Устройство контроля частотно-временных параметров Советский патент 1987 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к вычислительной технике, а име15но к автоматизированным системам управления технологическими процессами, и предназначено для контроля временных параметров входных сигналов в микропроцессорных системах.

Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности устройства.

На чертеже устройство контроля частотно-временных параметров.

Устройство содержит приемопередатчик 1, дешифратор 2 адреса, генератор 3 эталонных частот, нормализатор 4 сигналов, регистр 5 состояний, регистр 6 маскировки прерывания, коммутационное поле 7, коммутатор 8, узел 9 гальванической развязки, регистр 10 команд, комматутор 11 эталонных частот, коммутатор 12 входных сигналов, программируемый формирователь (ПФИИ) 13, инвертор 14, коммутатор 15 управления, коммутатор 16 тактовых сигналов, прбграм- мирующий счетчик 17, элемент И 18, измерительный канал 19, выходы- входы 20, входы-выходы 21 прие- Мопередатчиков, входы 22 и 23, выходы 24 и 25 дешифратора -.адреса, выходы 26 генератора эталонных частот, выход 27 и 28 устройства

Работа устройства состоит из нескольких этапов. При начальном пуске системы все регистры 10 команд, регистр 6 маскирования и регистр 5 сос т.ояния очищаются,

В режиме I измерительный канал устройства осуществляет измерение частоты входного сигнала и сравнение его с заданной величиной - уставкой. Перей началом работы необходимо запрограммировать ПФИИ 13 и програ 1- мируемый счетчик 17, которые работают как ждущие мультивибраторы. Программирование ПФИИ 13 и программиру; - мого счетчика 17 производится командами из набора команд применяемых БИС. Обращение к ним производится как. в обычной ячейке памяти. Затем следует этап загрузки начального состояния. В ПФИИ 13 загружается число т, а в программируемый счетчик 17 - число п. Пуск канала осуществляется после записи в регистр 10 команд управляющего слова, управляющие сигналы, сформированные посредством которого, завершают пpo гpa мирование канала на выбранный режим

работы и разрешают, таким образом, работу ПФИИ 13 (по входу Разрешение) и программируемому счетчику 17 (по входу Разрешение),

Канал работает следующим образом.

После записи управляющего слова входной сигнал от нормализатора 4 через второй выход коммутатора 12 и коммутатора 16 поступает на тактовый вход программируемого счетчика 17. Эталонный сигнал от генератора 3 через коммутатор 11 и первый выход коммутатора 12 поступает на тактовый вход ПФИИ 13, который на своем выходе формирует отрицательный импульс длительностью

и

эг

-т.

где Т.

зт - период эталонной частоты; т - число, занесенное в ПФИИ. Этот сигнал инвертируется инвертором 14 и через коммутатор 15 поступает на вход Разрешение программи- руемого счетчика 17, разрешая тому счет тактовых импульсов, на период действия разрешающего сигнала.

Если m периодов эталонного сигнаа по длительности окажутся больше, чем п периодов входного сигнала,т.е.

га

л т

Т

8х

где m - число, загруженное в ПФИИ

13;

п - число, загруженное в программируемый счетчик 17;

0

5

0

5

Т

. и

вх

периоды эталонного и входного сигналов соответственно, что означает превышение частоты входного сигнала заданной уставки, то по окончании отсчета числа, загруженного в программируемый счетчик 17, на его выходе появляется сигнал Лог.1, который проходит через элемент И 18 схемы управления прерываниями, если этот сигнал не маскирован соответствующим разрядом регистра маски, и выходит сигналом прерывания Б системную шину.

При необходимости перезапуска канала ня-чо сначала очистить регистр 10 команд и снова записать управляю- uiee слово в регистр 10.

В режиме 11 измерительный канал осуществляет измерение периода вход- ii.oro сигнала и сравнение его с уставкой. Начало работы аналогично перво- м У режиму.

313

Вначале программируются ПФИИ 13 и программируемый счетчик 17 (работают аналогично работе в первом режиме) , затем производится загрузка начального состояния аналогично режиму I. Пуск измерительного канала осуществляется как и в режиме I после записи управляющего слова в регистр 10.

Канал работает следующим образом. После записи управляющего слова входной сигнал от нормализатора 4 через первый выход коммутатора 12 посту пает на тактовый вход ПФИИ 13, который на своем выходе формирует отрицательный импульс, длительностью

и

Т

Ьх

га.

где Т

вх

- период входного сигнала; m - число загруженное в

ПФИИ 13,

проинвертированный инвертором 14, импульс проходит через коммутатор 15 управления и поступает на вход Разрешение программируемого счетчика 17. Этот сигнал разрешает счетчику счет на период Т. Тактирование счетчика I7 осуществляется от генератора 3 эталонных частот через коммутатор 11, второй выход коммутатора 1 2 и коммутатора 16.

Таким образом, сформированный импульс , кратный по длительности периоду входного сигнала, заполняется импульсами эталонной частоты.

Если m периодов входного сигнала по длительности больше, чем п периодов эталонного сигнала, т.е.

m

п-Т;

где m т - бх

п эт

ех - зт

число, загруженное в ПФИИ; период входного сигнала; число, загруженное в программируемый счетчик; период эталонной частоты, что означает превьппение длительност входного сигнала заданной уставки, то на выходе программируемого счетчика 17 сформируется сигнал Лог.1 Его дальнейшее прохождение аналогично режиму I. Перезапуск канала аналогичен режиму I.

