Устройство для сопряжения ЭВМ с абонентами Советский патент 1989 года по МПК G06F13/00 

3

граммируемый счетчик-таймер 7, преобразователь 8 кода в частоту, фор- мирогзатели 9, 10 импульсов, триггер 13, мультиплексоры 14, 15, регистры 16, 17, элементы И 18, 19. Устрой iso

)

ство в занисимости ог варианта про- граммирОЕЛиия осуществляет ввод или вывОд час1Ч)тио-врекенньгх сигналов различного вида и спектра. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при разработке управляющих микроЭВМ, работающих в составе АСУ ТП. Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет реализации ввода-вывода в ЭВМ сигналов более широкого спектра. Устройство содержит блок 2 управления, генератор 3 импульсов, делитель 4 частоты, блок 5 арбитража запросов на обслуживание, группу каналов 6. Каждый канал 6 имеет программируемый счетчик-таймер 7, преобразователь 8 кода в частоту, формирователи 9, 10 импульсов, триггер 13, мультиплексоры 14,15, регистры 16,17, элементы И 18,19. Устройство в зависимости от варианта программирования осуществляет ввод или вывод частотно-временных сигналов различного вида и спектра. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при разработке управлянгщих микро-ЭЯМ, работающих в составе АСУТ11

На фиг, представлена блока-схема устройства; на фиг,2 - схема блока управления; на фиг.З- 7 - временные диаграммы работы устройства.

На фиг,1 представлена системная шина ЭВМ 1, блок 2 управления,, гене- ратор 3 импульсов, делитель 4 частоты, блок 5 арбитража запросов на обслуживание, группу каналов 6, программируемый счетчик-таймер 7,, преобразователь 8 кода в частоту,, лер- вый, второй сЬормирователи 9 и 10 им- льсов, первый, второй частотные входы канала и 12, триггер 13, первый, второй мультиплексоры 14 и 15, первый, второй регистры 16 и 17, первый, второй элементы И 18 и 19, первый, второй частотные выходы 20 и-2J канала.

Блок 2 управления содержит (фиг,2) второй, первый элементы 22 и 23 срав- нения, второй блок элементов НЕ 24, элемент И-НЕ 25, дешифратор 26, второй, первый элементы НЕ 27 и 28, первый блок элементов НЕ 29, второй 30 и первый 31 блоки переключателей.

Блок 5 арбитража внутренних запросов на обслуживание можете быть выполнен известным способом, программируемый счетчик-таймер 7 может, например , являться ьшкросхемой КР580ВИ53, преобразователь кода в частоту - К155ИЕ8.

Устройство работает следующим образом,

Информационное в заимодейс тЕ:Ие устройства с ЭВМ (задание команды,, запись выводимой и чтение вводимой информации) осуществляется пс системной информационной шине 1. После включения электропитания ЭВМ производит в каждом канале настройку программируемого счетчика-таймера 7 на режим однотактной или периодической работы (режим О и 3 для К580ВИ53),,

0

0 5 0

с 0

0

5

занося в него соответствующее управ- ляю05ее слово, настройку мультиплексоров 14 и 15 на нужный режим и диапазон преобразования,, занося в регистры 12 и 13 соответствующие коды, а также другие операции начальной установки,

Обмен информацией устройства и ЭВМ производится преимущественно в режиме прерывания по сигналам внутренних запросов на обслуживание. При этом блок арбитража внутренних запросов воспринимает сигналы как с выходов, так и с входов счетчиков- таймеров всех каналов. Сигналы внутренних запросов на обслуживание, снимаемые с выходов счетчиков-таймеров индицируют окончания процессов преобразования при выводе, а сигналы с входов (выходы мультиплексоров 14) окончание процессов преобразования при вводе частотно-временных сигналов. Далее последовательность работы каждого канала и его взаимодействия с ЭВМ зависят от запрограммированного режима работы конкретного канала.

