Устройство для индикации цифровой информации Советский патент 1987 года по МПК G06F3/14 

1 , являющегося порогом срабатывания порогового элемента 17, и защита не срабатывает. При различного рода отказах не происходит открывания транзисторного ключа 16, в результате чего суммарный заряд на накопитель1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для вывода информации на цифровые индикаторы, работающие в режиме мультиплексирования.

Цель изобретения - повышение надежности.

На фиг,1 изображена функциональная схема устройства для индикации цифровой информации; на фиг,2-4 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства Б нормальном режиме работы и при различного типа отказах

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, блок 2 опроса, блок 3 ключей и блок 4 индикации, информационный вход 5, коммутатор 6, дешифратор 7, элементы 8 и 9 ИЛИ, элемент 10 И-НЕ, элемент 11 И, триг- гер 12, интегратор 13} диод 14, формирователь 15 иг.гаульсов, выполненный на дифференцирующей цепочке, транзиторный ключ 16 и пороговый элеме 1Т 17, Блок 2 опроса состоит из после- довательно соединенных счетчика 18 и дешифратора 19,

Генератор 1 тактовых импульсов предназначен для формирования импульсов с периодом следования Т 1 мс и вьтолнен на микросхеме К100СВИ1, Блок 2 опроса служит для формирования импульсов управления блоком 3 ключей и коммутатором 6 разрядов, при этом счетчик 18, входящий в состав блока 2 опроса, предназначен для подсчета тактовых импульсов, поступающих с выхода генератора 1 на счетный вход счетчика 18, а дешифратор 19 - для включения элементов блока 3 ключей, соответствующих разрядам входного кода, устанавливаемого на входе. 5 и информационных входах коммутатора; 6 и подключаемого через дешифратор 7 к блоку 4 индикации в

1327088

ном элементе превысит уровень 1, что вызовет срабатывание порогового элемента 17 и последующее изменение состояния элемента И 11 и триггера 12, на выходе которого сформируется сигнал работы дешифратора 7. 4 ил.

Q

g о 5

о Q

5

соответствии с сигналами управления, поступающими на дешифратор 7 с блока 2 опроса.

Блок 3 ключей предназначен для коммутации питающего напряжения от источника-питания (не показан) на индикаторные элементы блока 4,

Блок 4 индикации служит для отображения цифровой информации, поступающей с шины 5 входного кода через .коммутатор 6 разрядов и дешифратор 7 по сигналам управления, поступающим с блока 2 опроса на коммутатор 6 разрядов. Блок 4 индикации может быть выполнен на цифровом семисег- ментном индикаторе типА АЛС318А,

Коммутатор 6 разрядов служит для пропускания входных сигналов в виде двоичного кода с входа 5 на дешифратор 7 по сигналам управления с блока 2 опроса. Для построения 4-раврядно- го коммутатора 6 разрядов использованы 4 микросхемы типа К1551Ш1,

Дешифратор 7 предназначен для преобразования двоичного кода, поступающего через коммутатор 6 разрядов с шины 5 входного кода, в код включения индикаторов блока 4, Дешифратор 7 выполнен на микросхемах серии 155,

Элементы 8 и 9 ИЛИ, 10 И-НЕ, 11 И, триггер 12, интегратор 13, вентиль 14, формирователь 15 импульсов, транзисторный ключ 16 и пороговый элемент 17 в совокупности образуют схе-у му защиты цифровых индикаторов блока 45 предназначенную для анализа состояния сигналов на выходах разрядов блока 3 ключей при отказах генератора 1 тактовых импульсов блока 2 опроса и блока 3 ключей, а также для формирования сигнала запрета работы дешифратора 7. При этом элементы 8 и 9 ИЛИ служат дня поочередного пропускания анализируемых импульсов включения с нечетных и четных выходов блока 3 ключей на входы элемента 10 И-НЕ, который, в свою очередь, предназначен для фиромирования сигнала неисправности при одновременном появлении сигналов на обоих входах элемента 10 И-НЕ. Элемент 11 И служит дпя пропускания сигналов неисправности на вход сброса триггера 12, служащего для формирования сигнала запрета работы дешифратора 7. Вход установки триггера 12 соединен с источником питания через интегрирующую цепь, предназначенную для установки триггера 12 в начальное (исходное) состояние.

