Многоканальное устройство для ввода информации от двухпозиционных датчиков Советский патент 1990 года по МПК G06F13/00 

Регистры 7, блоки 9 сравнения и бло- и 8 памяти обеспечивают сравнение установившихся и текущих значений состояния датчиков в виде d-разрядных сию в и выработку признака сравнения к случае действительного изменения состояния датчика. Блок 10 анализаторов по сигналу признака сравнения вырабатывает сигнал готовности устройства к обмену и через элемент ИЛИ 5 выдает его на устройство обработки. Блок 17 синхронизации и блок

4 управления обеспечивают выработку управляющих сигналов на блоки устройства. Генератор 2 тактовых импульсов и делитель 3 частоты служат для выработки тактирующих сигналов. Устройство обеспечивает повышение надежности ввода информации рт двухпозиционных датчиков за .счет организации защиты от выдачи ложных сигналов готовности к обмену и повышения достоверности данных о состоянии датчиков. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Устройство относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления и контроля для ввода информации от двухпозиционных датчиков. Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет организации защиты от выдачи ложных сигналов готовности к обмену и повышения достоверности вводимой информации. Устройство содержит блоки 11 регистров, блоки 12 формирователей, которые обеспечивают хранение и выдачу информации об установившемся состоянии датчиков в устройство обработки. В преобразователях 6 уровней обеспечивается преобразование уровней выходных напряжений датчиков. Регистры 7, блоки 9 сравнения и блоки 8 памяти обеспечивают сравнение установившихся и текущих значений состояния датчиков в виде D - разрядных слов и выработку признака сравнения в случае действительного изменения состояния датчика. Блок 10 анализаторов по сигналу признака сравнения вырабатывает сигнал готовности устройства к обмену и через элемент ИЛИ 5 выдает его на устройство обработки. Блок 17 синхронизации и блок 4 управления обеспечивают выработку управляющих сигналов на блоки устройства. Генератор 2 тактовых импульсов и делитель 3 частоты служат для выработки тактирующих сигналов. Устройство обеспечивает повышение надежности ввода информации от двухпозиционных датчиков за счет организации защиты от выдачи ложных сигналов готовности к обмену и повышения достоверности данных о состоянии датчиков.

Изобретение относится к автоматике И вычислительной технике и может быть, Использовано в автоматизированных системах управления и контроля для ввода информации от двухпозиционных датчиков .

Цель изобретения - повышение на- Дежности функционирования.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для ввода информации от двухпоэиционных датчиков; на фиг. 2 - функциональная схема блока сравнения; «а фиг. 3 - функциональная схема блока управления; на фиг. 4 - функциональная схема блока синхронизации; на фиг. 5 - временная диаграмма рабо- Ты блока сравнения.

Устройство содержит каналы 1, генератор 2 тактовых импульсов, делитель 3 частоты, блок 4 управления, первый элемент ИЛИ 5.

Каждый канал 1 содержит преобра- $ователь 6 уровней, регистр 7, блок 8 памяти, блок 9 сравнения, блок 10 анализаторов, блок 11 регистров, блок 12 формирователей. Блок 10 анализаторов содержит блок 13 дифференцирующих элементов, узел 14 формирователей, второй элемент ИЛИ 15, триггер 16, блок 17 синхронизации.

Блок 8 памяти содержит регистры 18, блок 13 дифференцирующих элемен- тов содержит дифференцирующие элементы 19, узел 14 формирователей содержит формирователи 20, информационные входы 21 устройства, информационные входы/выходы 22 устройства, выход 23 готовности устройства, информационные входы 24 устройства, управляющие входы 25, 26, 27 устройства, управляющий выход 28 устройства

5

0

5

Q

Q г

5

Блок 9 сравнения (фиг. 2) содержит узел 29 формирователей, узел 30 сравнения по модулю два, узел 31 элементов 2ИЛИ, узел 32 элементов d И, узел 33 элементов 2И-НЕ, формирователи 34, элементы 35 поразрядного сравнения по модулю 2, элементы 2ИЛИ 36, элементы dH 37, элементы 2И-НЕ 38.

Блок 4 управления (фиг. 3) содержит инвертор 39, инвертор 40, элемент v И 41, регистр 42, регистр 43, инвертор 44, дешифратор 45, элементу, 2И-НЕ, 46, элемент 2Й 47, элемент 2И 48, инвертор 49.

Блок 17 синхронизации (фиг. 4) содержит элемент 2И-НЕ 50, элемент ЗИ 51, элемент ЗИ-НЕ 52, инвертор 53.

1 Блок 11 регистров служит для хранения установившихся значений состояния дискретных датчиков.

Регистр 7 обеспечивает запись и хранение кодовой комбинации от устройства обработки (ЦВМ), соответствующей кратности повторения состояния-датчика

Блок 8 памяти, построенный на сдвиговых регистрах, служит для записи и хранения словосостояний датчиков.

