Счетное устройство Советский патент 1986 года по МПК H03K21/40 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматического управления, а также в устройствах вычислительной техники.

Целью изобретения является повышение надежности работы за счет введения новых конструктивных признаков позволяющих осуществлять контроль работы первого счетного блока и при обнаружении сбоя в его работе автоматически переключаться на работу с вторым счетным блоком.

На чертеже приведена функциональная схема счетного устройства.

Счетное устройство содержит счетные блоки 1.1 и 1.2, блок 2 сравнения, задающий блок 3, коммутатор 4, триггеры 5.1-5.3, блок 6 контроля, группу 7 формирователей импульсов, элементы-И 8.1-8.4, элементы ИЛИ 9.1, 9.2 и 10, элемент НЕ 11, входную шину 12, информационные шины 13 выходные шины 14-16.

Информационные шины 13 соединены с входами задающего блока 3, выходы которого соединены с первой группой входов блока 2 сравнения, выход которого соединен с выходной шиной 14 и с управляющим входом задающего блока 3, вход счетного блока 1.2 соединен с первым входом элемента И 8.2, с выходом элемента НЕ 11 и входом. и тактовым входом триггера 5.1, прямой выход которого соединен с вторым входом элементаИ 8.2, выход которого соединен с входом установки в 1 триггера 5.3, инверсный выход которого соединен с входом К триггера 5.1, с вхо- дом управления коммутатора 4 и

с первым входом элемента И 8.1, второй вход которого соединен с вход- ной шиной 12 и с входом элемента НЕ 11, выход элемента И 8.1 соединен с входом счетного блока 1.1, выходы которого соединены с первой группой входов коммутатора 4 и с входами блока 6 контроля, выход которого соединен с входом установки нуля триггера 5.1. Выходы счетного блока 1.2 соединены с второй группой входов коммутатора 4,- выходы которого соединены с второй группой входов блока 2 сравнения, прямой и инверс- ньй выходы триггера 5.3 соединены соответственно с выходными шинами 16 и 15.

В блоке 6 контроля прямой и инверсный ВЫХОДЫ триггера 5.2 соединены соответственно с первыми входами элементов И 8.4 и 8.3 выходы которы соединены соответственно с входами К и Т триггера 5.2 и с входами элемента ИЛИ 10, выход которого соединен с тактовым входом триггера 5.2 и с выходом блока 6 контроля, входы которого соединены с входами группы 7 формирователей импульсов, выходы нечетных и четных формирователей импульсов из группы 7 соединены соответственно с входами элементов ИЛИ 9.1 и 9.2, выходы которы соединены соответственно с вторыми входами элементов И 8.3 и 8.4. Блок 6 контроля служит для формирования короткого импульса на выходе при переходе счетного импульса на вход счетного блока 1.1 и правильном функционировании последнего.

Задающий блок 3 состоит из п приемных регистров выполненных на RS-триггерах, единичные выходы которых поразрядно подключены к п ер- вым входам выходных элементов И, объединенных в группы приемным регистром, а вторые входы выходных элементов И каждой группы соединены между собой и подключены к соответствующим выходам кольцевого сдвигающего регистра, а выходы одноименных выходных элементов И каждой группы подключены к входам каждого из соответствующих элементов ИЛИ, выходы которых соединены с выходами задающего блока 1,

S-входы RS-триггеров приемных регистров подключены к выходам входных элементов И, объединенных в группы приемным регистром. Первые входы входных элементов И каадой группы соединены между собой и подключены к соответствующим выходам кольцевого сдвигающего регистра, а вторые входы одноименных входных элементов И каждой группы соединены между собой и подключены к соответствующим из п информационным входам задающего, блока 3, (п+1)-и информационный вход которого соединен с третьими входами входных элементов И и с первым входом дополнительного элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с управляющим входом задающего блока 3, а выход дополнительного элемента ИЛИ подключен к входу

5

4, так как RS-триггер 5.3, находясь Б исходном, нулевом состойнии, подключает на выходы коммутатора 4 первую группу информационных входов.

С выходов коммутатора 4 это слово поступает на вторую группу входов блока 2 сравнени я. В результате этого на выходе блока 2 сравнения фор-i мируется сигнал, который присутст- вует в течение одного периода следо- вания входных сигналов, поступающих на шину 12 устройства. Сигнал поступает на шину 14 устройства и управляющий вход задающего блока 3, который по заднему фронту этого сигнала выставляет на выходах второе информационное слово.

