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

t . 12

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и-может быть использовано в позиционных системах программного управления.

Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения асинхронной вьщачи управляющих сигналов.

На чертеже изображена функциональная схема устройства программного управления.

Устройство содержит второй элемент ИЛИ 1, первый регистр 2, второй регистр 3, второй элемент 4 задержки, формирователь 5 импульса, мультиплексор 6, счетчик 7 адреса, блок 8 памяти, первый элемент ИЛИ 9, триггер 10, второй элемент И П, третий элемент И 12, первый элемент 13 задержки, генератор 14 тактовых импульсов, первый элемент И 15, счетчик 16 импульсов, третий элемент ШШ 17, элемент НЕ 18, второй информационный вход 19 ( логических условий), пер вые информационные входы 20 (первого кода программы) устройства, вход 21 запуска устройства (управляющий), выход 22 устройства.

Назначение основных функциональных элементов устройства программного управления состоит в следукяцем.

Блок 8 памяти предназначен для хранения кодов признаков начала и конца выполнения управляющих сигналов в программе и кода числа блоки- . руемых тактовых импульсов, препятствующего изменению управляющих сигналов на выходе 22 устройства, а также немодифицируемых частей кодов адресов программы.

Мультиплексор 6 разрешает передачу адреса в счетчик 7 адреса либо из регистра 2 (адреса), либо с входя 20 устройства в соответствии с управляющими сигналами, поступающими на управляющие входы мультиплексора.

Счетчик 7 адреса осуществляет последовательную выборку информации из блока 8 памяти а режиме естественной адресации.

Счетчик 16 импульсов предназначен для хранения кода числа блокируемых тактовых импульсов.

Генератор 14 тактовых импульсов формирует импульсы, синхронизирующие процесс функционирования устрой ства.

-22

Регистр 2 (адреса) служит для хранения адреса при переходе на другую ветвь программы в зависимости от проверяемого внешнего (логического)условия и осуществляет модификацию (изменение) адреса при принудительной адресации.

Триггер 10, элементы И 11 и 12, элемент 13 задержки управляют процессом выборки информации из блока 8 памяти и формированием адреса в счетчике 7 адреса.

Сзпцность изобретения состоит в следующем.

Управлякщие сигналы, формируемые

устройством программного управления, , характеризуются началом, длительностью и концом выдачи. Каждый из этих

признаков может быть закодирован в блоке памяти. В предлагаемом устройстве применяется кодирование начала и конца управляющего импульса. Сам . же импульс (выходной сигнал) формируется счетным триггером выходного регистра в процессе двух выборок информации из блока памяти устройства. При первой выборке информации из блока памяти соответствующий счетный триггер выходного регистра переходит в единичное состояние и начинает выдавать управлянлций сигнал. По второ- му сигналу (при второй выборке) триггер возвращается в исходное состояние и управлянщий импульс прерывается. Такое кодирование с применением счетных триггеров позволяет организовать асинхронную выдачу сигналов управления в пределах всей программы функционирования устройства.

Одно управляющее слово в блоке памяти может хранить как признаки начала, так и признаки конца управляющих сигналов, а также признак отсутствия смены состояния счетного триггера.

Так кик начало и конец сигнала управления задаются в различных управляющих словах, то его длительность может быть произвольной в пределах программы. Длительность определенного управляющего сигнала может быть равна времени выполнения всей программы. За время выполнения подоб- Hijix длинных сигналов управления на выходном регистре может смениться

несколько управляющих слов, каждое из которых на одном или нескольких выходах может последовательно начинать и заканчивать вьщачу коротких

И средних по длительности управляющих сигналов, за счет чего и оргнизуется асинхронный режим работы устройства.

Устройство работает следующим об разом.

В исходном состоянии элементы памяти устройства находятся в нулевом состоянии.

С входа 20 устройства на первый информационный вход мультиплексора 6 поступает первый код программы. Оновременно с этим с входа 21 на второй управляклций вход мультиплексора 6 поступает сигнал Начало работы.