Блок 17 синхронизации служит для выработки управляющих сигналов на блок 12 формирователей, на регистр 7 и триггер 16, входящих в один канал.

Блок 4 управления обеспечивает выработку управляющих сигналов на все модули ввода устройства.

Блок 9 сравнения обеспечивает поразрядное сравнение данных о состоянии датчиков с блока 11 регистров и новых данных о состоянии датчиков с блока 8 памяти и выработку признака сравнения при действительном измене5155

нии состояния датчика, по которому новое значение состояния датчика записывается в блок 11 регистров и выдается сигнал готовности в ЦВМ с элемента ИЛИ 5.

Устройство работает следующим образом.

Информация от датчиков дискретной информации поступает на вход преобра- зователей 6 уровней, в которых осуществляется преобразование уровней выходного напряжения датчика. Далее информация о состоянии датчиков подается в блок 8 памяти, выполненный на сдвиговых регистрах с разрядностью d, причем d & k, где k - разрядность шины данных устройства обработки (ЦВМ). Запись в регистры 18 осуществляется по фронту тактовых импульсов с делителя 3 частоты.

С выхода регистров 18 информация о состоянии датчиков подается в блок 9 сравнения, а первые разряды подаются также на соответствующие входы регистров блока 11 регистров. В блоке 9 сравнения производится сравнение данных о состоянии датчиков с блока 11 регистров и данных о текущем состоянии датчиков с блока 8 памяти.

Данные о текушем состоянии датчиков с выхода регистров 18 в виде d-разрядного слова поступают на вторые входы элементов 35 поразрядного сравнения узла 30 сравнения по модулю два блока 9 сравнения (фиг. 2). На первые входы элементов 35 поразрядного сравнения подаются d-разрядные слова о предшествующем состоянии датчиков с выходов формирователей 34 уз- ла 29 формирователей, на вход которого поступают соответствующие разряды с блока 11 регистров.

Сравнение происходит поразрядно по модулю два в соответствии с таблицей для случая , где s - количество повторений состояния датчика (s d), задаваемое программно.

При действительном изменении состояния датчиков вырабатывается при- знак сравнения Р;, в этом случае происходит s-кратное повторение его состояния. При наличии дребезга контактов или помехи в линии связи признак Р: не вырабатывается и записи нового значения состояния датчика в блок 11 регистров не происходит,

Количество повторений s определяется программно устройством обработ

ки. При этом в регистр 7 записывается по фронту сигнала управления от блока 17 синхронизации кодовая комбинация, количество нулей в которой определяет значение s. Так, например, для кодовая комбинация будет иметь

JC

вид 0001...IXX, где знак X означа J ет безразличное состояние разряда.

Значение d можно оценить по следующему соотношению:

d

пом. макс, t

IV™

+ 1

где Тпои иам - максимальная длительность помехи i-й группы датчиков;

Тти; - период тактовых импульсов для 1-й группы датчиков.

Кодовая комбинация с выхода регистра 7 поступает в блок 9 сравнения на элементы 2ШШ 36 узла 31 элементов 2ИПИ, где происходит поразрядное сложение выходов элементов 35 поразрядного сравнения по модулю 2 и содержимого первого регистра 7.

В случае программной установки определенных разрядов регистра 7 в состояние логической единицы в это же состояние переводятся соответствующие элементы 2ИПИ 36 (при подаче на элементы 2ИЛИ 36 кода с регистра 7). В результате эти разряды не влияют на выработку признака сравнения Р; . Признак Pj формируется на соответствующем элементе d И 37 узла 32 элементов d И при условии действительного изменения состояния датчика в соответствии с временной диаграммой, приведенной на фиг. 5. С -выхода элемента d И 37,признак сравнения поступает на вход соответствующего дифференцируют1 щего элемента 19 узла 13 дифференцирующих элементов и на первый вход элемента 2И-НЕ 38 узла 33 элементов ЗИНЕ.

Наличие признака сравнения Р- на первом входе элемента 2И-НЕ 38 разрешает прохождение тактовых импульсов, поступающих на второй вход элемента 2И-НЕ 38 с выхода делителя 3 частоты. Тактовые импульсы с выхода элемента 2И-НЕ 38 подаются на управляющий вход соответствующего регистра блока 11

регистров. Тем самым обеспечивается Запись в блок 11 регистров нового установившегося значения состояния датчиков с первого разряда второго регистра 18 блока 8 памяти.

На дифференцирующем элементе 19 ио переходу сигнала признака t равнения Р; формируется короткий импульс положительной полярности. Этот фигнал через формирователь 20 узла 14 формирователей поступает на вход первого элемента ИЛИ 15, выход которого устанавливает триггер I6 в единичное состояние. В результате на выводе второго элемента ИЛИ 5 (выход Ј3 устройства) появляется сигнал Го- фчэвность. Триггер 16 устанавливает- Јя в исходное состояние (нулевое) сиг- йалом управления с блока 17 синхрони- рации по команде с устройства обработки .