По приходу очередного сигнала на шину 12 устройства счетный блок 1.1, регистрируя его, нарушает ра- венство на второй группе входов блока 2 сравнения. В результате на выходе блока 2 сравнения формируется задний фронт выходного сигнала, по которому задающий блок 3 выставляет второе информационное слово. А счетные блоки 1.1 и 1.2 по приходу сигналов на шину 12 устройства продолжают заполняться и по приходу очередного импульса, соответствующего конечному значению величины второго информационного слова, выставленног на первой группе входов блока 2 сравнения, на выходах первого счетного блока 1.1 выставляется второе информационное слово, последнее через коммутатор 4 поступает на вторую группу входов блока 2 сравнения В резул1)Тате на выходе блока 2 сравнения формируется сигнал, который поступает на шину..14 устройства.

Процесс вьщачи третьего и последующих информационных слов на шину 14 устройства аналогичен.

Шины 14 и 15 устройства управляю индикаторным табло, которое индицирует работу устройства на первом, основном счетном канале или на втором, резервном канале.

При.заполнении первого счетного блока 1.1 сигналами, поступающими иа шину 12 устройства, счетный блок 1.1, заполняясь, формирует импульсы на выходах, которые поступают на входы группы 7 формирователей им- пульсов, которые из импульсов большой длительности формируют на своих выходах импульсы малой длительности

956

Импульсы с выходов нечетных формирователей импульсов группы Упоступают н входы элемента ИЛИ 9.1 ,а счетных импульсов - на входы элемента 1-1Ш1 9.2. С выходов элементов ИЛИ 9.1 и 9.2 импульсы поступают на входы элементов И 8.3 и 8.4,.которые управляясь сигналами, поступающн 1И с выходов 1К-триггера 5.2J выдают импульсы на входы элементов ИЛИ 10.

1К-триггер 5.2, переключаясь по заднему фронту импульсов, поступающих с выхода элемента ИЛИ 10, осуществляет слежение за очередностью появления импульсов с выходов счетного блока 1.1.

Импульсы с выхода ИПИ 10 поступают также на R-вход 1К- триггера 5.1, который по переднему фронту поступающего иьтульса подтверждает нулевое состояние jK-триг- гера 5.1 и удерживает его в этом сотоянии до тех пор, пока с выходов счетного блока 1 -. 1 поступают .сигналы в строго определенной последовательности , так как первый 1К-триг- гер 5.1, управляемый задним фронтом входных импульсов, поступающих с выхода элемента НЕ fl на ннформациои- ньй вход 1 и тактовый вход, не переключается в единичное состояние, потому, что в этот момент времеки уже,присутствует передний фронт очередного импульса, поступающего с выхода элемента ИЛИ 10 на R-вход 1К-триггера 5.1, который удерживает 1К-триггер 5.1 в нулевом состоянии.

В случае нарушения очередности появления импульсов на выходах элементов 9.1 и 9.2, связанной со сбоями в работе счетного блока 1.1, происходит автоматическое переключение коммутатора 4 на второй счетный блок, т.е. к второй группе входов блока 2 сравнения подключается вторая группа информационных входов коммутатора 4, связанная с выходами счетного блока 1.2.

Рассмотрим процесс слежения за работой счетного блока 1.1 и момент переключения устройства с основного канала счетный блок1.1 на резервный канал (счетный блок 1.2).

Пусть в данньй момент времени очередной сигнал, поступающий на шину 12 устройства, проходя через элемент И 8.2, подготовленньш к работе сигналом с инверсного выхода

3

последовательного сдвига кольцевого сдвигающего регистра, выполненного на IK-TRHrrepax.

Коммутатор 4 содержит первую группу входных элементов И, первые входы которых соответственно соединены с информационными входами первой группы коммутатора, вторая группа информационных входов которого соединена с первыми входами второй группы входных элементов И соответственно, а управляющий вход коммутатора - с вторыми входами элементов И первой группы и входом элемента НЕ, выход которого соединен с вторыми входами второй группы элементов И, выходы одноименных элементов И первой и второй групп подключены к первому и второму входам соответсвующих элементов ИЛИ групп, выходы которых соответственно соединены с выходами коммутатора.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы предлагаемого устройства схема приводится в исходное состояние (шина начальной установки не показана). В результате счетные блоки 1.1 и 1.2 5.1 и 5.2 1К-триггера, 5.3 RS-триггера приемные регистры задающего блока 3 находятся в исходном йулевом состоянии, а в первый разряд- кольцевого, сдвигающего регистра задающего блока 3 записывается единица.

Затем по линиям, связи из -канала передачи информации по информационным шинам 13 осуществляется запись в задающий блок 3 п информационньгх слов, сопровождаемых стробирующим импульсом, поступающим по (п+1)-й информационной шине 13,.для получения на выходной шине 14 устройства п заданных чисел.