По этому сигналу код программы через мультиплексор 6 поступает в счетчик 7 адреса и параллельно на входы элемента ШШ 9. На выходе последнего формируется высокий потенциал, который устанавливает триггер 10 в единичное состояние. После установки триггера 10 в единичное состояние сигнал .Начало работы снимается (не показано). Сигнал 1 с выхода триггера 10 подается на элементы И 11 и 12 и разрешает прохождение через.них тактовых импульсов с выхода генератора 14 (счетчик 16 находится 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 чврез элемент И 12 поступает на управлякяций (синхронизирующий) вход блока 8 памяти и производит выборку информации по адресу, записанному в счетчике 7 адреса . Код управляющих сигналов с пер- вого информационного выхода блока 8 памяти поступает в (выходной) регистр 3 на счетные входы Т-тригге- ров, устанавливая соответствующие из них в единичное состояние. Пере- ход в единичное состояние определенных Т-триггеррв регистра 3 означает начало выдачи соответствующей совокупности управляющих сигналов на выход 22 устройства для управления ис- полнительньми механизмами. Конец каждого управляющего сигнала, осуществляемый переводом Т-триггера в нулевое состояние, может быть задан в любом из последующих управляющих слов программы, хранимых в блоке 8 памяти. Кроме того, из блока 8 памяти с первого выхода сосчитывается

0

5

5

О 5

немодифицируемая часть кода адреса ветви программы, определяющая возможный переход программы в зависимости от каких-тибо внешних условий. Данная информация поступает на информационный вход регистра 2 (адреса).

Время задержки элемента 13 равно времени длительности тактового импульса. Поэтому в момент прекращения воздействия тактового импульса на управляющий (синхронизирующий) вход бпока 8 памяти с выхода элемента 13 задержки через элемент И 11 на счетйый (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 выдачу части управляющих сигналов, оставив другую часть выделяемых сигналов без изменения, и путем воздействия на счетные входы триггеров (выходного) регистра 3 начать выдачу новых зтравляющих сигналов.

Одновременное окончание одних и начало вьщачи других управлякнцих сигналов позволяет устранить непроизводительные затраты времени на выборку информации из блока па.мяти, а возможность не прерывать управляющий сигнал при смене управляющих слов (выдаваемой 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 необходимые моменты времени, когда требуется изменение выходных сигналов. Если в течение нескольких тактов генератора 14, например, начиная с (п+1)-го такта, не требуется изменения выходных управляющих сигналов, то в управляющем слове, сосчитанном в п-м такте, задается код числа блокируемых тактовых импульсов. Этот код с третьего информационного выхода блока 8 памяти поступает на информационный вход счетчика 16 и через элементы ИЛИ 17 и НЕ 18 запрещает прохождение тактовых импульсов через элемент И 12. Одновременно сигнал с выхода элемента ИЛИ 17 поступает на вход элемента И 15, разрешая прохождение -через него тактовых импульсов с генератора 1Д на счетный (вычитающий) вход счетчика 16. В (п+1)-м такте работы устройства выборки информации из блока 8 памяти не происходит, а тактовый импульс с генератора 14 поступает через элемент И 15 на счетньш.(вычитающий) вход счетчика 16 и уменьшает его содержимое на единицу. После обнуления счетчика 16 импульсов на выходе элемента ИЛИ 17 устанавливается сигнал логического нуля, который через элемент НЕ 18 разрешает прохождение 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 счетный (вычитающий) вход счетчика 16 через элемент И 15. Схема блокировки позволяет тем самым исключить хранение в блоке 8 памяти пустой информации.

Линейная последовательность команд управ-пения программы вьшолняет- ся устройством в режиме естественной адресации, т.е. каждой посладзтощей выборке информации из блока 8 памяти предшествует увеличение содержимого счетчика 7 адреса на единицу. Это позволяет не хранить в блоке 8 памяти адресные части всех уйравляю- щих слов (команд управления), а следовательно, уменьшить его объем и облегчить процесс его программирования.

В устройстве возможен режим перехода на одну из двух возможных ветвей программы в зависимости от проверяемых внешних (логических) условий, например, при отказах того или иного типа оборудования. «В этом слу чае с (выходного) регистра 3 задается информация опроса устройства, от состояния которого зависит ветвление в программе. Сигнал с опрошенного устройства поступает на вход 19 устройства программного управления и через элемент ИЛИ 1 устанавливает

;триггер регистра 2 адреса по второму информационному.входу в единичное состояние. Если сигнала с опрашиваемого устройства не nocTyrrHJto, состояние модифицируемого разряда регистра 2 (адреса) останется нулевым и таким образом формируется второй

возможный адрес перехода, В последнем управляющем слове линейной последовательности команд управления программы задается конец операции опроса устройства (не показано) и сигнал управления перезаписью сформированного адреса из регистра 2 (адреса) в счетчик 7 адреса. После

