Устройство для ввода информации Советский патент 1989 года по МПК G06F3/05 

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике- и может быть использовано в системах управления динамическими, объектами, в частности газотурбинными двигателями, для ввода информации о параметрах объекта в управляющую ЦВМ.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

На фиг. представ.лена структурная схема устройства; на фиг. 2 - схема блока сравнения.

Устройство содержит (фиг. I) коммутатор 1, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, регистр 3, первый элемент ИЛИ 4, блок 5 упра-вления, второй элемент ИЛИ 6, триггер 7, третий элемент ИЛИ 8, элемент И 9, группу регистров 10, блок II сравнения, четвертый элемент ИЛИ 12, счетчик 13. Позициями 14-23 на фиг. I обозначены входы и выходы устройства.

Блок сравнения содержит сумматор 24, первый 25, второй 26 и третий 27

узлы сравнения, элемент НЕ 28, элемент 29 задержки, элемент ИЛИ-НЕ 30 (фиг. 2).

Блок 11 осуществляет сравнение цифровых кодов d, dj на своих информационных входах. Сравнение происходит при единичном сигнале конца преобразования (КП) с выхода АЦП 2, поступающем на управляющий вход блока 11. Сигналы на первом, втором, третьих выходах блока 11 появляются ;соответственно в следующих случаях .d2 - d, О, и, - d, 1, d-j - di -1 .

Сигнал на четвертом выходе блока 11 появляется в случае отсутствия при сигнале КП единичного сигнала на одном из первых трех его выходах, что .соответствует случаю Ida .т.е. сбою. Элемент 29 обеспечивает задержку фронта (1/0) сигнала КП с выхода элемента НЕ 28 на время задержки считывания узлов 25-27 сравнения и предотвращает появление ложных сигналов на выходе элемента ИЛИ- ;НЕ 30.

Блок 5 управления представляет собой распределитель импульсов - счетчик с дешифратором на выходе. По сигналу на втором входе блока происходит сброс счетчика. По сигналам на .первом входе блока последовательно появляются сигналы на его 1...п выходах, обеспечивая опрос всех входных сигналов и запись 1 старших разрядов их кодов в соответствующие регистры 10.

Запись в регистр 3 происходит по единичному сигналу КП, считывание - |п6 единичному сигналу.на входе считывания, а сдвиг информации - по фронту (1/0) этого сигнала, что обеспечивает сдвиг информации вправо в регистре 3 после каждого цикла чтения ЦВМ информации из регистра 3.

.Временная диаграмма сигналов на управляющих входах устройства соответствует временной диаграмме интерфейса микроэвм Электроника-60.

В цифровой системе автоматического управления динамическим объектом разрядность (m+l) цифрового кода вводимых сигналов определяется требуемой точностью цифрового представления входных аналоговых сигналов. В основу работы устройства положен тот факт, что за период дискретизации величины входных сигналов х . изменяются лишь на несколько -единиц младших разрядов. Величина максимального изменения вводимых за период дискретизации сигналов х , определяется как

fax

1 макс

, I ( t,

5

о

5

0

5

0

5

0

5

что соответствует единице (m+l) разрядка (m+l)-разрядного кода, формируемого АЦП 2, причем m+l . Это имеет место при переходе системы автоматического управления от одного устойчивого состояния к другому.- Большую часть времени система автоматического управления находится в релсиме стабилизации, в котором изменения входной величины

|(ЗХ ; I |ЛХ,-;кс,КС I

Это дает возможность на каждом .такте дискретизации вводить лишь младшие m разрядов кода входного сигнала, производя лишь в случае необходимости (изменение (ш+1)-разряда по сравнению с значением на предшествующем такте ввода) -коррекцию старшей части вводимого сигнала, хран-я- ш;егося в-памяти ЦВМ.

При работе.устройства ввода возможны, сбои, при которых за период дискретизации изменения входных сиг- , налов соответствуют Id X; I 7 Мх,-„„цс1.. Устройство обеспечивает выявление и устранение сбоев.

