Многокоординатная система программного управления Советский патент 1989 года по МПК G05B19/18 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к системам автоматического управления, и может быть использовано для программного управления промышленными роботами.

Цель изобретения - упрощение системы за счет сокращения аппаратных затрат.

Сущность изобретения заключает- ся в том, что один программатор с блоком обработки прерываний заменяет несколько реверсивных счетчиков.

На фиг.1 представлена функциональная схема системы; на фиг.2 - временная диаграмма работы блока определения направления движения.

Система (фиг.1 и 2) содержит блок 1 управления, привод 2 рабочего органа и датчик 3 перемещения, включающий группу датчиков 4 импульсов, число которых соответствует числу координат, связанных механически с приводом 2 рабочего органа, группу блоков 5 определения направления движения, причем каждый блок 5 определения направления движения включает инвертор 6, первый 7 и второй 8 D- триггеры, программатор 9, группу выходных регистров 10 по каждой координате, блок 11 памяти, блок 12 формирования управляющих сигналов, генератор 13 тактовых импульсов, блок 14 приоритетных прерываний и дешифратор 150

Јь -ч

Ј СП

СО СО

Конфигурация системы связана с типом применяемого программатора, в качестве которого можно использовать микросхему типа К580ИК80А.

Система работает следующим образом.

При движении привода 2 рабочего органа в том или ином направлении по каждой координате на выходах соответствующего датчика 4 импульсов формируются две серии (А, Б,фиг.З) прямоугольных импульсов,сдвинутые относительно друг друга на 90 °. В левой части фиг,3 а показано опережение фазы серии А относительно серии Б на 90 , а в правой части f - отставание серии А относительно серии Б на 90°.

Опережение или отставание фазы одной серии относительно другой определяются направлением движения привода рабочего органа по соответствующей координате.

Одна из серий импульсов (А) поступает на синхровходы D-триггеров 7 и 8 так, что в моменты прохождения передних фронтов этих импульсов t,, t э, 15, t -, происходит запись в триггеры состояний на их D-входах. В эти моменты состояния н D-входах первого и второго D-триггеров всегда противоположны, так как один подключен к входу, а другой - к выходу инвертора 6. В результате на Q-выходе одного или другого D- триггера в зависимости от знака разности фаз серий А и В, т.е. от направления движения привода 2 рабочего органа по соответствующей координате, появляется фронт им-; пульса. В части а фронт появляется на выходе D-триггера 7, в части сГ- на выходе D-триггера 8.

Появляющиеся асинхронно, т.е. независимо друг от друга, на выходах блоков 5 определения направления движения фронты импульсов поступают на входы блока 14 приоритетных прерываний. Каждый такой фронт воспринимается последним как запрос прерывания. Дисциплина обслуживания прерываний может быть различной. Например, если все координаты равноценны с точки зрения необходимост обработки соответствующих сигналов, уровни приоритетов всех запросов прерывания могут быть сделаны равными. В этом случае блок 14 приори

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тетных прерываний обрабатывает их в порядке очереди.

Если в качестве схемы приоритетных прерываний использовать микросхему К589ИК14, то для того,что- бы сделать все входы прерывания рав- ноприоритетными, надо постоянно подавать логический О (заземлить) на входы шифратора приоритетов - контакты 1, 2, 3.

Выдаваемый в начале каждого цикла работы программатора 9 на шину данных байт состояния записывается в блоке 12 формирования управляющих сигналов, в качестве которого может быть применена микросхема системного контроллера КР580ВК28. Запись байта состояния происходит с помощью стробирующего сигнала с выхода SYNG программатора 9, который появляется одновременно с байтом состояния.

Байт состояния определяет характер работы программатора в начавшемся цикле. Блок 12 формирования управляющих сигналов использует три бита из байта состояния: MEMR - Чтение из памяти, OVT - Запись в порт вывода, INTA - Подтверждение прерывания . В зависимости от выполняемых программатором 9 действий в цикле в нужный момент на выходах DBIN (Прием) или WR (Выдача) программатора 9 появляются сигналы. Эти сигналы также используются для формирования выходных сигналов блоком 12.

В паузах между процессами обработки прерываний программатор 9 находится в состоянии останова, и прерывания в нем разрешены - на выходе INTE уровень 1. Поэтому появление фронта импульса на каком-либо выходе блоков 5 определения направления движения вызывает поступление сигнала прерывания на вход INT программатора 9 с одноименного выхода схемы приоритетных прерываний. Начнется цикл работы программатора 9 - он выйдет из состояния останова. Под воздействием сигнала INTAj DBIN, сформированного блоком 12, блок 14 приоритетных прерываний с выходов Q 15 Q7, Q з выдаст на шину данных код прерывания. Этот код воспринимается программатором, как одна из команд рестарта (RSTn, где n 0...7). В результате про раммато тторЬИдет к выполнению соответствующей программы обработки прерывания.

Одновременно код прерывания с выходов Q(, Q1, Q3 блока 14 приоритетных прерываний поступает на входы дешифратора 15, в качестве которого может быть использована микросхема дешифратора К155ВД4. В зависимости от кода на выходах Q , Q, Q3 блока 14 (одна из восьми комбинаций) на одном из восьми выходов дешифратора появится сигнал, который поступит на сбросовый вход D- триггера, который вызвал текущее прерывание. Таким образом D-триггер который переключался, фиксируя изменения на t1 по соответствующей координате, сбрасывается в момент начала обработки вызванного им прерывания и вновь становится готовым к фиксации нового такого же изменения этой координаты. Сигнал же на выходе дешифратора 15 появляется на короткое время - время действия сигнала INTA «DBIN, поступающего на стробирующие входы дешифратора (К155ИД4 - это входы S, и 5г).

