Устройство для взаимной блокировки и защиты от дребезга контактов Советский патент 1988 года по МПК H03K5/153 

I-/

2-1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматики и дистанционного управления. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства - достигается за счет сохранения работоспособности при сплошном дре

00 со

4 4 Ю

139Д4

безге входного сигнала. Другая цель - повышение точности - достигается за счет формирования выходного сигнала в моменты нажатия и отжатия входного сигнала. Для этого в устройство дополнительно введены первый 7 и второй 8 инверторы, узел 10 выделения фронта и второй счетчик 9. Устройство также содержит п выключателей 1-1, ...,1-п, п D-триггеров 2-1,...,2-п, п-входовый элемент ИЛИ 3, п двухвхо- довых элементов И 4-1,...,4-п, первый

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматики и дистанционного управления.

Целью изобретения является повыше- ние надежности работы устройства за счет сохранения работоспособности при сплошном дребезге входного сигнала, а -также повьш1ение точности за счет формирования выходного сигна-

ла в моменты нажатия

и отжатия

входного сигнала.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит и выключателей 1-1,...1-п, п D-триггеров 2-1,..., 2-п, п-входовой элемент ИЛИ 3, п двухвходовых элементов И 4-1,...,4-п, первый счетчик 5, генератор 6 тактовых импульсов, первый 7 и второй 8 инверторы, второй счетчик 9 и узел 10 выделителя фронта.

Входные контакты выключателей 1-1, ...,11-п подключены к шине высокого логического уровня, выходы элементов И 4-1,...,4-п соединены с S-входами соответствующих D-триггеров 2-1,..., 2-п, установочный вход счетчика 9 соединен с входом инвертора 7 и подключен к выходу элемента ИЛИ 3, Счетные входы счетчиков 5 и 9 объединены и подключены к выходу генератора 6 тактовых импульсов. Выход счетчика 9 соединен со своим же входом блокиров- ки счета, входом узла 10 выделителя фронта и с первыми входами элементов

счетчик 5, генератор 6 тактовых импульсов. Устройство позволяет устранить дребезг контактов в широком диа V

тия и отжатия - вплоть до сплошного дребезга входного сигнала. При этом устройство надежно блокирует входные сигналы на время нажатия одного из выключателей, что исключает сбои в работе при одновременном нажатии более чем одного выключателя, 1 3.п. ф-лы, 2 ил.

5

j

0

5

0

И 4-1,...,4-п, вторые входы которых соединены с соответствующими выходными контактами,выключателей 1-1,..., 1-п и с соответствующими входами элемента Ш; 3. Выход узла 10 соединен с R-входс.; D-триггеров 2-1,...,2-п, информационные входы которых подключены к шине Низкого логического уровня, а динамические С-входы D-триггеров 2-1,...,2-п объединены и подключены к выходу инвертора 8. Установочный вход счетчика 5 подключен к выходу инвертора 7, а выход счетчика 5 соединен со своим же входом блокировки счета и входом инвертора 8. Узел 10 выделителя фронта выполнен как D-триггер, информационный D-вход которого подключен к шине высокого логического уровня, а прямой выход соединен с R-входом и является выходом узла 10, входом которого является динамический С-вход триггера.

Устройство для взаимной блокировки и защиты от дребезга контактов работает следующим образом.

В исходном состоянии контакты выключателей 1 разомкнуты, на выходе п-входового элемента ИЛИ 3 и первого счетчика 5 потенциал низкого логического уровня, а на выходе второго счетчика 9 потенциал высокого логического уровня. Генератор 6 вырабатывает тактовые импульсы с периодом следования Т (например, мс), близким к максимально возможному значению длительности (напр1-гмер, 3 мс) импульсов, обусловленных дребезгом

контактов, но не превышающим максимально возможного времени (, 50 мс) дребезга контактов при включе- НИИ или выключении любого из выклю- чателей.