При выводе сигналов, представленных длительностью импульсов (фиг.З), счетчик-таймер 7 программируется от ЭВМ на режим однократного срабать - вания (режим О для К580ВИ53), на его счетный вход через мультиплексор 15 подаются импульсы той или иной постоянной частоты, поступающие с одтго- го из выходов делителя 4 частоты и определяюище диапазон длительностей вьщаваемых сигналов, а на выход мультиплексора 14 пропускается по- стоян1п 1й разрешающий потенциал (1). Величина длительности выводимого им1:ульса задается из ЭВМ путем записи в счетчик-таймер 7 соответствующего кода, В момент занесения преобразуемого кода (0) сигнал на выходе 20 переходит в активное состояние (например, переходит из О в 1) инаходится в Э7 ом состоянии, пока счетчик-таймер 7, декременти- руясь, не достигнет нулевого состоя51

ичя. к момет обпу.гтптия счетчика- таймера 7 сигнал на ныходс 20 возвращается в Hcxo/iFioe пассивное состояние (переходит из 1 в О). Таким обраяом, на выходе 20 формируется импульс, длительность которого нропорциональна занесенному из ЭВМ коду.

В этом же режиме на выход 21 через элемент И 19 выдается начка счетных импульсов, количество которых равно занесенному из ЭВМ коду, т.е. реализуется вывод число-импульсных сигналов (N).

По окончании вывода t или N (конец преобразования) задний фронт сигнала с выхода снетчика-таймера 7 поступает на блок 5 арбитража внутренних запросов на обслуживание и после реализации арбитража с другими возможными источниками запросов по каналу прерывания сигнализирует ЭВМ об окончании текущего вывода и возможности приема следующего задания по данному каналу.

Если счетчик-таймер 7 будет запрограммирован от ЭВМ на режим периодической работы (режим 3 для К580ВН53) на выход 20 будет выводиться сигнал, период которого (Т) пропорционален кодам, заносимым из ЭВМ, т.е. будет -осуществляться преобразование вида код - период, а .с выхода 21 при этом могут сниматься пачки импульсов, количества которых равны половине занесенного числа (фиг.4), Прерывания ЭВМ в этом режиме практически не требуются в силу того, что выводимый сигнал должен быть периодичен (т.е.-быть представлен многими периодами, а не одним).

При выводе сигналов, представленных частотой (F), а точнее сигналов, частота которых пропорциональна заносимому из ЭВМ коду, используется преобразователь 8 кода в частоту (например, микросхема К155ИЕ8), поскольку такое преобразование (пропорциональное, а не обратно пропорциональное) средствами счетчика-таймера 7 не может быть реализовано. При этом преобразуемый в частоту код заносится из ЭВМ в преобразователь 8, а на его выходе сразу же после занесения кода образуется неравномерная последовательность импульсов, средняя частота которых пропорциональна занесенному коду F(Q). Эти импульсы

38О 7, 6

через мультиплексор 15 и элемент И 18 поступают на счетный вход счетчика-таймера 7, который в этом случае выполняет функцию делителя частоты, коэффициент деления которого задает необходимые диапазоны частот выводимых сигналов. Кроме того, счетчик- таймер 7 на выходе собственно пре1Q образователя 8 кода в частоту превращает неравномерные последовательности входных импульсов (с выхода преобразователя 8) в более равномерные, причем тем более равномерные,

15 чем больше коэффициент пересчета задается счетчику-таймеру 7. При выводе частоты использование режима прерывания ЭВМ не требуется по тем же причинам, что и при выводе перио20

При вводе частотно-временных

сигналов в ЭВМ через мультиплексор 15 пропускаются счетные импульсы либо стабильной частоты с выходов

25 делителя частоты, либо импульсы, поступающие извне для преобразования и ввода в ЭВМ с входа 12, а через мультиплексор 14 - сигналы, разрешающие прохождение счетных импульсов

3Q с выхода мультиплексора 15 на счетный вход счетчика-таймера 7, причем эти сигналы либо имеют стабильную периодичность и вырабатываются делителем 4, частоты, либо являются входными сигналами, подлежащими преобразованию и вводу в ЭВМ и поступающими с входа 11. Выходы мультиплексоров 14 каждого канала подключены к блоку 5 арбитража для формирования сигна35

0

5

лов прерывания ЭВМ по завершении процессов преобразования вводимых сигналов.

При преобразовании длительности импульсов С ; в код (фиг.5) Преобразуемые импульсы подаются через мультиплексор 14, а через мультиплексор 15 подаются импульсы стабильной частоты.