Задающий блок 3 по переднему фронту стробирующего импульса, поступающего по (п+1)-й информационной щине 13, осуществляет запись первог информационного слова, поступающего по п информационным щинам 1l5, в первый приемный регистр, так как сигналом с выхода первого разряда кольцевого сдвигающего регистра к работе подготавливается первая группа входных элементов И, выходы которых подключены к S-входам первого приемного регистра. А по заднему фронту стробирующего импульса осу1954

ществляется сдвиг единицы во второй .. разряд кольцевого, сдвигающего регистра.

В результате подготавливается к работе вторая группа входных элементов И, выходы которых подключены к S-вкодам второго приемного регистра. Затем на информационные входы задающего блока 3 поступает второе

информационное слово, сопровождаемое стробирующим импульсом, поступающим по (п+1)-му информационному входу.

Запись второго и последующих информационных слов во второй и последующие приемные регистры аналогична описанному циклу. После записи п-го информационного слова кольцевой, сдвигающий регистр находится снова в исходном состоянии, т.е. в первом

разряде кольцевого, сдвигающего регистра записывается единица, которая подключает к первым входам элементов ИЛИ первую группу выходных элементов И, подключенных одними из входов

к выходам первого приемного регистра. Таким образом, после записи в задающий блок 3 п информационных слов на выходах задающего блока 3 появляется первое информационное

слово, которое поступает на первую группу входов блока 2 сравнения. После задания информационных слов .

в задающий блок 3 устройство готово к работе .

Затем по шине 12 устройства поступают сигналы с высокочастотного генератора, которые имеют скважность, равную двум, и высокую частоту генерации, необходимую для обеспечения

требуемой точности вьздачи временных меток в систему автоматического управления .

Эти сигналы в прямом коде поступают на счетный вход первого счетного блока 1.1 и в обратном коде через элемент НЕ 1Гна счетный вход второго счетного блока 1.2.

Счетные блоки 1.1 и 1.2 начинают заполняться импульсами и по приходу

очередного импульса, соответствующего конечному значению величины первого информационного слова, выставленного на первой группе входов блока 2 срав- нения, на выходах первого счетноз о

блока 1 .1 выставляется первое информационное слово. Это слово поступает нач информационные входы первой группыкоммутатора 4и далее на выходыкоммутатора.

7

RS-триггера 5.3, поступает на счетный вход счетного блока 1.1.

C4eTHf ift блок 1 . 1 регистрирует сигнал, формируя последний на ном из нечетных выходов. Сигнал, проходя через группу 7 формирователей импульсов, форг-шрует импульс малой длительности, который поступает на один из входов элемента ИЛИ 9.1, с выхода которого поступает на второй вход элемента И 8.3, подготовленного к работе сигналом с инверсного выхода 1К-триггера 5.2 С выхода элемента И 8.3 через элемент ИЛИ 10 импульс поступает на установочный R-вход 1К-триггера 5.1, по переднему фронту которого подтверждается нулевое состояние первого 1К-триггера

5.1,тем самьм блокируя работу тактового входа на момент действия входного сигнала, поступающего на шину

12 устройства. В результате 1К-триг- гер 5.1 остается в нулевом состоянии

Импульс с выхода элемента ИЛИ 10 поступает также на тактовый вход 1К- триггера 5.2, который по заднему фронту этого импульса переключается в единичное состояние, запрещая работу элемента И 8.3 и подготавливая к работе элемент И 8.4..

Затем в паузе между основными входными сигналами, поступающими на шину 12 устройства, через элемент НЕ 11 поступает обратный код входного сигнала на вход счетного блока

1.2,информационный 1-вход и тактовый вход 1К-триггера 5.1. Счетный блок 1.2 регистрирует сигнал, а IK- триггер 5.1 по заднему фронту этого сигнала остается в нулевом состоянии, так как в этот момент времени уже появляется передний фронт еле- . дующего входного сигнала, поступающего с выхода элемента ИЛИ 10 на . R-Бход 1К-триггера 5.1, который удерживает 1К-триггер 5.1 в нулевом состоянии.

По второму входному сигналу, поступающему на шину 12 устройства, по описанному циклу 1К--триггер 5.2 переключается в нулевое состояние, запрещая работу элемента И 8.4 и подготавливая к работе третий элемент И 8.3.

После поступления на шину 12 устройства третьего и четвертого сигналов по описанному циклу второй 1К-триггер 5.2 возвращается в исход56195.8

ное, нулевое состояние. Пятый входной сигнал переключает в единичное состояние 1К-триггер 5.2, запрещая работу элемента И 8.3 и подготавливая 5 к работе элемент И 8.4.