Интегратор 13 предназначен дпя формирования (в случае неисправности генератора 1 тактовых импульсов или блока 2 опроса) напряжения, равного порогу срабатывания элемента 17, ко20 ратор 7, осуществляющий преобразование двоичного кода в код включения индикаторов блока 4. На индикаторах блока 4 высвечивается требуемая информация. Одновременно импульсы вклюторый служит для формирования сигнала неисправности, передаваемого через 25 чения с нечетных выходов блока 3 клю- элемент I1 И на триггер 12 для форми- чей поступают через элемент 8 РШИ на рования сигнала запрета работы дешифратора 7. Параметры интегратора выбраны так, чтобы при нормальной работе устройства суммарный заряд на зо конденсаторе интегратора 13 не превысил уровня 1, являющегося порогом срабатывания элемента 17, а при откат зах - превысил указаннаый уровень. Исходя из указанных соображений емкость конденсатора в рассматриваемом примере равна 1 мкФ, сопротивление резистора в интегрирующей цепи интег- . ратора 13 равно 2,7 кОм, а сопротивление нагрузочного резистора транзис- Q торного ключа 16 равно 43 кОм.

Диод 14 служит дпя образования цепи заряда интегратора 13, а транзисторный ключ 16 - для образования

35

первый вход элемента 10 И-НЕ, на другой вход которого через элемент 9 ИЛИ приходят импульсы с четных выходов блока 3 включения.

При нормальной работе устройства на входах элемента 10 И-НЕ присутствуют противофазные импульсы последовательности и на выходе элемента 10 И-НЕ установлена 1, поступающая на вход элемента II И. Импульсы включения с выхода старшего (8-го) разряда блока 3 ключей, имеющие скважность, равную количеству разрядов блока 4 индикации, поступают на вход формирователя. 15 (фиг. 2г), на выходе которого формируются укороченные импульсы, поступающие на базу транзистора ключа 16, Положительные фронкак цепи дополнительного заряда через ты этих импульсов периодически открывают транзисторный ключ 16 (фиг, 2д), через которые в момент времени t разряжается интегратор 13 (фиг, 2е). Во время действия импульсов включения .старшего разряда блока 3 ключей (с момента выключения транзисторного ключа 16 до окончания импульса включения, соответствующего временному интервалу t - t,,) происходит заряд gg конденсатора интегратора 13 через

нагрузочный резистор, так и цепи разряда Через коллекторно-эмиттерный переход транзистора (посредством формирователя 15 импульсов, служащего для периодического открывания транзисторного ключа 16. в нормальном режиме работы устройства),

В качестве диода 14 использован диод КД552, транзисторный ключ 16 выполнен на транзисторе КТ315Б, а пороговый элемент М - на микросхеме КР1006ВИ1.

Устройство работает следующим образом.

При включении источника питания осуществляется запуск генератора 1 тактовых импульсов, который вырабатывает импульсы с Периодом следования Т 1 мс (фиг.2а), а также установка триггера 12 в начальное состояние путем подачи на вход установки от источника питания кратковременного импульса (фиг. 2б). При этом на выходе триггера 12 устанавливается уровень 1 (фиг, 2в). Тактовые импульсы с генератора 1 поступают на счетчик 18, на выходах разрядов которого формируются импульсы, поступающие на де- щифратор 19 и на управляющие входы коммутатора 6, через который входная информация, поступающая в двоичном коде на вход 5, поступает на дешифратор 7, осуществляющий преобразование двоичного кода в код включения индикаторов блока 4. На индикаторах блока 4 высвечивается требуемая информация. Одновременно импульсы включения с нечетных выходов блока 3 клю- чей поступают через элемент 8 РШИ на

чения с нечетных выходов блока 3 клю- чей поступают через элемент 8 РШИ на

первый вход элемента 10 И-НЕ, на другой вход которого через элемент 9 ИЛИ приходят импульсы с четных выходов блока 3 включения.