В режиме III измерительный канал работает как таймер, т.е. формирует заданные временные интервалы.

Начало работы аналогично первым двум режимам, с той лишь разницей, что ПФИИ 13 в этом режиме работает

как программируемый делитель частоты в п раз. Запуск канала аналоги чен режимам I и II.

Канал работает следующим образом.

На вход ПФИИ 13 поступает частота, которая приходит либо от генератора 3 через коммутатор 11 и коммутатор 12, если тактирование канала ведется от внутреннего генератора, либо от нормализатора 4 сигналов через коммутатор 12, если тактирование ведется от внешнего источника. Частота с выхода ПФИИ 13, поделенная на п, через коммутатор 16 поступает на тактовый вход программируемого счетчика 17, по окончании отсчета числа, загруженного в счетчик 17, на его выходе формируется сигнал Лог.1 (свидетельствующий об окончании формирования временного интервала), который выходит в системную шину аналогично прерыванию в режиме I.

Временной интервал, формируемый каналом в режиме I равен:

Т

Ъх

m п,

где Т

Вх

0

m п 5

период частоты на входе ПФИИ 13;

число, загруженное в программируемый счетчик

17;

число, загруженное в ПФИИ, Формирование временного интервала начинается сразу после записи управляющего слова, если не подано внешнее разрешение (не устанавливается соответствующая перемычка на коммутационном поле 7), или с приходом

0 внешнего разрешающего сигнала от нормализатора 4 при установленной перемычке на коммутационном поле 7. При необходимости наличие внешнего разрешения может быть проверено чтением

5 информации из регистра 5 состояния, в котором хранится состояние входа разрешения программируемого счетчика 17. Перезапуск канала аналогичен режиму I.

Работа в режиме IV преследует цель проверки работоспособности измерительного канала. Работа канала в этом режиме аналогична режиму I, с той разницей, что ПФИИ и програмg мируемый счетчик 17 тактируются одним и тем же эталонным сигналом.

О работоспособности канала судят цо содержимому программируемого счетчика 17 по завершении контроля (о

0

завершении процесса контроля судят по снятию сигнала Разрешение с входа счетчика 17, который контролируется через регистр 5 состояния),

Если

К m-n,

где К - содержимое счетчика после

контроля;

m - число5 загруженное в ПФИИ 13; п - число, загруженное в счетчик 1 7; то канал является работоспособным.

.Формула изобретения

Устройство контроля частотно-временных параметров, содержащее приемопередатчики данных, деЕМфратор адреса, нормализатор сигналов, содержащий компараторы и узлы гальванической развязки, регистр состояния, п измерительных каналов, каждый из которых содержит регистр команд, программируемый формирователь изме- рительных интервалов, инвертор, коммутатор тактовых импульсов и коммутатор управления, первые входы-выходы приемопередатчиков являются выход ;ши-Еходами устройства, а входы дешифратора адреса и нормализатора сигналов являются соответственно информационным и управляю1цим входами устройства, отличающееся тем, что5 с целью повышения быстро действия и надежности устройства, оно содержит генератор эталонных частот, регистр маскирования црерыва ний, коммутацконное поле и п эле- .ментов И, а в измерительный канал введены программируемый реверсивный счетчик и коммутатор эталонных частот, соединенный управляющи- ьи входами с выходами генератора

эталонных частот, информационными входами - с информационны - входами коммутатора входных сигналов, коммутатора управления, коммутатора тактовых сигналов и разрешающим входом

«

5

0

5 Q

5

5

программируемого формирователя, а также с выходами регистра команд,п Д- ключенного синхронизиру О1цим входом к управляюш 1м входам программируемого формирователя, программируемого счетчика и соответству оа1им выходом дешифратора адреса, с информационным входом - к вторым входам-выходам приемопередатчиковр к информационным входам программируемого формирователя, программируемого счетчика, регистра маскирования прерывания, первым выходом устройства и . выходом регистра состояния, соединенного синхрокнзирую1цим и разрешаюгцин входами с соответствующими выходами дешифратора адреса и соответственно синхронизир пощим и разрешающими входами регистра маскирования прерывания, подключенного выходами к первым входам элементов И, соединенных выходами с вторьми выходами устройства, а вторыми входами - с выходами программируемых счетчиков соответствующих информационных каналов, разрешающий вход программирующего счетчика соединен с .соответствующим информационным входом регистра состояния и вых.одом коммутатора управления, а тактовый, вход программируемого счетчика соединен с вькодом коммутатора тактовых сигналов, соединенного соответствующими управляюш ми входами с выходом программируемого формирователя, входом инвертора и первым выходом коммутатора входных сигналов соответствующие управляющие входы коммутатора управления соединены с выходом инвертора и соответствующим выходом коммутационного поля, тактовый вход программируемого формирователя подключен к второму выходу коммутатора входных сигн,алов, соединенного первым, третьим, пятым и шестьЕ«8 управляющими входами с вьпсодом комму-. татора эталонных частот, а вторым и четвертым входами - с соответствующими выходом нормализатора сигнапов и входом коммутационного поля,

Редактор Н.Бобкова

Составитель О.Грабовский Техред Л.Сердюкова

Заказ 5691/42

Тираж 863 . 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 Н.Король