Программатор 9 выполняет подпрограмму обработки прерывания. Команды считываются из блока 11 памяти по шине данных в соответствии с адресом, выдаваемым программатором

9на шину адреса. Передача кодов из блока памяти синхронизируется сигналом MEMR DBIN, вырабатываемым блоком 12 формирования управляющих сигналов.

Содержание подпрограммы обработки прерывания заключается в инкремете или декременте содержимого соответствующего выходного регистра. Если содержимое выходных регистров

10дублировать во внутренних регистрах программатора 9, подпрограмма обработки прерывания включает инкремент или декремент одного из вну внутренних регистров программатора

9 и записи его содержимого в соот- ветствующий выходной регистр 10.

Передача из программатора 9 информации по шине данных в выходной регистр 10 синхронизируется сигналом OVT WR, вырабатываемым блоком 12 формирования управляющих сигналов

Использование сигнала .Ш1 для синхронизации записи в выходные регистры 10 означает, что обращение

5

0

5

0

5

0

5

0

5

к ним происходит,как к портам вывода (а не ячейкам памяти). Для упрощения схемы можно так подобрать адреса выходных регистров, чтобы отпала необходимость в дешифраторе адреса.

Каждая подпрограмма обработки прерываний завершается командами разрешения прерывания и останова.

Генератор 13 тактовых импульсов обеспечивает работоспособность системы.

Блок 1 управления асинхронно в произвольные моменты времени опрашивает выходные регистры 10, выдавая на один из своих выходов сигнал опроса. При этом содержимое регистра 10, на MD-вход которого поступил сигнал опроса, выдается на Q-выходы поступает на вход блока 1 управления и используется последним для контроля перемещения привода 2 рабочего органа по соответствующей координате.

Формула изобретения

1. Многокоординатная система программного управления, содержащая блок управления, привод рабочего органа, механически связанный с группой датчиков импульсов, программатор и блок памяти, причем управляющие выходы блока управления соединены с соответствующими входами привода рабочего органа, младшие разряды адресных выходов программатора соединены с адресными входами блока памяти, отличающаяся тем, что, с целью упрощения системы за счет сокращения аппаратных затрат, в нее введены группа блоков определения направления движения, группа выходных регистров, блок формирования управляющих сигналов, генератор тактовых импульсов, блок приоритетных прерываний и дешифратор, причем первые и вторые сигнальные выходы датчиков импульсов группы соединены с соответствующими входами соответствующих блоков определения направления движения группы, первые и вторые управляющие выходы которых соединены с соответствующими входами блока приоритетных прерываний, первый управляющий выход которого соединен с первым информационным входом дешифратора и с третьим информационным входом-выходом программатора, вход на запрос прерывания которого соединен с выходом запроса прерывания блока приоритетных прерываний, второй управляющий выход которого соединен с вторым информационным входом дешифратора и четвертым информационным входом-выходом программатора, выход подтверждения прерывания которого соединен с входом подтверждения прерывания блока приоритетных прерываний, третий управляющий выход которого соединен с вторым и третьим управляющими входами дешифратора и с пятым информационным входом-выходом программатора, выход разрешения приема которого соединен с входом разрешения ввода данных блока формирования управляющих сигналов, выход подтверждения прерывания которого соединен с входом разрешения прерывания блока приоритетных прерываний и с первым и вторым стробирующими входами дешифратора, (2п-1)- и 2п-выходы которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами n-го блока определения направления движения, выходы выдачи и синхронизации программатора соединены соответственно с входами готовности записи и входом строба состояни блока формирования управляющих сигналов, выход чтения памяти которого соединен с входом считывания блока памяти, информационные выходы которого соединены с информационными входами-выходами программатора, информационные входы-выходы которого

соединены с информационными входами блока формирования управляющих сигналов, выход записи которого соединен с соответствующими входами выходных регистров, соответствующие входы выбора кристаллов которых соединены с соответствующими разрядами адресных выходов программатора, информационные входы-выходы

которого соединены с информационными входами выходных регистров, информационные выходы которых соединены с соответствующими информационr ными входами блока управления, управляющие выходы которых соединены с входами считывания выходных регистров, первый и второй выходы генератора тактовых импульсов соедиQ йены с соответствующими входами программатора.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок опре5 деления направления движения содержит инвертор, первый и второй триггеры, синхровходы которых являются первым сигнальным входом блока,динамический вход первого триггера соединен с выходом инвертора, вход которого, а также динамический вход второго триггера являются вторым сигнальным входом блока, возвратные входы первого и второго триггеров являются соответственно первым

5 и вторым управляющими входами блока, инверсные выходы первого и второго триггеров являются соответственно первым и вторым управляющими

выходами блока. 0

0

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к системам автоматического управления и может быть использовано для программного управления промышленными роботами. Цель изобретения - упрощение системы за счет сокращения аппаратных затрат. Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее блок управления, привод рабочего органа, группу датчиков, программатор и блок памяти, введены группа блоков определения направления движения, группа выходных регистров, блок формирования управляющих сигналов, генератор тактовых импульсов, блок приоритетных прерываний и дешифратор. Введение новых элементов позволяет существенно повысить число обрабатываемых координат, сократить при этом аппаратные затраты, повысить производительность системы и скорость обработки информации, поступающей от датчиков. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Фае. 7