Пусть следующий входной сигнал, поступающий на шину 12 устройства, проходя через элемент И 8.1, поступает на счетный вход счетного блока 10 1.1 но счетным блоком 1.1 не регистрируется. В результате отсутствует сигнал на очередном, четном выходе счетного блока 1.1, а следовательно, и на выходе элемента ИЛИ 9.2. is Это приводит к отсутствию импульса на выходе элемента ИЛИ 10, который не запрещает переключение 1К-тригге- ра 5.1 из нулевого состояния в единичное по заднему фронту паузы меж- 20 ду входными сигналами, поступающими на шину 12 устройства. Следовательно, по заднему фронту паузы между очередным и следующим входными сигналами, поступающими на шину 12 уст25 ройства, 1К-триггер 5.4 переключается в единичное состояние и подготавливает к работе элемент И 8.2. По переднему фронту очередной паузы, поступающей через элемент

0 И 8.2 и на установочный S-вход RS- триггера 5.3, RS-триггер 5.3 переключается в единичное состояние, запрещая работу элемента И 8.1 и подключая к выходам коммутатора 4 вторую

5 группу информационных входов, связанных с выходами второго счетного блока 1.2.

Таким образом, из-за неисправности в основном канале (счетный блок 1.1), связанной с нарушением очередности появления импульсов на выходах элементов ИЛИ 9.1 и 9. 2, работоспособность устройства не нарушается, так как с этого момента основ- . ными сигналами, поступающими на шину 12 устройства, являются паузы между входными сигналами. По переднему фронту этих сигналив подтверждается единичное состояние RS-триггера 5.3, а по заднему фронту - единичное состояние 1К-триггера 5.1.

Следовательно, обеспечивается нормальная работа устройства при возникновении неисправностей, в основ- ном канале, связанных с выходом из строя элементов в счетном блоке 1.1.

Процесс вьщачи информационных слов на шину 14 устройства при ра91

боте счетного блока 1.2 аналогичен процессу вьщачи при работе счетного блока 1.1. I

Формула -изобретения

1. Счетное устройство, содержащее входную шину, первый счетный блоК; два элемента И, блок сравнения и задающий блок, выходы которо-i го соединены с-первой группой входов блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, в него введены информационные шины, блок контроля, коммутатор, элемент НЕ, два триггера и второй счетный блок, вход которого соединен с первым входом первого элемента И, с выходом элемента НЕ и с входом I и тактовым входом первого триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом установки в 1 второго триггера, инверсный выход которого соединен с входом К первого триггера, с входом управления коммутатора и с первым входом второго элемента-И, второй вход которого соединен с входной шиной и с входом элемента НЕ, выход второго элемента И соединен с входом первого счетного блока, выходы которого- соединены с первой группой входов коммутатора и с входами блока г

. Составитель В.Ранов Редактор И, Шулла Техред А.Кравчук

Заказ 4836/57 Тираж 816 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

5619510

контроля, выход которого соединен с входом, установки нуля первого триггера, выходы второго счетного блока соединены с второй группой 2 входов коммутатора, выходы коГорого соединены с йторой группой входов блока сравнения, выЛод которого соединен с управляющим входом задающего блока, входы которого соединены 10 с информационными шинами.

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что блок контроля содержит группу формирователей

15 импульсов три элемента ИЛИ, два элемента И и триггер, п)ямой и ий- версный выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И вы20 коды которых соединены соответственно с входами К и I триггера и соединены с входами первого элемента , ИЛИ, выход которого соединен с тактовым входом триггера и с вьгходом

25 блока контроля, входы которого соединены с входами группы формирователей импульсов, выходы-нечетных и четных формирователей импульсов из группы формирователей импульсов сое30 динены соответственно с входами второго и третьего элементов ИЛИ, выходы которых соединены с вторыми входами соответственно второго и первого элементов И.

Корректор М.Пожо

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматического управления. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства. Счетное устройство содержит счетный блок 1.1, блок 2 сравнения, задающий блок 3, группу 7 формирова- телей импульсов, элементы И 8.1-8.4 и элементы ИЛИ 9.1, 9.2 и 10. Введение счетного блока 1.2, триггеров 5.1 и 5.3 блока 6 контроля и элемента НЕ 11 и образова ние новых функциональных связей позволяет осуществлять контроль работы счетного блока 1.1 и при обнаружении сбоя в его работе автоматически переключиться на работу со счетным блоком 1.2. 1 з.п, ф-лы, 1 ил. i (Л с J5 IS