛИ 9, не может установить триггер 10 в единич- ное состояние, что сохраняет блокировку тактовых импульсов. Устройство программного управления готово к приему кода на выполнение очередной программы или повторения предыдущей и сигнала Начало работы. Далее устройство функционирует аналогично описанному.

Таким образом, асинхронная вьздача управляющих сигналов позволяет улуч- шать характеристики устройства, а следовательно, расширяет область его применения.

50

Формула изобретения

Устройство для программного управления, содержащее генератор тактовых импульсов, блок памяти, выходной регистр, регистр адреса, счетчик, триггер, первый и второй элементы ИЛИ, элемент И, элемент задержки, формирователь импульса, счетчик адреса, выход которого подключен к

информационному входу блока памяти, первый информационный выход которого соединен через выходной регистр с управляющим выходом, устройства, , выход генератора тактовьгх импульсов подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с вычитающим входом счет ика, выход первого элемента ИЛИ подключен к входу установки в 1 триггера,о т- л и ч а ю щ е ас я тем, что, с целью расширения области применения путем реализации асинхронной вьщачи управляющих сигналов, оно дополни- тельно содержит мультиплексор,второй элемент задержки, второй и третий элементы И, третий элемент ИЛИ, элемент НЕ, причем группа входов второго элемента ИЛИ является группой входов логических условий устройства выход второго элемента ИЛИ соединен с первым входом труппы информационных входов регистров адреса,осталь- ные входы группы, информационных вхо- дов которого подключены к второму выходу блока памяти, третий выход которого соединен с информационным входом счетчика, выход которого подключен к входу третьего элемента ИЛИ Выход которого соединен с вторым входом первого элемента И-и входом элеРедактор М. /Ьшьда Заказ 31г89М7

Составитель А. Исправникоёа

Техред О.Гортвай Корректор Л. Патай

Тираж 836Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4

:мента НЕ, который выходом подключен к первому входу второго элемента И, выход которого соединен с синхронизирующим входом блока памяти и входом первого элемента задержки, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с суммирующим входом счетчика адреса, а единичный выход триггера соединен с вторым входом второго элемента И и вторым входом третьего элемента И, при этом выход генератора тактовых импульсов подключен к третьему входу второго элемента И, управляющий выход блока памяти соединен с нулевым входом триггера и входом формирователя импульса выход которого подключен к первому управляющему входу мультиплексора и через второй элемент задержки - к входу установки в О регистра адреса, выход которого соединен с первым информационным входом мультиплексора, второй управляющий вход которого является входом управления началом работы устройства, второй информационный вход мультиплексора является входом первого кода програмйы, а выход мультиплексора соединен с информационным входом счетчика адреса и входом первого элемента ИЛИ.