Цифровые вторичные часы Советский патент 1989 года по МПК G04G13/02 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к вторичным приборам времени, на которые информация о текущем времени поступает от первичных часов в кодированном ввд.е и может быть использовано для цифровой индикации как местного, так и поясного времени.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет установки и индикации поясного времени.

На фиг. 1 представлена структурная схема цифровых вторичных часов местного и поясного времени; на фиг 2.- ,временные диаграммы, поясняющие их работу.

Цифровые вторичные часы местного и поясного времени (фиг. 1) содержат селектор 1 импульсов, декадньш счетчик 2, дешифратор 3, коммутатор 4, цифровые индикаторы 5 и 6 отображения значений соответственно единиц минут и десятков минут текущего времени, RS-триггер 7, двухвходовой элемент 8 совпадения, двухвходовые элементы И 9, 10, декадный счетчик 1 с входами параллельной записи кода, двухвходовой элемент ИЛИ 12, двоичный счетчик 13 с входами параллельной записи кода, дешифраторы 14 и 15 с памятью, цифровые индикаторы 16 и 17 отображения соответственно единиц часов и десятков часов, блок 18 сдвига часовой информации .

сд

Сдд ОО

3- 151

Блок 18 сдвига часовой информации состоит из переключателя 19, )рато- ра 20 и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 21.

Селектор 1 импульсов содержит детектор тактовых (положительных) импульсов, детектор информационных (от«- рицательных) импульсов с инверсией.

формирователь огибающей пачки тактовыхg ной записи кода счетчиков 11 и 13 при1733

писи которых объединены и присоединены к маркерному выходу селектора 1 импульсов, выходы дешифраторов 14 и 15 присоединены к знакообразующим электродам солтветственно цифровых индикаторов 16 и 17, общие электроды которых подключены к источнику питания, информационные, входы параллель

Изобретение относится к приборостроению, в частности к вторичным приборам времени, на которые информация о текущем времени поступает от первичных часов в кодированном виде. Изобретение может быть использовано при построении систем часофикации различных зданий и учреждений, а также в быту. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет установки и индикации поясного времени. Это достигается введением в них RS -триггера, двухвходовой схемы совпадения, декадного и двоичного счетчиков импульсов с входами параллельной записи и с общим коэффициентом пересчета, равным "24", двух дешифраторов с памятью, двух двухвходовых схем И, схемы ИЛИ на два входа и блока сдвига часовой информации, состоящего из переключателя, шифратора и постоянного запоминающего устройства. 2 ил.

импульсов и двухвходовой элемент,

В цифровых вторичных часах поясного времени вход селектора 1 импульсов присоединен к двухпроводной линии связи первичных часов, а его выход так- 5 товых импульсов соединен со счетным входом декадного счетчика 2, вход установки нуля которого соединен с информационным входом селектора 1, информационные выходы декадного счетчи- 20 ка 2 соединены с входами дешифратора 3, управляющий вход которого соеди нен со счетным входом коммутатора 4 и присоединен к выходу огибающей пачки

тактовых импульсов селектора 1, выход 25 тактовых и информационных импульсов

маркерных импульсов которого соединен с входом установки нуля коммутатора 4, первый и второй выходы которого соединены соответственно с общими электродами цифровых индикаторов 5 и 6, зна-30 выход которого соэдинен с первым вхо35

кообразующие электроды которых соответственно объединены и присоединены к выходам дешифратора 3. Выход огибающей пачки тактовых импульсов и выход информационных импульсов селектора 1 присоединены соответственно к входам R и S RS-триггера 7, выход которого присоединен к одному входу элемента 8 совпадения, другой вход которого соединен с выходом тактовыз : импульсов 40 селектора 1, а выход элемента 8 соединен с объединенными первыми входа- .ми элементов И 9, 10, вторые входы.которых соответственно соединены с вто- рым и третьим выходами коммутатора 4, . выход элемента И 9 соединен со счетным входом декадного счетчика 11, вы- ход импульсов переноса которого через элемент ИЛИ 12 соединен со счетным входом двоичного счетчика 13, выход счетчика 13 соединен с входом разрешения записи счетчика 11, выход эле-; мента И 10 присоединен к другому входу элемента ИЛИ 12, второй-выход коммутатора 4 подключен к стробирую- ; щим входам параллельной записи счет- чиков II и 13, информационные выходы которых подключены соответственно к входам дешифраторов 14 и 15, входы за: 50

соединены к информационным выходам блока 18 сдвига часовой информации.

