Преобразователь временных интервалов в код Советский патент 1987 года по МПК H03M1/50 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к преобразователям аналоговой величины в код, и может быть использовано для связи аналоговых источников информации систем управления с управляющей цифровой вычислительной машиной (ЦВМ). .

Цель изобретения - повышение точности преобразования.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - временная диаграмма работы устройства; на фиг. 3 - функциональная схема генератора тактовых импульсов; на.фиг. 4 - временная диаграмма его работы; на фиг. 5 - погрешность в измерении временного интервала, связанная с неопределенностью расположения старт-стоп-сигналов относительно частоты заполнения.

Преобразователь временных интервалов в код (фиг. 1) содержит счетчик 1 стартовых сигналов, шину Старт 2 подачи асинхронного старт-сигнала, шину 3 внешней синхронизации, шину Стоп 4 подачи асинхронного стоп- сигнала, шину Опрос 5, шину 6 ввода генератор 7 тактовых импульсов с первым 8, вторым 9, третьим 10 и четвер- 30 назначения устройства и от выбранной

тым 11 выходами, первый формирователь 12 с первым 13 и вторым 14 выходами установки соответственно первого 15 и второго 16 триггеров в единичное состояние, второй формирователь 17 с первым 18 выходом сброса триггера 16 в нулевое состояние, с вторым 19 выходом записи содержимого счетчика 20 в регистр 21 и третьим 22

третий триггер 34.

Генератор 7 предназначен для формирования четырехтактных импульсов

в 1ходом установки четвертого тригге- 40 последовательности выходных прямо- ра 23 в единичное состояние, первый угольных равноскважных импульсов. 24, второй 25, третий 26, четвертый Линия 38 задержки используется 27, пятый 28 элементы И, первый 29, для организации на выходе 39 непре- второй 30 элементы ИЛИ, элемент НЕ 31, рывной последовательности импульсов, второй регистр 32, третий регистр 33, 5 сдвинутых по отношению к передним

фронтам импульсов выхода 37 на 0,25 периода следования.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу Ввод, приходящему на вход 6 из управляющей ЦВМ, организуется запоминание количества усредняемых временных интервалов в регистре 32. Количество усредняемых временных интервалов представлено в дополнительном коде.

На вход 3 устройства периодически поступает аппаратный сигнал внешней: синхронизации, определяющий цикл соответственно по выходам 8-11

для организации работы формирователей 50 12 и 17, причем к формирователю 12 подведены три последовательности тактовых импульсов F. мирователю 17 - F

1

, а к форI 2 з Ч кроме того, последовательность однотактных 55 импульсов F , используется для заполнения измеряемых временных интервалов, формирователь 12 предназначен для приема и формирования по переднему

5

0

5

фронту старт-сигнала двух последовательных управляющих импульсов на выходах 13 и 14.

Формирователь используется для приема и формирования по переднему фронту стоп-сигнала трех управляющих импульсов на выходах 18, 19, 22. Счетчик 20 предназначен для подсчета числа импульсов, укладывающихся в преобразуемом временном интервале.

Регистр 21 используется для запоминания текущего значения преобразуемой величины. Регистр 32 предназначен для приема из управляющей ЦВМ кодовой информации о количестве усредняемых временных интервалов. Регистр 33 используется для хранения кодовой информации, о количестве усредняемых временных интервалов в течение цикла управления.

Счетчик 1 предназначен для подсчета числа измеренных временных интервалов при работе в режиме усреднения. Формирователи 12 и 17 могут быть выполнены по-разному в зависимости от особенностей вычислительной системы и от используемой элементной базы.

Генератор 7 может иметь разнообразные схемы построения, зависящие от

элементной базы.

Генератор 7 (фиг. 3) с выходами 8- 11 содержит первый элемент И 35,мультивибратор 36 с выходом 37, линию 38 задержки с выходом 39, первый 40 и второй 41 элементы НЕ, второй 42, третий 43, четвертый 44 элементы И.

Мультивибратор 36 предназначен для формирования по выходу 37 непрерывной

1305853

гаий после появления импульса Переполнение стоп-сигнал запрещает прохождение частоты заполнения на счетчик 20, организует запоминание содержимого счетчика 20 в регистре 21, записывает содержимое регистра 33 в счетчик 1, обнуляет счетчик 20 и устанавливает триггер 23 в единичное состояние. Первый пришедший после установки триггера 23 в единичное состояние импульс (РЗ) с выхода 10 проходит через элемент И 27 и устанавлива ет триггер 34 в нулевое состояние,

Э(JV OJJJ

равления. По данному сигналу формирователи 12, 17 и триггер 15 устанавливаются в исходное состояние, осуществляется обнуление счетчика 20 и перезапись информации.из регистра 32 через регистр 33 в счетчик 1. В момент действия сигнала вн ешней синхронизации управляющая ЦАМ не может организовать сигналы Опрос или Ввод. По первому пришедшему после сигнала ю внешней синхронизации старт-сигналу формирователь 12 формирует на своих выходах последовательно во времени два импульса.