Элемент И 18 пропускает на вход счетчика-таймера 7 пачку стабильных импульсов, количество которых пропорционально длительности преобразуемого сигнала и. Задний фронт импульса на выходе мультиплексора 14 является сигналом конца преобразования и воспринимается блоком 5 арбитража как запрос на обслуживание данного канала, по которому формируется сигнал прерывания ЭВМ, Приняв сигнал

714

прерывания и вектор прерывания, ЭВМ считмг яет г.одержимое счетчнка-тайме- ра 7 данного кан;1ла, являющееся результатом преобразования длительности вводимого импульса. После этого ЭВМ устанавливает счетчик-таймер 7 в исходное состояние, тем самым подготавливая его к восприятию следующего входного импульса.

При преобразовании количества импульсов N в код на выход мультиплексора 4 пропускается постоянный разрешающий потенциал (1), а через (льтиплексор 15 поступают импульсы подлежащие счету. Счетчик-таймер 7 подсчитывает эти импульсы по мере их поступления. В этом режиме прерывание ЭВМ не производится (кроме Переполнения счетчика), поскольку процесс счета импульсов не имеет завершения (т.е. конда преобразования), а ввод информации в ЭВМ производится путем программного опроса счетчика-таймера 7,

При преобразовании и вводе н ЭВМ сигналов, представленных периодом Т, (фиг.6), триггер 13 формирует из входных импульсов периодические потенциалы, длительность которых и пауза между ними равны.периоду вводимого сигнала. Разрешающие потенциалы с выхода мультиплексора 14 разрешают прохождение импульсов стабильной частоты с выхода г-гультиплексора 15 через элемент И 18 на вход счетчика- таймера 7. По окончании разрепдаю- щего потенциала на выходе мультиплексора 14 (переход его из 1), входе блока 5 арбитража формируется сигигш прерывания ЭВМ, свидетельствующий об окончании процесса преобразования По этому сигналу ЭВМ считывает содержимое счетчика-таймера 7 (результат преобразования) и устанавливает его в исходное состояние, подготавливая к следующему преобразованию. Следующее преобразование произойдет после окончания паузы, равной также; периоду преобразуемого сигнала. Преобразование сигналов и ввод в ЭВМ происходит периодически с перидом, равным удвоенному значению периода входного сигнала.

Преобразование и ввод сигналов, представленных частотой F (фиг.7), происходит аналогично преобразованию Ту, за исключением того, что через- мультиплексор 14 подаются импульсы,

а

дпительног: ти которых , . . . Т , а также паузы между ними равны времени измерения (наприме), 1с), а через мультиплексор 5 - импу.иьсы преобразуемой частоты. Преобразг)вание час тоты в код и ввод в ЭВМ происходит периодически с перидом, равным удвоенному значению времени измере1П1Я.

Кроме описанных основных видов преобразований и ввода-вывода частотно-временных сигналов, устройство позволяет путем комбинирования входов и вьгходов одного или нескольких каналов выполнять ряд других частотно- временных преобразований без привлечения до по.л ни тельных технических средств, в том числе: организацию таймеров и часов, задатчиков временных меток для ЭВМ, управляемых целителей внешних частот, преобразователей сдвига фаз в код, преобразователей отношений частот и периодов в код, устройств управле П1я шаговыми двигателями и др.

Ф о

ула изобретения

0

5

0

5

0

5

rif MpUT И, npn H t-i и каждом кшьчлг

1-1Иф 1|-1М; ||иОШ1ЬИ | ПХ(1Я-В(.1ХОД , ВХГ1Д ЧТ. ИИ - и 11(рпыГ1 зяпнг.и клна.па с( р- дипеиы сооч яетгтвеино г информлднон- иым вхпдом-т гх одом, с входом чтения и входс м тяписи программируемого счетчика-таймера, первый, второй частотные входы каилдя соединеям г, вход ми пе.рпого, второго формирователей н пульсс1В соответственно, о т л и - чающееся тем, что, с целью расигирения области применения, в нет о введены блок арбитража запросов на обслуживание и делитель частоты, а в каждый канал групды введены первый, второй мультиплексоры, первый, BTOpopi регистры, преобразователь кода в частоту, триггер и второй элемент И, причем (п + )-й выход чтения блока управления соединен с входом синхронизанли блока арбитража запросов на обслуживание, первый, второй входы i-й (i 1, п) группы входов запроса и выход прерывания которого соединены соответственно с первым, вторым выходами запроса i-ro канала группы и с выходом устройства для подключения по входу прерывания ЭВМ, выход генератора импульсов соединен с входом делителя частоты, первая, вторая группы выходов которого - соединены соответственно с первой, второй группами входов синхронизации каждого канала группы, с второго по четвертый выходы второй группы выходов записи блока управления соединены соответственно с входами записи с второго по четвертый i-ro канала группы, причем в каждом канале группы информационный вход-выход канала соединен с информационными входами первого, второго регистрой и преобразователя кода в частоту, с второго по четвертый входы записи канала соединены соответственно с входами синхронизации первого, второго регистров и преобразователя кода в частоту, первая, вторая группы входов синхронизации канала соединены с группами информационных входов соответственно первого, второго мультиплексоров, выход первого формирователя импульсов соединен с первым информационным входом Первого мультиплексора и со счетным входом триггера, выход которого соединен с вторым т ифopмaциoн- ным входом первого мультиплексорам