В блоке 18 сдвига часовой информации подвижный контакт переключателя 19 подключается к одному из входов шифратора 20, кодовые выходы которого соединены с адресными шинами ПЗУ 21, информа-ционные выходы которого соответственно соединенБ с входами параллельной записи кода счетчиков 11 и 13.

В селекторе 1 импульсов двухпроводная линия СВЯЗИ подключается к входам детекторов и соответственно

(,положительных и отрицательных импульсов), выход детектора тактовых импульсов соединен с входом формирователя огибающей пачки тактовых импульсов,

35

дом элемента, второй вход которого соединен с инверсным выходом детекто- ра информационных импульсов, выход детектора тактовых импульсов соединен со счетным входом декадного счетчика 2, выход детектора информационных импульсов соединен с входом установки нуля счетчика 2, выход формирователя соединен со счетным входом коммутатора 4, вход установки нуля которого соединен с выходом элемента И.

Цифровые вторичные часы местного и поясного времени работают следующим образом.

На вход селектора 1 импульсов по двухпроводной линии связи (от первичных часов) поступают двухполярные последовательности импульсов кода текущего времени (фиг, 2а), например, о значениях минут и часов, причем каждое значение десятичной цифру кодируется в единично-десятичном коде, т.е. импульсом отрицательной полярности, который следует между десятью тактовыми импульсами положительной полярности. Пачки тактовых импульсов следуют со скважностью два, а перед каждой первой пачкой, после четвертой, сле.- дует маркерный импульс отрицательной

ступает с частотой не ниже 40-50 Гц, то быстрые мелькания цифр на индикато pax 5 и 6 вследствие инерционности человеческого зрения наблюдателем вос принимаются ,как непрерывное свечение.

Рассмотрим работу часов при индикации местного времени, т.е. значений кода, получаемого из линии связи, при этом переключатель 19 находится в положении О.

В отличие от индикации значений минут, которая происходит динамическим способом, индикация значений чаполярности, как это изображено на фиг. 2а. Передача кода времени начинается с единиц минут, затем следуют десятки минут, потом единицы часов, а после этого десятки часов. На фиг. 2а приведены значения передаваемой шкалы времени 16 ч 54 мин.

Таким образом, селектор 1 импульсов из поступающих двухполярных последо- ю вательностей импульсов выделяет пачки тактовых импульсов, по десять импульсов в каждой пачке (фиг. 2б), вьщеля- ет информационные импульсы (фиг. 2в)5 формирует огибающую пачки тактовых сов осуществляется статическим спосо- пульсов (фиг. 2г) и вьщеляет из инфор- бом, т.е. зажиганием каждого цифрово- мационных импульсов (фиг. 2в) маркер- го индикатора 16 и 17 управляет от- ные импульсы (фиг. 2д), означающие на- дельный дешифратор 14 и 15. чало передачи кода времени. С соответ- С помощью RS-триггера 7 и элемен- ствующих выходов селектора I тактовые 20 та 8 совпадения осуществляется пре- и информационные импульсы поступают со- образование единично-десятичного ко- ответственно на счетный вход и вход установки нуля декадного счетчика 2. Под воздействием тактовых импульсов декадный сче.тчик 2 переходит из одного25 2г) с выхода огибающей пачки такто- состояния в другое, с приходом инфор- вых импульсов селектора 1 и приходя- мационного импульса он Устанавливается в нулевое состояние, а затем подсчитывает количество тактовых импульсов, пришедших после информационного, JQ которое и несет информацию о значении передаваемой цифры кода времени. Под воздействием заднего фронта импульсов с выхода огибающей пачки тактовых импульсов селектора 1 (фиг. 2г) коммутатор 4 переходит из одного состояния в другое, а на его выходах последовада в число-импульсный. При этом RS- триггер 7 находится в нулевом состоянии в паузах между импульсами (фиг.

