Устройство для сбора информации Советский патент 1986 года по МПК G08C19/28 

ГчЭ

05

to ел ел

4

Изобретение относится к телеметрии и предназначено для использования в океанографических исс,1едованиях.

Цель изобретения - повышение надежности устройства за счет уменьшения объема оборудования.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства. Устройство содержит датчики 1, первые триггеры 2, первый 3 и второй 4 коммутаторы, блок 5 памяти, второй триггер 6, генератор 7, третий 8 и четвертый 9 триггеры, компаратор 10, третий 11, четвертый 12 и первый 13 элементы И, первый элемент ИЛИ 14, элемент ИЛИ-НЕ 15, первый элемент НЕ 16, второй элемент И 17, второй элемент НЕ 18, счетчик 19, пятый триггер 20, пятый элемент И 21 и имеет выходы 22-24.

Принцип действия устройства для сбора и накопления гидрометеорологической информации заключается в подсчете числа импульсов, поступающих от каждого из датчиков гидрометеорологических параметров в течение заданного вре.мени, и выдаче результатов подсчета, после чего счетчики обнуляются. Особенность устройства заключается в том, что счетчики импульсов s явном виде в устройстве отсутствуют. Их роль выполняет блок 5 памяти - оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). При этом для каждого канала выделяется 2 ячеек ОЗУ. Количество каналов при этом 2™. Определение заданного времени также производится с помощью ОЗУ, для чего в нем выделяется один служебный канал, в который поступают импульсы с частотой переполнения счетчики адресов ОЗУ.

Суммирование импульсов для накопления информации по каждому каналу производится одноразрядным двоичным сумматором в последовательном коде. Принцип суммирования заключается в том, что вначале извлекают из памяти младщий разряд числа по какому-либо из каналов и анализируют состояние входного триггера по этому каналу. Затем в память по этому адресу записывают сумму, а в триггере 9 переноса запоминают «1, если нужен перенос в следующий разряд, и «О, если не нужен. Затем извлекают из памяти следующий разряд по этому каналу и анализируют его состояние и состояние триггера переноса, после чего в память записывают сумму по этому разряду, а в триггер переноса - единицу или нуль в зависимости от того, требуется или не требуется перенос в следующий разряд соответственно.

Одновременно с добавлением единиц в ячейки ОЗУ, относящиеся к информационным каналам, в каждом цикле опроса ОЗУ производится давление единицы в ячейки памяти, выделенные для служебного канала. Когда этот счетчик, организованный на части ячеек ОЗУ, переполняется, происходит выдача информации и обнуление ОЗУ. Переполнение служебного счетчика определяется по состоянию триггера переноса при переполнении счетчика адресов ОЗУ.

Устройство для сбора и накопления гидрометеорологической информации работает следующим образом.

На входы устройства поступают сигналы

от датчиков 1 гидрометеорологических параметров с частотным выходом. Каждый импульс от датчика устанавливает один из триггеров 2, на который он поступает, в «1. При этом максимальная частота от каж5 Дого датчика не должна превышать частоты импульсов переполнения счетчика 19 адресов, на вход которого от генератора 7 тактовых импульсов через делитель на два (триггер 6 управления) непрерывно поступают импульсы с частотой fj/2, где f -

0 частота генератора 7. Таким образом, частота импульсов переполнения счетчика 19 равна fi/2N, где N - число состояний счетчика 19, равное числу используемых ячеек блока 5. Когда к младщих разрядов счет5 чика адресов 19 окажутся в «О, что соответствует адресу младшего разряда по какому-либо из каналов, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 15 появляется «1. При этом триггер 6 управления вначале в «О (начальная часть участка временной диаграммы). Бли0 жайший отрицательный тактовый импульс производит чтение информации из ячейки ОЗУ, в которой хранится младший разряд числа, по каналу, номер которого в это время находится в старших (т-к) разрядах счетчика адресов ОЗУ. Задний фронт отри5 цательного тактового импульса переносит прочитанный из ОЗУ бит инфор.мации в триггер 9 переноса. После этого на выходе компаратора 10 образуется разряд суммы в этот же младший разряд ОЗУ 5, а на выходе элемента ИЛИ 14 - единица переноса для следующего разряда. При этом, если триггер 9 переноса установлен в «1 в такте чтения из ОЗУ, соответствующий входной триггер 2 и.мпульсом с выхода элемента И 17 в такте записи устанавли5 вается в «О и готов к приему следующего входного импульса по это.му каналу.

После поступления импульса в счетчик 19 адресов снова производится отрицательным тактовым импульсом чтение бита информации из ОЗУ 5 в триггер 8 разряда.

0 Задним фронтом отрицательного тактового импульса этот триггер устанавливается в состояние прочитанного из ОЗУ 5 разряда. Триггер 9 переноса -в это время подтверждается в том состоянии, в котором он нахо дился до сих пор, так как в это время его выход через элемент И 12 и элемент ИЛИ 14 подключен к его же D-входу. Затем в такте записи результат суммирования в данном

разряде, который образуется на выходе компаратора 10, записывается в ОЗУ 5, а результат определения переноса для следующего разряда с выхода элемента И 11 через элемент ИЛИ 14 записывается в триггер 9 переноса. После добавления в счетчик 19 адресов одного импульса снова происходит чтение бита информации в триггер 8 разряда, определение очередного разряда суммы компаратором 10 и определение очередного разряда переноса в следующий старший разряд элементом И 11 и запись результата определения суммы в ОЗУ 5 и результата определения переноса в триггер 9 переноса. И так далее.