При замыкании контактов одного из И выключателей 1, например первого (фиг.2а, момент времени t,), фронт первого импульса, обусловленного дребезгом контактов, поступает через соответствующий элемент И 4 (фиг.2&)

При выключении первого выключателя 1 (фиг.2а, момент времени t) спад первого импульса, обусловленного дребезгом контактов, формируемого на выходе п-входового элемента ИЛИ 3, обеспечивает формирование на выходе первого инвертора 7 соответствующего фронта, осуществляющего сброс в исходное состояние первого счетчика 5, на выходе которого устанавливается потенциал низкого логического уровня.

на S-вход первого D-триггера 2 с установкой О и 1, обеспечивая уста- 15 При этом на выходе второго инвертора новку его в единичное состояние 8 формируется фронт (фиг,2е), который, (фиг,2к) . При этом .на выходе п-входопоступая на динамический С-вход первого D-триггера 2, обеспечивает сброс его в исходное состояние (фиг.2k.) и установку на его выходе потенциала . низкого логического уровня. Импульсы, обусловленные дребезгом контактов при

вого элемента ИЛИ 3 формируется сигнал, обеспечивающий сброс второго

20

поступая на динамический С-вход первого D-триггера 2, обеспечивает сброс его в исходное состояние (фиг.2k.) и установку на его выходе потенциала . низкого логического уровня. Импульсы, обусловленные дребезгом контактов при

выключении, формируемые на выходе л-входового элемента ИЛИ 3, поступая

счетчика 9, на выходе которого устанавливается потенциал низкого логического Уровня (фиг.2г), запрещающий прохождение вьпсодных сигналов всех выключателей 1 через двухвходовые элементы И 4 на З-входы соответствую- 25 на установочный вход второго счетчика щих D-триггеров 2.9, исключают возможность установки на

Положительные импульсы, обуслов- его выходе потенциала высокого логи- ленные дребезгом контактов, формируе- ческого уровня до окончания дребезга, мые на выходе п-входового элемента Блокировка контактов выключателей 1 ИЛИ.З (фиг.-2в), обеспечивают формиро- 30 обеспечивается потенциалом низкого вание на выходе первого инвертора 7 логического уровня, поступающим с выхода второго счетчика 9 на первые входы двухвходовых элементов И 4.

По окончании дребезга контактов тельности импульсов дребезга не пре- gg после выключения первого выключателя вьипают интервала времени t in|-T.r выходе п-входового элемента ИЛИ определяемого его коэффициентом m пересчета, содерткимое тп (фиг.29) персоответствующих отрицательных импульсов, разрешающих работу первого счетчика 5, но, вследствие того, что дливого счетчика 5 за время дребезга

3 устанавливается потенциал низкого логического уровня, разрешающий работу второго счетчика 9, который осу- контактов не достигает значения (нап- 40 ществляет подсчет поступающих на его ример, т,4), обеспечивающего уста- счетный вход тактовых импульсов. новку на его выходе потенциала высокого логического уровня. Через интервал времени . Т

По окончании дребезга контактов (например, tj.,8 мс), определяемый после включения выключателя 1 с выхо- 45 коэффициентом пересчета тп (например, да первого инвертора 7 на установочный вход первого счетчика 5 поступает потенциал низкого логического уровня, первый счетчик 5 осуществляет подсчет поступающих на его счетный вход тактовых импульсов, и через интервал времени ,- Т, (например, t., 8 мс) на его выходе устанавливается

т,,) второго счетчика 9 (фиг,2ж).

на его выходе устанавливается потенциал высокого логического уровня (фиг.2), который, поступая на его

50 вход блокировки счета, осуществляет блокировку последующего подсчета тактовых импульсов и разблокирует контакты выключателей 1, разрешая прохождение вькодных сигналов выключатепотенциал высокого логического уровня, который, поступая на его вход блокировки счета, обеспечивает блокировку последующего подсчета тактовых импульсов. На выходе второго инвертора 8 при этом устанавливается потенциал низкого логического уровня (фиг,2в) .