35

щих на R-вход. В единичное состояние RS-триггер 7 переходит под воздействием на его S-вход информационных импульсов с селектора 1 (фиг. 2в). Таким образом, элемент 8 совпадения открывается сигналами с RS-триггера 7 (фиг. 2е) и пропускает через себя количество тактовых импульсов с селектора 1, пропорциональное значению кода времени (фиг. 2ж). Далее эти импульсы с выхода элемента 8 совпадения поступают на объединенные первые входы элементов И 9 и 10. Через элемент И 9 с помощью сигнала с второго выхода коммутатора 4 (фиг.2з- II) на счетный вход счетчика 11.поступает количество импульсов о зна- . чении единиц часов времени (фиг. 2и). Но так как происходит индикация местного времени, т.е. переключатель 19 находится в среднем (нулевом) положении, при котором ПЗУ 21 на входы параллельного кода счетчиков 11 и 13

тельно друг за другом появляются импульсы, как показано на фиг.- 2з. Под воздействием маркерного импульса (фиг. 2д) с селектора 1, приходящего на вход установки нуля, коммутатор 4 подтверждается в нулевом состоянии, тем самым осуществляется синхронизация его работы относительно аналогичного узла первичных часов.

Импульсы с первого и второго выходов коммутатора 4 (фиг. 2з) поочередно поступают на общие электроды цифровых индикаторов 5 и 6, а в моменты

40

45

щих на R-вход. В единичное состояние RS-триггер 7 переходит под воздействием на его S-вход информационных импульсов с селектора 1 (фиг. 2в). Таким образом, элемент 8 совпадения открывается сигналами с RS-триггера 7 (фиг. 2е) и пропускает через себя количество тактовых импульсов с селектора 1, пропорциональное значению кода времени (фиг. 2ж). Далее эти импульсы с выхода элемента 8 совпадения поступают на объединенные первые входы элементов И 9 и 10. Через элемент И 9 с помощью сигнала с второго выхода коммутатора 4 (фиг.2з- II) на счетный вход счетчика 11.поступает количество импульсов о зна- . чении единиц часов времени (фиг. 2и). Но так как происходит индикация местного времени, т.е. переключатель 19 находится в среднем (нулевом) положении, при котором ПЗУ 21 на входы параллельного кода счетчиков 11 и 13

CQ выдает одни нули, которые записы- врёмени между пачками тактовых импуль- ваются в них передним фронтом сигна- сов (фиг. 2г) информация со счетной ла с второго выхода коммутатора 4 декады 2 через дешифратор 3 подается (фиг. 2з-11), то в счетчики 11 и 13 на знакообразующ ие электроды цифровых индикаторов 5 и 6. В результате на индикаторах 5 и 6 поочередно высвечи55

записьшается информация, соответствующая передаваемым на вторичные часы значениям единиц и десятков часов. Со счетчиков 11 и 13 в дешифраторы 14 и 15 с памятью переписывается эта. информация с помощью маркервается информация о значениях соответственно единиц и десятков минут .А так jjaK информация на вторичные часы поступает с частотой не ниже 40-50 Гц, то быстрые мелькания цифр на индикат pax 5 и 6 вследствие инерционности человеческого зрения наблюдателем вопринимаются ,как непрерывное свечение

Рассмотрим работу часов при индикации местного времени, т.е. значений кода, получаемого из линии связи, при этом переключатель 19 находится в положении О.

В отличие от индикации значений минут, которая происходит динамическим способом, индикация значений часов осуществляется статическим спосо- бом, т.е. зажиганием каждого цифрово- го индикатора 16 и 17 управляет от- дельный дешифратор 14 и 15. С помощью RS-триггера 7 и элемен- та 8 совпадения осуществляется пре- образование единично-десятичного ко- 2г) с выхода огибающей пачки такто- вых импульсов селектора 1 и приходя-

сов осуществляется статическим спосо- бом, т.е. зажиганием каждого цифрово- го индикатора 16 и 17 управляет от- дельный дешифратор 14 и 15. С помощью RS-триггера 7 и элемен- та 8 совпадения осуществляется пре- образование единично-десятичного ко- 2г) с выхода огибающей пачки такто- вых импульсов селектора 1 и приходя-

да в число-импульсный. При этом RS- триггер 7 находится в нулевом состоянии в паузах между импульсами (фиг.