Устройство работает следующим образом,

.После включения питания на входе 14 устройства появляется короткий импульс,, обнуляющий счетчик 13, блок 5 и устанавливающий триггер 7 в единичное состояние.

Режим начального прогона.

Режим начального прогона имеет место после включения питания и обеспечивает первоначальную запись достоверных значений 1 старших разрядов кодов преобразованных входных анало- . говых сигналов в соответствующие регистры 10.

По линии 16 запуска ЦВМ запускает АЦП 2, который производит преобразование первого входного сигнала, по окончании которого передним фронтом (0/1) сигнала КП происходит запись кода, сформированного АЦП 2, в регистр 3, а блок 11 переводится в активный режим. Коды ка информационных

5

входах блока 11 (случайная информа- ция, записанная в регистры 10 и 1 старших разрядов кода входного сигнала) с вероятностью р - 1 удовлетво- ряют неравенству Id, - , что расценивается как сбой и приводит к появлению сигнала на четвертом выходе блока 1 . В ином случае (Ы - - d ) появляется сигнал на од- ном из первых трех выходах блока 11 и соответственно на одном из трех первых управляющих выходах устройства 20 - 22. По заднему фронту (1/0)

сигнала КП происходит запись в соот- 15 прерывания управляющая ЦВМ лишь раз

ветствующий номеру входного сигнала регистр 10 1-старщих разрядов кода АЦП 2, а по сигналу с четвертого выхода блока 11 - перезапуск АЦП 2. Аналогичная процедура происходит при сбое работы АЦП 2.

Постоянные сбои приводят к переполнению счетчика 13 и появлению сигнала на четвертом управляющем выходе 23 устройства, сообщающего ЦВМ о неисправности устройства по данному информационному входу. При исчезновении сбоев до переполнения счетчика 13, процесс перезапуска прекращается и появляется сигнал на первом, втором или третьем управляющем вьгходе 20-22 устройства, поступающий в ЦВМ и являющийся для последней запросом прерыва:ния.

По первому, второму или третьему сигналу 20 - 22 прерывания в режиме начального nporoifa ЦВМ осуществляет ввод полного (т+1)-разрядного кода входного.сигнала с группы младших выходных разрядов регистра 3 в ЦВМ.- Достигается это за счет сдвига вправо .после каждого считывания информации из регистра 3, что позволяет ЦВМ после дополнительных 1 считываний получить все, включая и 1-старших, разряды кода входного сигнала. Аналогично осуществляется начальный прогон по остальным входным сигналам. После этого ЦВМ вновь вырабатывает сигнал на линии запуска, что приводит к появлению сигнала на п+1 выходе блока 5, который сбрасывает триггер 7 и запрещает элемент И 9. начального прогона закончен.

Рабочий режим..

Функционирование устройс-тва в рабочем режиме аналогично функционированию в режиме начального прогона отличаясь следующими особенностями

Элемент И 9 закрыт. Перед новым циклом опроса входных сигналов в регистрах J О хранятся достоверные значения 1-старших разрядов всех входных сигналов на предыдущем такте дискретизации, записанные по заднему фронту сигнала на первом, втором или третьем выходе блока 1. Новый цикл ввода входных сигналов начинается с выдачи ЦВМ сигнала по линии начальной установки, сбрасывающего блок 5. По сигналу, сбрасывающему блок 5, на первой, второй, третьей линиях

считывает информацию из регистра 3, получая значения га младших разрядов вводимого входного сигнала. По сигналу прерывания с первой линии 20

прерывания ЦВМ не производит коррекцию ячейки памяти, в которой содержатся старшие 1 разрядов кода. По сигналу прерывания по второй линии 21 прерывания ЦВМ инкрементирует, а с

третьей 22 - декрементирует содержание данной ячейки памяти. Т ем самым ЦВМ получает информацию о полном т+1 разрядном коде вводимой величины.

0

5

0

5

0

5

Таким образом, предлагаемое устройство повышает надежность ввода, поскольку обеспечивает обнаружение и устранение сбоев при преобразовании входных сигналов, а уменьшение разрядности вводимой информации дополнительно позволяет уменьшить аппаратные затраты.