)0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

T peTHff инфорМсИП ИП1 -чГ вход кот(трО1О.

СОРДЯНРН с UillHlir, П ГИ З. СКС Г ОЛИНИЦЫ

устройства, вг; р:ч-о влтеля имиулыпп согдииен с первым информационным нходом второго муль- тигглекгоря, рторог), третий информа- ияо1{ные ,аы к оторот о соединены сг) 7 с первым, BTOpbR i вы- хоЛ Чми преобразователя кола в час- тотл , т ыходы перпого, пторого ре- гигтроя с :1единены соответственно с управляю№1 И входами первого, второго мультиплексоров, выхо;л HfpBor o мультиплексора соединен с первым входом первого элемента И и с первым выходом запроса каната, выход вто- мультиплексора соеди7 ен с вторым- входом первого элеьюнта И, выход которого I соединен с первым входом второго элемента И и с входом синхронизации программируемого счетчика- таймера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, с вторым выходом запроса канала и с первым частотным выходом канала, второй частотный выход которого сое- с выходом второго элемента II,

2, Устройство по п.i, о т л и - чающееся тем,что блок управления содержит первый, второй блоки элементов НЕ, первый, второй элементы НЕ, первый, второй блоки переключателей, первый, второй элементы сравнения, элеьшнт И-НЕ и депгифратор, причем первый, второй входы группы адресных входов блока соединены соответственно с первым, вторым входами деш1- фратора, с второго по пятый входы группы адресных входов блока через первый блок элементов НЕ соединены с первой группор информаци-онных входов первого элемента сравнения, с шестого по девятый входы группы адресных входов блока через второй блок элементов НЕ соединены с первой группой информационных входов второго элемента сравнения, входы первого , второго блоков переключателей соединены с шиной нулевого потенциала устройства, выходы первого, второго блоков переключателей соединены соответственно с вторыми группами информационных входов -первого, второго элементов сравнения, вход синхронизации адреса группы управляю- пц-гк входов блока через первый элемент НЕ соединен с первыми управляющими входами первого, второго

сравнеиня, вторь1е и третьи входь: которого соединены с игиной нулево1 о потенциала устройства, вход1з1 чтения и записи г руппы управляюошх входов блока соединены соответственно с третьим, четвертым входами дешифратораj выходы первого, второго элементов сравнения соединены соответственно с

первым, вторым холами плрмента И-11К, выход KOTonoi O fcie;n-;iu- Ff с пятым входом деил фратора и чере второй элемент 1К с яшстым входом дешифратора, первая, вторая группы выходов которого соеди нены соответственно с первой, второй группами выходов бдока.

„I

JTJnJTJTlJTJTJT

Запись Qi22jJ

Вы)(.од

/ п п п п п

прерывание ЭВМ /

ЛJlJ JlJTJ JlJПJПJlJП гLП

j 7/7i/r i 22

Выкод 21

Вход /;ГГл;1 ,

Jirmjmjmruiririruim

/- ппплпппппп

Прерывание ЭВМК

Фиг. 5

Фиа.З

Фиг.

ВходП(Т)

rL

Выходы /J,;

r/...f 8ы)(од 18 Преры8инил ЭВМ

2 Г лЛШ11 ШЖи1111Ш1ШШШ1Ш

т

7/J ciii3im

г-ти.|1|Щ.

Выход 1В

Прерыбанил ЭВМ&

Гх

-

imiui

fc s. 7