сов осуществляется статическим спосо- бом, т.е. зажиганием каждого цифрово- го индикатора 16 и 17 управляет от- дельный дешифратор 14 и 15. С помощью RS-триггера 7 и элемен- та 8 совпадения осуществляется пре- образование единично-десятичного ко- 2г) с выхода огибающей пачки такто- вых импульсов селектора 1 и приходя-

щих на R-вход. В единичное состояние RS-триггер 7 переходит под воздействием на его S-вход информационных импульсов с селектора 1 (фиг. 2в). Таким образом, элемент 8 совпадения открывается сигналами с RS-триггера 7 (фиг. 2е) и пропускает через себя количество тактовых импульсов с селектора 1, пропорциональное значению кода времени (фиг. 2ж). Далее эти импульсы с выхода элемента 8 совпадения поступают на объединенные первые входы элементов И 9 и 10. Через элемент И 9 с помощью сигнала с второго выхода коммутатора 4 (фиг.2з- II) на счетный вход счетчика 11.поступает количество импульсов о зна- . чении единиц часов времени (фиг. 2и). Но так как происходит индикация местного времени, т.е. переключатель 19 находится в среднем (нулевом) положении, при котором ПЗУ 21 на входы параллельного кода счетчиков 11 и 13

выдает одни нули, которые записы- ваются в них передним фронтом сигна- а с второго выхода коммутатора 4 (фиг. 2з-11), то в счетчики 11 и 13

записьшается информация, соответствующая передаваемым на вторичные часы значениям единиц и десятков часов. Со счетчиков 11 и 13 в дешифраторы 14 и 15 с памятью переписывается эта. информация с помощью маркер7- 1

ноГо импульса (фиг. 2д), т.е. тогда, когда подсчет числа импульсов значений единиц и десятков часов закончен Далее эта информация индицируется индикаторами 16 и 17.

Перед тем как описать работу часов при индикации поясного времени, отличающегося от местного на целое число часов, сделаем некоторые пояснения .

Для индикации поясного времени, опережающего местное на целое число часов, в ПЗУ 21 записываются значения цифр от 1 до 23 в двоично-десятичном коде.

Дня индикации поясного времени, отстающего от местного, в ПЗУ 21 за- писываю тся значения цифр от 1 до 23 в двоично-десятичном коде, но пересчитанные по формуле

Т Т - Т сч где Тдоп - дополнительны код числа;

коэффициент пересчета нереверсивных счетчиков II и 13, равный 24;

Т - значения разницы между местным и отстающим поясным временем.

Рассмотрим работу часов при индикации поясного времени, опережающего местное (на целое число часов). При этом переключатель 19 находится, например, в положении +3, вследствие чего шифратор 20 на адресные шины ПЗУ 21 подает адрес, по которому с выходов ПЗУ 21 поступает на-входы параллельной записи счетчика 11 двоично-десятичный код 0-0-1-1 (что соответствует трем), а на входы счетчика 13 - код .0-0. Эти коды записываются в счетчики по переднему фроту импульсов с второго выхода комм.у- татора 4 (фиг, 2з-11)5 . перед поступлением на счетчики 11 и 13 значений кода местного времени в число- импульсном коде (значение 16 часов В счетчиках 1 и 13 происходит сложение числа 3, записанного ранее, с числом 16, в результате чего в них оказывается записанным число 19. Маркерный импульс (фиг. 2д) переписывает содержимое счетчиков 11 и 13 в память дешифраторов 14 и 5, поступая на вход записи с выхода маркерных импульсов селектора 1, Таким образом, на всех цифровых индикаторах 17, 16, 6 и 5 высвечивается 19 ч

8

54 мин,. соответствующее поясному времени, опережающему на 3 ч местное. Рассмотрим работу часов при инди- .

кации поясного времени, отстающего от местного (на целое число часов). При этом переключатель 19.находится, например, в положенрш -3, вследствие чего шифратор 20 на адресные шиQ ны ПЗУ 21 подает адрес, по которому с его выходов поступает на входы параллельной записи счетчиков 11 и 13 в двоично-десятичном коде значение цифры 21. Значение цифры 21 по5 лучается следующим образом на основании формулы

Т Т,- Т 24-3 21. В двоично-десятичном коде число 21 будет выглядеть как 1-0. и 0-00 -0-1. Эти коды записываются в счетчики по переднему фронту импульсов с второго выхода коммутатора 4 (фиг.2з-11). Затем элемент И 9 пропускает на счетный вход счетчика . 11