Формула изобрете н.и я

о

1. Устройство для ввода информации, содержащее коммутатор, аналого- цифровой преобразователь, блок управления, блок сравнения, счетчик, регистр, триггер и элемент И, информационные входы коммутатора являются информационными входами устройства, вход запуска блока управления является входом запуска устройства, выходы группы блока управления соединены с адресными входами коммутатора, выход которого соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, информационные выходы первой и второй групп которого соединены с информационными входами регистра, выходы которого являются информационными выходами устройства, информационные входы первой группы блока

сравнения соединены с информационными входами первой группы аналого-цифрового преобразователя, первьй вход элемента И соединен с управляющим выходом аналого-цифрового преобразователя, отличающееся тем что, с целью повыщения надежности устройства, в него группа ре 1 истров, четыре элемента ИЛИ, первый дход первого элемента ИЛИ является йходом начальной установки устройства, вторые входы первого и третьего й лементов ИЛИ и вход установки триггера являются входом сброса устрой- 4тва, первые входы второго и третье- ifo элементов ИЛИ соединены с входом Запуска блока управления, вход сбро- 4а которого соединен с выходом пер- 4ого элемента ИЛИ, вьпсод блока управ 4ения соединен с входом сброса триггера, выход которого соединен с вто- |1ым входом элемента И, вход записи 1| егистра и управляющ,ий вход блока уравнения соединены с управляющим ыходом аналого-цифрового преобра- 4ователя, вход сдвига регистра является входом считывания устройства, нформационные входы регистров группы соединены с информационными выходами первой группы аналого-цифрового преобразователя, входы разрешения регистров группы соединены с соответствующими выходами группы блока управления, выходы регистров группы соединены с информационными входами второй группы блока сравнения, первый, второй и третий выходы блока сравнения соединены с первым, вторым

и третьим входами четвертого элемента ИЛИ и явл яются первым, вторым и третьим управляющими выходами устройства соответственно, четвертый выход блока сравнения соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и со счетным входом счетчика, выход которого является четвертым управляющим выходом устройства, выход элемента И соединен с четвертым входом четвертого элемента ИЛИ, выход кото- pol o соединен с входами записи регистров группы, выход третьего элемента 1ШИ соединен с входом сброса : счетчика, выход второго элемента.ИЛИ соединен с входом запуска аналого- цифрового преобразователя. ,

2; Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что блок сравнения содержит сумматор, три узла сравнения, элемент ИЛИ-НЕ, элемент НЕ, элемент задержки, входы первой и второй групп сумматора являются

информационными входами соответственно первой и второй групп блока, выходы сумматора соединены с входами узлов сравнения, выходы которых соединены соответственно с первым.,

вторым и третьим входами элемента ИЛИ-НЕ и являются первым, вторым и третьим выходами блока, вход элемента- НЕ является управляющим входом блока, выход элемента НЕ соединен с входами разрещения узлов сравнения и через элемент задержки с четвер- тым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого является четвертым выходом I блока.

V

V

25

20

26

Изобретение относится к вычислительной .технике и автоматике и может быть использовано для ввода аналоговой информации в цифровые вычислительные машины, работающие в реальном масштабе времени в системах автоматического регулирования динамических объектов. Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет обнаружения и устранения сбоев при преобразовании входных сигналов и уменьшения аппаратных затрат вследствие уменьшения разрядности вводимой информации. Устройство содержит блок управления, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, регистр, блок сравнения, группу регистров, счетчик, триггер, элементы ИЛИ, элемент И. Сущностью изобретения является то, что при опросе входных сигналов в ЦВМ вводятся только младшие разряды кода преобразования. Кроме того, в процессе преобразования входных сигналов производится анализ старших разрядов кода преобразования с результатом предыдущего преобразования. На основании анализа устройство формирует сигналы, информирующие ЦВМ о направлении изменения параметра или о сбое в работе устройства, который может привести к перер егулированшо объекта ; управления. В результате повьшается надежность устройства. I з.п. ф-лы, 2 ил. § (Л CZ