При нормальной работе устройства на входах элемента 10 И-НЕ присутствуют противофазные импульсы последовательности и на выходе элемента 10 И-НЕ установлена 1, поступающая на вход элемента II И. Импульсы включения с выхода старшего (8-го) разряда блока 3 ключей, имеющие скважность, равную количеству разрядов блока 4 индикации, поступают на вход формирователя. 15 (фиг. 2г), на выходе которого формируются укороченные импульсы, поступающие на базу транзистора ключа 16, Положительные фронты этих импульсов периодически открывают транзисторный ключ 16 (фиг, 2д), через которые в момент времени t разряжается интегратор 13 (фиг, 2е). Во время действия импульсов включения .старшего разряда блока 3 ключей (с момента выключения транзисторного ключа 16 до окончания импульса включения, соответствующего временному интервалу t - t,,) происходит заряд конденсатора интегратора 13 через

диод 14 и нагрузочный резистор транзисторного ключа 16. Во время отсутствия импульса включения конденсатор интегратора 13 продолжает заряЖаться от источника питания только через нагрузочный резистор транзисторного ключа 16 (фиг. 2 в, временной интервал t - t,). При-этом суммарный заряд интегратора 13 не пре- II1II

вышает уровня 1 - порога срабатывания порогового элемента 17, показанного на фиг. 2е пунктирной линией. Таким образом, при нормальной работе устройства периодически осуществляется заряд и разряд интегратора 13, при которых состояние порогового элемента 17 не меняется.

пустимый, при различного рода откаПри отказах блока 3 ключей, напри- 15 зах генератора тактовых импульсов, мер, выходе из строя перйого ключа, на первый вход элемента 8 ИЛИ поступает уровень 1, который передается на вход элемента 10 И-НЕ. При появ20

Ленин на втором выходе блока 3 ключей и, следовательно, на втором входе элемента 10 И-НЕ (через элемент на выходе элемента

9 ИЛИ) также 1

блока опроса и блока ключей.

Использование предлагаемого устройства для индикации цифровой инфо .мации позволяет повысить эффективность запщты индикаторов за счет то го, что устройство реагирует не тол ко на отказы генератора тактовых им пульсов и блока ключей, но и на отказы блока опроса, а Также учитывае 25 более широкий круг неисправностей перечисленных блоков.

Использование предлагаемого устройства для индикации цифровой инфор- .мации позволяет повысить эффективность запщты индикаторов за счет того, что устройство реагирует не толь ко на отказы генератора тактовых импульсов и блока ключей, но и на отказы блока опроса, а Также учитывает 25 более широкий круг неисправностей перечисленных блоков.

10 И-НЕ устанавливается О, который изменяет состояние элемента 11 И и, следовательно, триггера 12, выходной сигнал которого является сигнсшом запрета работы дешифратора 7, отключающего индикаторы блока 4,

При отказах генератора 1 тактовых ЗО импульсов или элементов блока 2 опроса на выходе -старшего разряда блока 3 ключей возможны следующие ситуации: зависание на выходе старшего разряда блока 3 ключей уровня 1, напичие с мент И, триггер, интегратор и комму импульса, длительность которого пре-татор, информационный вход которого

Формула изобретения

Устройство для индикации цифровой информации, содержащее генератор так товых импульсов, счетчик, два дешифратора, блок ключей, блок индикации, два элемента ИЛИ, элемент И-НЕ, злестаршего разряда блока 3 ключей уровня 1 или

вышает заданную; зависания уровня О, когда на любом другом выходе блока 3 ключей может зависнуть уровень наличие импульсов с периодом следования больБ1е заданного,