5 пачку из шести импульсов (фиг. 2и) значения единиц часов местного, времени. С приходом третьего по счету импульса на вход счетчика 11 оба счетчика (11 и 13) устанавливаются в ну0 левое состояние, так как в них происходит сложение цифр 21.с 3, что в сумме дает 24, а вследствие этого срабатывает обратная связь и оба счетчика И и 13 обнуляются. После этого в.счетчик 11 приходит еще три импульса, а в счетчик 13 затем через элемент И 10 и элемент ИЛИ 12 один импульс (фиг..2к), в результате в счетчиках заш-шется число 13. В моQ мент прихода маркерного импульса с выхода селектора 1 на входы записи дет . шифраторов 14 и 15 (фиг. 2д) в них записываются коды о значении цифр 13. Таким образом, на всех цифрос вых индикаторах 17, 16, 6 и 5 высвечивается 1-3 ч 54 мин, соответствующее поясному времени, отстающему на 3 ч от местного (16 ч 54 мин).

Поясним работу селектора 1 импульсов (фиг, З). По двухпроводной линии связи от первичных часов на вход селектора 1 поступает последовательность импульсов (фиг. 2а), из которой детектором вьщеляются тактовые импульсы лоложит.ельной полярности (фиг. 26), а детектором информационные импульсы отрицательной полярности, которые затем инвертируются (фиг. 2в), Из пачек тактовых импульсов (фиг. 26) формиро5

0

5

15

ватель формирует их огибающую (фиг. 2г), с помощью которой из информационной последовательности (фиг. 2в) элементом И выделяются маркерные им- пульсы (фиг. 2д), означающие начало передачи кода времени.

Формула изобретения

Цифровые вторичные -часы, содержащие приемный селектор импульсов с четырьмя выходами, коммутатор, счетную декаду, дешифратор и цифровые индикаторы, вход селектора соединен с двухпроводной линией связи первичных часов, выход тактовых импульсов селектора соединен со счетным входом декадного счетчика, вход установки нуля которого соединен с информационным выходом селектора, информационные выходы декадного счетчика соединены с входами дешифратора, выход огибающей пачки тактовых импульсов селектора импульсов соединен со счетным входом коммутатора, вход установки нуля которого соединен с выходом маркерных импульсов селектора импульсов, первый и второй выходы коммутатора соединены с О.6ЩИМИ электродами цифро- вьгх индикаторов, знакообразующие электроды которых соединены с выходами дешифратора, отличающиеся тем, что, с целью расширения функциональных возмоясностей за счет установки и индикации поясного времени., в них введены RS-триггер и двух входовой элемент совпадения, декадный- и двоичный счетчики г входами параллельной записи и с общим коэффициентом пересчета, равным 24, два дешифратора с. памятью, два двухвхо- довых элемента И, элемент ИЛИ сдвига часовой информации, выход тактовых импульсов, выход информационных импульсов и выход огибающей пачки тактовых импульсов приемного селектора присоединены соответственно к

310

первому входу элемента совпадения, входу S и входу R RS-триггера, выход RS-триггера соединен с вторым входом элемента совпадений, вь1ход которого подсоединен к первЬ1м объединенным входам элементов И, выход первого элемента И соединен со счетным входом декадного счетчика импульсов,

выход импульсов переноса которого через элемент ИЛИ соединен со счетным входом двоичного счетчика, вход записи кода декадного счетчика соединен с выходом двоичного счетчика, другой

вход-., элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента И, второй вход которого соединен с последним выходом коммутатора, предпоследний выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, информационные выходы блока сдвига часовой информации соединены соответственно с входами

установки параллельного кода декадного и двоичного счетчиков, стробирующие входы параллельной записи которых объединены и присоединены к предпоследнему выходу коммутатора, выхо- . ды параллельного ко.а декадного и двоичного счетчиков подключены к дешифраторам с памятью, входы записи которых объединены и присоединены к выходу маркерных импульсов селектора, выходы дешифраторов с памятью подключены к знакообразующим электродам цифровых индикаторов, часов, а блок сдвига часовой информации содержит переключатель, шифратор и постоянное запоминающее устройство, подвижный контакт переключателя соединен с об

щей шиной, а неподвшкные - с входами шифратора, выходы которого соединены с адресными шинами постоянного запоминающего устройства, информационные выходы которого являются информационными выходами блока сдвига часовой информации, а один неподвижный контакт переключателя электрически не связан с шифратором.