Первый импульс с выхода 13 уста- f5 навливает триггер 15 в единичное состояние, разрешая преобразование периодических временных интервалов в код. Второй импульс с вьгхода 14 устанавливает триггер 16 в единичное состояние20 тх интервалов повторяется, разрешая прохождение последователь- По сигналу Опрос, поступающему ности однотактных импульсов (F) с выхода 8 через элемент И 25 на счетный вход счетчика 20, кроме того,данный импульс поступает на счетный вход25 импульс записи содержимого счетчика счетчика 1, увеличивая его показание 20 в регистр 21, прохождение данного на единицу. Последующим старт-сигналом осуществляются подтверждение единичного состояния триггера 15,установка триггера 16 в единичное состояние и зоФормула суммирование количества измеренных временных интервалов.

По любому пришедшему после установки триггера 16 в единичное состояние стоп-сигналу формирователь 17 фор-з5 Формирователи, первые входы которых мирует по каждому из своих выходов объединены с входом сброса первого один импульс (фиг. 2). Первый импульс триггера и первым входом первого эле- по выходу 18 устанавливает триггер 16 в нулевое состояние, запрещая прохождение последовательности однотактных 40 ™ соединен с входом обнуления импульсов на счетный вход счетчика 20. счетчика, выходы которого соединены Второй импульс с выхода 19 проходит через элементы И 24 и 25 иа вход записи регистра 21. Третий импульс с выхода 22 проходит через элемент И 2845 второго элемента И и подключен к вы- на вход обнуления счетчика 20, уста- РУ первого триггера, вход установ- навливая все ячейки счетчика в нулевое состояние, кроме этого данный импульс используется для организации импульса установки триггера 34 в ну- 50 Д° второго триггера, вход сброса ко- левое состояние.торого подключен к первому выходу

второго формирователя, второй выход

Работа устройства в режиме усреднения заключается в суммировании п-го

количества временных интервалов. При нератора тактовых импульсов подклю- появлении п-го старт-сигнала на входе чей к второму входу первого формиро- 2 на выходе счетчика 1 появляется импульс Переполнение, который запоминается на триггере 34. Первый пришедпосле чего импульс (F ) с выхода 8 возвращает триггер 23 в нулевое состояние. На зтом цикл измерения заканчивается. После прихода первого после конца измерения старт-сигнала режим измерения п-го количества временна вход 5, организуется вьщача содержимого регистра 21 в управляющую ЦВМ, если в момент опроса вырабатывается

импульса через элемент И 26 запрещается.

изобретения

Преобразователь временных интервалов в код, содержащий первый и второй

мента ИЛИ и являются шиной внешней синхронизации, выход первого элеменс соответствующими информационными входами регистра, первый вход первого элемента И объединен с первым входом

ки которого соединен с первым выходом первого формирователя, второй выход которого соединен с установочным вхокоторого соединен с вторым входом первого элемента И, первый выход ге-

вателя и второму входу второго элемента И, третий вход которого соединен с выходом второго триггера, а вы853

гаий после появления импульса Переполнение стоп-сигнал запрещает прохождение частоты заполнения на счетчик 20, организует запоминание содержимого счетчика 20 в регистре 21, записывает содержимое регистра 33 в счетчик 1, обнуляет счетчик 20 и устанавливает триггер 23 в единичное состояние. Первый пришедший после установки триггера 23 в единичное состояние импульс (РЗ) с выхода 10 проходит через элемент И 27 и устанавливает триггер 34 в нулевое состояние,

OJJJ

. ю

тх интервалов повторяется, По сигналу Опрос, поступающему импульс записи содержимого счетчика 20 в регистр 21, прохождение данного Формула

после чего импульс (F ) с выхода 8 возвращает триггер 23 в нулевое состояние. На зтом цикл измерения заканчивается. После прихода первого после конца измерения старт-сигнала режим измерения п-го количества времен тх интервалов повторяется, По сигналу Опрос, поступающему импульс записи содержимого счетчика 20 в регистр 21, прохождение данного Формула

на вход 5, организуется вьщача содержимого регистра 21 в управляющую ЦВМ, если в момент опроса вырабатывается

тх интервалов повторяется, По сигналу Опрос, поступающему импульс записи содержимого счетчика 20 в регистр 21, прохождение данного Формула

импульса через элемент И 26 запрещается.