Таким образом, после каждого чтения бита информации из ОЗУ 5 в триггере 8 разряда появляется прочитанный бит, а триггер 9 переноса (за исключением такта чтения младшего разряда по каждому из каналов) остается в прежнем состоянии. Затем в ОЗУ 5 записывается сумма, определенная для данного разряда, а в триггер 9 переноса заносится результат определения переноса для следующего разряда.

После добавления описанным образом импульса, поступившего в один из входных триггеров 2, к числу, накопленному в ячейках ОЗУ, выделенных для одного из каналов, старшие (т-к) разрядов счетчика 19 адресов увеличивают свое состояние на единицу. При этом переключаются коммутаторы 3 и 4 и опрашивается во время чтения младшего бита информаци и по следующему разряду входной триггер 2 следующего канала. Его состояние переносится в триггер 9 переноса. Если это состояние «1, то во время записи в ОЗУ 5 результата суммирования в младшем разряде по этому каналу входной триггер устанавливается в «О и т.д.

Когда (т-к) старших разрядов счетчика 19 адресов станут в состояние 111...11, опрашивается служебный канал, по которому импульс добавляется всегда, благодаря подаче «1 на последний вход коммутатора 3. При этом соответствуюший выход коммутатора 4 никуда не поступает, так как входной триггер по служебному каналу отсутствует.

Когда во всех ячейках ОЗУ 5, которые относятся к служебному каналу, будут единицы (при всех состояниях младших к разрядов счетчика 19 адресов, когда его старшие (т-к) разрядов в единицах) триггер 9 переполнения при добавлении очередной единицы в служебный канал будет в «1 и сохраняет свое состояние вплоть до переполнения счетчика 19 адресов ОЗУ 5. При переполнении в этом случае счетчика 19 триггер 20 выдачи устанавливается в «1, и начинается выдача накопленной информации из блока 5 и его обнуление.

Благодаря установке триггеров 8 и 9 в нулевое состояние в ОЗУ 5 с выхода компаратора 10 записываются нули. В то же время информация с выхода ОЗУ 5 (выход 22 устройства), поступающая в сопровождении тактовых импульсов (выход 24 устройства), может быть записана в преобразователь последовательного кода в параллельный, выполненный, например, на регистре сдвига, в который информация заносится отрицательным фронтом тактового импульса с выхода элемента И 21, откуда или непосредственно с выхода устройства она поступает через радиоканал потребителю.

Предлагаемое устройство обладает высокой надежностью за счет снижения аппаратурных затрат. Так, например, для реализации известного устройства с четырьмя измерительными каналами требуется 52 корпуса микросхем. Предлагаемое устройство может быть построено на 14 микросхемах, таким образом сокращается объем аппаратурных затрат в 3 раза, что соответственно уменьшает его стоимость.

Кроме того, использование предлагаемого устройства в автоматических буйковых станциях позволяет уменьшить нх вес, габариты и стоимость.

Формула изобретения

Устройство для сбора информации, содержащее датчики, первый коммутатор, генератор, счетчик, первые и вторые выходы которого соединены с соответствующими первыми и вторыми входами блока памяти, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены триггеры, второй коммутатор, элементы И, элементы НЕ, элемент ИЛИ, компаратор, элемент ИЛИ - НЕ, выходы датчиков соединены с первыми входами соответствующих первых триггеров, выходы которых соединены с соответствующими первыми входами первого коммутатора, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход генератора соединен непосредственно с третьим входом блока памяти, первыми входами второго, третьего и четвертого триггеров и через первый элемент НЕ - с первыми входом второго элемента И, первый выход второго триггера соединен с вторым входом второго элемента И, четвертым входом блока памяти и третьим входом третьего элемента И, второй выход второго триггера соединен с вторыми входами второго триггера, первого элемента И, первыми входами счетчика, четвертого и пятого элементов И, выход третьего триггера соединен с первыми входамитретьего элемента И и компаратора, выход которого соединен с пятым входом блока памяти, выход четвертого триггера соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов И, вторым входом компаратора, третьим входом второго элемента И и первым входом пятого триггера, выходы первого, третьего и четвертого элементов И соединены с соответствующими, входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом четвертого триггера, первые выходы счетчика соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ- НЕ, выход которого соединен с четвертым входом второго элемента И, третьим входом первого элемента И и через второй элемент НЕ - с третьим входом четвертого элемента И, вторые выходы счетчика соединены с соответствующими первыми входами второго коммутатора и вторыми входами

первого коммутатора, выход второго элемента И соединен с вторым входом второго коммутатора, выходы которого соединены с вторыми входами соответствующих первых триггеров, выход блока памяти соединен с вторым входом третьего триггера, старший разряд вторых выходов счетчика - с вторым входом пятого триггера, выход которого соединен с вторым входом и третьими входами третьего и четвертого триггеров, выход блока памяти, пятого триггера и пятого элемента И являются соответственно первым, вторым и третьим выходами устройства.

Изобретение относится к телеметрии и предназначено для измерения гидрометеорологических полей в океанографических исследованиях. В устройствовведены дополнительные элементы, позволяющие организовать накопление измеряемой информации на основе оперативного запоминаюш,его устройства (ОЗУ), которое также выполняет роль счетчика времени накопления. При этом для каждого канала выделяется 2 ячеек ОЗУ. Количество каналов при этом Определение заданного времени также производится с помошью ОЗУ. За счет этого уменьшаются габариты, вес и стоимость устройства, а также повышается надежность to его работы. 2 ил. (Л

ipaz.1

фиг. 2