выборки информации из блока 8 памяти управляющий сигнал с управляющего выхода поступает на вход устройства в О триггера 10 и на вход формирователя 5 импульса. 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

будет блокировано. Формирователь 5 импульса под воздействием управляющего сигнала на его входе формирует импульс, длительность которого рав- на времени перезаписи информации из

регистра 2 (адреса) в счетчик 7 адреса. Этот импульс с выхода формирователя 5 поступает на первый управляющий вход мультиплексора 6, разрешая тем самым перезапись адреса

очередной линейной последовательности команд в счетчик 7 адреса. Через элемент 4 задержки импульс поступает на вход установки в О регистра 2 (адреса), сбрасывая его содержимое

после перезаписи информации. Параллельно с перезаписью адреса код адреса через элемент ИЛИ 9 устанавливает триггер 10 в единичное состояние. Сигнал 1 с выхода триггера 10

пост5шает на элементы И 11 и 12 и вновь разрешает производить последовательную выборку информации из блока 8 памяти. Ветвление в программе вызывается не всей совокупностью

устройств управляемого объекта, а отдельными его устройствами (исполнительными элементами), и нет необходимости прекращать вьщачу управляющих сигналов в остальные части объекта, что и реализовано в устройстве.;

Окончание работы устройства пос- ле выполнения программы задается программным способом путем перехода к команде с нулевой адресной частью, и единственным управляющим признаком в операционной части. После выборки из памяти управляющий сигнал с управляющего выхода блока 8 памяти устанавливает триггер 10 в нулевое состояние (чем блокируются последующие сигналы обращения к блоку памяти) и запускает формирователь 5 импульса, который разрешает перезапись адреса через мультиплексор 6 из регистра 2 в счетчик 7. Так как код адреса нулевой, то он, пройдя элемультиплексор, второй и третий элементы И, третий элемент ИЛИ, элемен НЕ и второй элемент задержки, под- ключенньй входом к выходу формирова теля импульсов и к первому управляю щему входу мультиплексора, а выходом - к входу обнуления первого регистра, соединенного вторым информа ционным входом с выходом второго эл

мент ИЛИ 9, не может установить мента ИЛИ, а разрядными выходами гер 10 в единичное состояние, что сохраняет блокировку тактовых импульсов . Устройство программного управления готово к приему кода на выполнение очередной программы или по- вторения предыдущей по сигналу Начало работы. Далее устройство функ ционирует аналогично описанному.

Формула из обретения

Устройство для программного управления, содержащее генератор тактовых импульсов, подключенный выходом к первому входу первого элемента И, а также к счетному входу счетчика импульсов, счетчик адреса, соединенный разрядными выходами с адресными входами блока памяти, подключенного первыми информационными выходами к пер- вым информационным входам первого регистра, а вторыми информационными выходами - к информационным входам второго регистра, первый элемент ИЛИ связанный выходом с единичным входом триггера, формирователь импульса, первый элемент задержки, второй элемент ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения Устройства за счет обеспечения асинхронной вьдачи управляющих сигналов, в него введены

мультиплексор, второй и третий элементы И, третий элемент ИЛИ, элемент НЕ и второй элемент задержки, под- ключенньй входом к выходу формирователя импульсов и к первому управляющему входу мультиплексора, а выходом - к входу обнуления первого регистра, соединенного вторым информационным входом с выходом второго элес первым информационным входом мультиплексора, связанного вторыми информационными входами с первыми информационными входами устройства, вторым управляюш;им входом - с входом запуска устройства, а выходами - с входами первого элемента ИЛИ и с установочными входами счетчика адреса, подключенного счетным входом к вы- , ходу второго элемента И, соединейног первым входом с выходом первого элемента задержки, а вторым, входом - с прямым выходом триггера и с первым входом третьего элемента И, связанного вторым входом с выходом генератора тактовых импульсов, выходом - с входом первого элемента задержки и с управляющим входом блока памяти, а третьим выходом - с выходом элемента НЕ, подключенного входом к второму входу первого элемента И и к выходу третьего элемента ИЛИ, связанного входами с разрядными выходами счетчика импульсов, подключенного установочными входами к третьим информационным выходам блока памяти, соединенного управляющим выходом с входом обнуления триггера и входом формирователя импульса, причем вход второго элемента ИЛИ подключен к второму информационному входу устройства.

Редактор Е.Копча

Составитель Н.Горбунова Техред И. Бонкало

Заказ 4409/43 Тираж 836 Подписное

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

Корректор М.Максимишинец