повторяется, Опрос, поступающему содержимого счетчика , прохождение данного

изобретения

тх интервалов повторяется, По сигналу Опрос, поступающему импульс записи содержимого счетчика 20 в регистр 21, прохождение данного Формула

Формирователи, первые входы которых объединены с входом сброса первого триггера и первым входом первого эле- ™ соединен с входом обнуления счетчика, выходы которого соединены второго элемента И и подключен к вы- РУ первого триггера, вход установ- Д° второго триггера, вход сброса ко- торого подключен к первому выходу

Преобразователь временных интервалов в код, содержащий первый и второй

Формирователи, первые входы которых объединены с входом сброса первого триггера и первым входом первого эле- ™ соединен с входом обнуления счетчика, выходы которого соединены второго элемента И и подключен к вы- РУ первого триггера, вход установ- Д° второго триггера, вход сброса ко- торого подключен к первому выходу

мента ИЛИ и являются шиной внешней синхронизации, выход первого элеменФормирователи, первые входы которых объединены с входом сброса первого триггера и первым входом первого эле- ™ соединен с входом обнуления счетчика, выходы которого соединены второго элемента И и подключен к вы- РУ первого триггера, вход установ- Д° второго триггера, вход сброса ко- торого подключен к первому выходу

с соответствующими информационными входами регистра, первый вход первого элемента И объединен с первым входом

Формирователи, первые входы которых объединены с входом сброса первого триггера и первым входом первого эле- ™ соединен с входом обнуления счетчика, выходы которого соединены второго элемента И и подключен к вы- РУ первого триггера, вход установ- Д° второго триггера, вход сброса ко- торого подключен к первому выходу

ки которого соединен с первым выходом первого формирователя, второй выход которого соединен с установочным вхокоторого соединен с вторым входом первого элемента И, первый выход ге-

нератора тактовых импульсов подклю- чей к второму входу первого формиро-

вателя и второму входу второго элемента И, третий вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход - со счетным входом счетчика, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с третьим входом первого формирователя и вторым входом второго формирователя, третий выход - с третьим входом второго формирователя, четвертый выход - с четвертым входом первого и второго формирователей, пятые входы которых являются соответственно шинами Старт и Стоп, вход управления выдачей информации регистра объединен с входом элемента НЕ и является шиной Опрос, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования в него введены второй и третий регист- pfii, счетчик стартовых сигналов, третий и четвертый триггеры, элементы И и элемент ИЛИ, причем вход записи второго регистра является шнпой ввода KOjniqecTBa усредняемых временных интервалов, выход соединен с HFI- формационпым входом третьего регистра, вход записи которого oб - eдиlieи с первым входом второго элемента ИЛИ и является гаипой внешней синхронизации выход соединен с информационным вхо

дом счетчика стартовых сигналов, счетный вход которого соединен с вторым выходом первого формирователя, а вход записи - с вьпсодом второго элемента ИЛИ, второй вход которого объединен с первым BxorfoM третьего элемента И и подключен к выходу первого элемента И, выход третьего элемента И соединен с входом записи первого регистра , второй вход - с выходом элемента НЕ, а выход переполнения счетчика стартовых сигналов подключен к входу установки третьего триггера, вход сброса которого.Подключен к третьему выходу генератора тактовых импульсов, второй вход - к выходу четвертого триггера, вхсэд сброса которого соединен с первым выходом генератора- тактовых импульсов, вход установки объединен с вторым входом первого элемента 1ШИ и подключен к выходу пятого элемента И, первый вход которого соединен с третьим выходом второго формирователя, второй вход объединен с третьим входом первого элемента И и соединен с выходом третьего триггера.

8 9

JT J1JIJ1U1JT-JTJ1J1-J1

f6

1Ь 19 22

2V 25 26 2B

ys

Фиг.2

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с управляющей вычислительной машиной. Цель изобретения - повышение точности преобразования путем введения режима усреднения. Преобразователь содержит счетчики, регистр, генератор тактовых импульсов, формирователи, злемент ИЛИ, пять элементов И, четыре триггера, злемент НЕ, 5 ил. ел 00 СЛ схэ