При выключении первого выключателя 1 (фиг.2а, момент времени t) спад первого импульса, обусловленного дребезгом контактов, формируемого на выходе п-входового элемента ИЛИ 3, обеспечивает формирование на выходе первого инвертора 7 соответствующего фронта, осуществляющего сброс в исходное состояние первого счетчика 5, на выходе которого устанавливается потенциал низкого логического уровня.

При этом на выходе второго инвертора 8 формируется фронт (фиг,2е), который

15 При этом на выходе второго инвертора 8 формируется фронт (фиг,2е), который,

0

поступая на динамический С-вход первого D-триггера 2, обеспечивает сброс его в исходное состояние (фиг.2k.) и установку на его выходе потенциала . низкого логического уровня. Импульсы, обусловленные дребезгом контактов при

25 на установочный вход второго счетчика 9, исключают возможность установки на

выключении, формируемые на выходе л-входового элемента ИЛИ 3, поступая

на установочный вход второго счетчика 9, исключают возможность установки на

(например, tj.,8 мс), определяемый коэффициентом пересчета тп (наприме

т,,) второго счетчика 9 (фиг,2ж).

(например, tj.,8 мс), определяемый 45 коэффициентом пересчета тп (например,

на его выходе устанавливается потенциал высокого логического уровня (фиг.2), который, поступая на его

50 вход блокировки счета, осуществляет блокировку последующего подсчета тактовых импульсов и разблокирует контакты выключателей 1, разрешая прохождение вькодных сигналов выключате55 лей 1 (фиг.2а,-), представляет собой интервал времени от момента включения одного из п выключателей 1 до момента установки потенциала высокого логического уровня (фиг.2., момент време.5. .1

ни t), на выходе второго счетчика 9 После выключения этого выключателя.

Если время, в течение которого контакты замкнуты, превьшшет интервал времени t.,m/ Т (например.

„ , сц,. -т t 8 мс)5 моменты установки в единичное и нулевое состояние D-тригге- ров 2, формирующих выходные логические сигналы, определяются моментами включения и выключения соответствующих выключателей 1. Быстродействие устройства в этом -случае является максимально возможным как при включении, так ..и при выключении любого из п выключателей.

В том случае, если время, в тёче- которого контакты выключателя 1 замкнуты, сравнимо с временем дре

5 ет сброс в исходное состояние перво Dтриггера 2, обеспечивая установку на его выходе потенциала низкого л гического уровня (фиг.2,U,к, момен времени t). При-этом устройство

безга контактов и не превышает интер- 20 обеспечивает формирование выходных

вал времени

tc4.V

Т (например, в

быстродействующих контактных датчиках) , потенциал высокого логического уровня устанавливается на выходе соответствующего, например, первого П-триггера 2 в момент времени, определяемый фронтом первого импульса, обусловленного дребезгом контактов при включении (фиго 20, момент времени t.). При таком кратковременном замыкании контактов выключателя 1 каждый из положительных импульсов, обусловленных дребезгом, формируемых на выходе первого инвертора 7, осуществляет сброс первого счетчика 5, и за время, в течение которого контакты замкнуты, содержимое первого счетчика 5, производящего подсчет тактовых импульсов, не достигает значения, обеспечивающего установку на его выходе потенциала высокого логического уровня (фиг.2а,9,е, интервал времени t - tj). После выключения выключателя 1, по окончании дребезга кйнтак- тов, через интервал времени

25

30

35

40

(например, t 8 мс) на выходе второго счетчика 9 устанавливается потенциал высокого логического уровня, фронт которого осуществляет запуск узла 10 выделителя фронта.

. Узел 10 выделителя фронта, выполненный в виде D-триггера, информационный D-вход которого соединен с шиной высокого логического уровня, а прямой выход - с R-входом, работает следующим образом.

При поступлении фронта на динамический С-вход D-триггера выделителя 10 фронта сигнал на его прямом выходе

45

50

55

логических сигналов, свободных от дребезга контактов, даже в тех случ ях, когда время, в течение которого контакты любого из ft выключателей замкнуты, сравнимо с временем их д безга.