В первых двух случаях, т.е. при на выходе

Ч

при наличии импульса, длительность которого превышает заданную (фиг. За интегратор 13 заряжается через диоД 14 (фиг, Зб) до уровня 1 - порога срабатывания элемента 17, в результате чего на другом входе элемента И 11 появляется уровень О, который проходит на вход триггера 12 и изменяет его состояние (фиг. Зв, момент времени t), На выходе триггера 12 устанавливается уровень О, являющийся сигналом запрета работы дешифратора 7,

В двух последних случаях, т.е. при зависании на выходе старшего разряда

270886

блока 3 уровня О или при наличии импульсов, период следования которых превышает заданный (фиг. 4а), заряд интегратора 13 во время паузы между импульсами продолжается через нагрузочный резистор транзисторного ключа

16 до уровня 1 (фиг. 46), что также приводит к изменению состояния .триггера 12 (фиг. 4в,.момент време- )0 ни t) и последующему выключению дешифратора 7. Таким образом, обеспечивается защита цифровых индикаторов от протекания тока, превышающего дозах генератора тактовых импульсов,

блока опроса и блока ключей.

Использование предлагаемого устройства для индикации цифровой инфор- мации позволяет повысить эффективность запщты индикаторов за счет того, что устройство реагирует не только на отказы генератора тактовых импульсов и блока ключей, но и на отказы блока опроса, а Также учитывает более широкий круг неисправностей перечисленных блоков.

мент И, триггер, интегратор и комму татор, информационный вход которого

Формула изобретения

Устройство для индикации цифровой информации, содержащее генератор тактовых импульсов, счетчик, два дешифратора, блок ключей, блок индикации, два элемента ИЛИ, элемент И-НЕ, злеявляется одноименным входом устройства, выход генератора тактовых импульсов подключен к счетному входу

д счетчика, выход которого покдлючен к информационному входу первого дешифратора и к управляющему входу коммутатора j выход которого подключен к информационному входу второго де45 шифратора, выходы которого и выходы блока ключей подключены к первым и вторым входам блока индикации, выходы нечетнЕ 1х и четных разрядов блока ключей подключены к входам перво50 го и второго элементов ИЛИ соответственно, выходы которых подключены к первому и второму входам элемента И-НЕ, выход которого подключен к первому входу элемента И, выход кото55 рого подключен к входу сброса триггера, вход установки и выход которого соединены с входом р{ачальной уста-, новки устройства и входом блокировки второго дешифратора, выходы первого дешифратора подключены к входам блока ключей, отличающее- с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены формирователь импульсов и пороговый элемент, мирователь импульсов - к входу сбро- выход интегратора подключен через

са интегратора.

« 1ппл1таг1плплллг1ги

t, t2

Фиг. 2

а

5 д

а

fpUB.

Составитель А.Ушаков Редактор Е.Копча Техред Л.Сердюкова Корректор В.Бутяга

Заказ 3390/45 Тираж 672 , Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

пороговый элемент к второму входу элемента И, выход старшего разряда блока ключей подключен к информационному входу интегратора и через формирователь импул

са интегратора.

tj

Фиг.З

L t.

Изобретение относится к вычислительной технике и позволяет повысить надежность за счет повьшения эффективности защиты элементов инди; ... . iX кации при различных типах отказов ненадежных блоков устройства: генератора 1 тактовых импульсов, блока 2 опроса и блока 3 ключей. Подключение интегратора 13 к выходу старшего разряда блока 3 ключей дает возможность контролировать различные ситуации. при отказах с большей степенью полноты. При нормальном режиме работы интегратор 13 периодически заряжается через диод 14 и нагрузочный резистор транзисторного ключа 16, а разряжается через электронный ключ 16, открываемый дифференцирующим элементом 15, в результате чего напряжение на интеграторе 13 не превьщ1ает уровня a (Л САЭ to vl О 00 00 f t r f f f f 7 /T Т 1- Т ff J фив