,Предлагаемое устройство позволя устранять дребезг контактов в широ диапазоне длительности дребезга н жатия и отжатия - вплоть до сп шного дребезпа входного сигнала. Обеспечивается высокая точность фо мирования выходного сигнала относи тельно первых фронтов надаатия и отжатщ входного сигнала. При эт устройство надежно блокирует входн сигналы на время нажатия одного из выключателей, что исключает сбои в работе при одновременном нажатии б лее чем одного выключателя.

Формула изобретени

1i Устройство для взаимной блок ровки и защиты от дребезга контакт содержащее п выключателей, входные контакты которых подключены к шине высокого логического уровня, первы счетчик, п D-триггеров, п-входово элемент РШИ, п двухвходовых элемен И, выходы которых соединены с вход соответствующих D-триггеров, генер тор тактовых импульсов, отлич ющееся тем, что, с целью пов шения надежности и точности, в нег введены первый и второй инверторы, узел выделения фронта и второй сче чик, установочный вход которого со динен с входом первого инвертора и

повторяет логический сигнал - потенциал высокого логического уровня, поступающий на его информационный

D-вход. Через интервал времени, равный задержке переключения, сигнал, поступающий с выхода на К-вход-В- триггера, осуществляет его сброс в исходное состояние, обеспечивая формирование на прямом выходе короткого положительного импульса.

Короткий выходной импульс (фиг.2ц) узла 10 выделителя фронта, поступая на R-входы D-триггеров 2, осуществляет сброс в исходное состояние первого Dтриггера 2, обеспечивая установку на его выходе потенциала низкого логического уровня (фиг.2,U,к, момент времени t). При-этом устройство

обеспечивает формирование выходных

5

0

5

0

5

0

5

логических сигналов, свободных от дребезга контактов, даже в тех случаях, когда время, в течение которого контакты любого из ft выключателей замкнуты, сравнимо с временем их дребезга.

,Предлагаемое устройство позволяет устранять дребезг контактов в широком диапазоне длительности дребезга нажатия и отжатия - вплоть до сплошного дребезпа входного сигнала. Обеспечивается высокая точность формирования выходного сигнала относительно первых фронтов надаатия и отжатщ входного сигнала. При этом устройство надежно блокирует входные сигналы на время нажатия одного из выключателей, что исключает сбои в работе при одновременном нажатии более чем одного выключателя.

Формула изобретения

1i Устройство для взаимной блокировки и защиты от дребезга контактов, содержащее п выключателей, входные контакты которых подключены к шине высокого логического уровня, первый счетчик, п D-триггеров, п-входовой элемент РШИ, п двухвходовых элементов И, выходы которых соединены с входами соответствующих D-триггеров, генератор тактовых импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и точности, в него введены первый и второй инверторы, узел выделения фронта и второй счетчик, установочный вход которого соединен с входом первого инвертора и

выходом n-входового элемента ИЛИ, при этом счетный вход второг о счетчика соединен со счетным входом первого счетчика и подключен к выходу генера- тора тактовых импульсов, выход второго счетчика соединен со своим же входом блокировки счета, входом узла выделителя фронта и с первыми входами п двухвходовых элементов И, вторые входы которых соединены с соответствующими входами п-входового элемента ИЛИ и подключены к выходным контактам соответствующих п выключателей, а выход узла выделителя фронта соединен с R-входами п D-триггеров, информационные D-входы которых подключены к шине логического нуля, а динамические С-входы п D-триггеров соединены с выходом второго инвертора, при этом установочный вход первого счетчика подключен к выходу первого инвертора а выход первого счетчика соединен с своим же входом блокировки счета и подключен к входу второго инвертора.

2. Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что узел выделителя фронта выполнен в виде D-триг- гера, информационный D-вход которого подключен к шине логической единицы, а прямой выход соединен с R-BXO- дом, причем динамический С-вход и прямой выход являются соответственно выходом и выходом узла выделителя фронта.