При опросе канала 1 происходит од- овременно сброс сигнала Готовность устройства, при этом устройство обработки может проводить опрос цикличес- |ш или по приоритетному признаку в Соответствии с решаемыми задачами,

В блок 4 управления (фиг. 3) из устройства обработки по входу 24 поступает адресная информация, по входу J25 - первый сигнал синхронизации об- ена (запрос обмена), по входу 26 - мпульсы синхронизации, по входу 27 - (сигнал ввод-вывод. С выхода устройства 28 в устройство обработки выдается второй сигнал синхронизации обмена (сигнал квитирования)„

Сигнал запроса обмена через инвертор 39 поступает на информационный Вход регистра 43 и заносится в него По фронту импульсов синхронизации, поступающих на тактовый вход регистра 43 через инвертор 40. Регистр 43 работает в сдвиговом режиме.

Старшие v разрядов адресной информации поступают на вход элемента v И 41, выполняющего функцию селектора адреса. По фронту сигнала с первого выхода регистра 43 в регистр 42 заносится сигнал совпадения адреса с выхода элемента v И 41, сигнал овод- вывод с входа 27, младшие разряды v адресной информации С первого выхода регистра 42 сигнал совпадения адреса поступает на вход инвертора 49 и на вход разрешения дешифратора 45, Со второго выхода регистра 42 адресная информация выдается следующим об

0

5

0

5

0

5

0

5

разом: самьй младший разряд адреса поступает на вход блока 17 синхронизации блока 10 анализаторов, остальные (v-1) разрядов поступают на входы дешифратора 45. На первом, втором и т.д. выходах дешифратора 45 формируются сигналы разрешения обмена, соответственно, с первым каналом 1, вторым каналом 1 и т.д.

С третьего выхода регистра 42 сигнал ввод-вывод поступает на вход элемента 2И 47 и через инвертор 44 на вход элемента 2И 48. Сигнал со второго выхода регистра 43 стробирует сигнал ввод-вывод на элементах 2И 47 и 48, На выходе элемента 2И 47 формируется сигнал опроса, на выходе элемента 2И 48 - сигнал записи. Сигнал квитирования обмена формируется на выходе элемента 2И-НЕ 46 путем строби- рования сигнала совпадения адреса с выхода инвертора 49 сигналом с третьего выхода регистра 43.

Блок 17 синхронизации работает под воздействием сигналов, поступающих с блока 4 управления. На выходе элемента 2И-НЕ 50 формируется сигнал выборки шинного формирователя блока 12 формирователей путем стробирования сигнала разрешения обмена сигналом опроса. На выходе элемента ЗИ 51 формируется сигнал записи в регистр 7 данных, определяющих количество повторений s путем стробирования сигналов разрешения обмена и младшего разряда сигналом записи. С выхода элемента ЗИ-НЕ 52 выдается сигнал сброса триггера 16, формируемого путем стробирования сигналов разрешения обмена и инвертированного младшего разряда адреса сигналом записи„

Таким образом, устройство по сравнению с прототипом имеет более высокую надежность функционирования и обеспечивает ввод данных о состоянии дискретных датчиков в ЦВМ в условиях помех в линиях связи и дребезга контактов дискретных датчиков за счет организации защиты от выдачи ложных сигналов готовности к обмену и повышения достоверности данных о состоянии датчиков.

Формула из обре те ни,я

ИЛИ, а каждый канал содержит регистр, блок анализаторов, блок регистров и блок формирователей, блок анализаторов содержит блок дифференцирующих элементов, узел формирователей, второй элемент ИЛИ и триггер, выходы блока регистров соединены с информационными входами блока формирователей вход установки триггера соединен с выходом второго элемента ИЛИ, входы |которого соединены с выходами узла формирователей, входы которого соединены с выходами блока дифференцирующих элементов, прямые выходы тригге- ров каждого канала соединены с соответствующими входами,первого элемента ИЛИ, выход которого Является выходом готовности устройства, о т л и ч а - ю щ е е с я т ем, что, с целью повы- шения надежности устройства за счет организации защиты от выдачи ложных сигналов готовности к обмену и повышения достоверности вводимой информации, в него введены генератор такто- вых импульсов, делитель частоты и блок управления, а в каждый канал введены блок памяти и блок сравнения, а в блок анализаторов введен блок синхронизации, выходы блока формиро- вателей соединены с информационными входами,регистра, выходы блоков формирователей являются информационными входами-выходами устройства, информационными входами которого являются информационные входы блока памяти, вход записи которого соединен с входом блока сравнения, выходы делителя частоты соединены с входами записи соответствующих блоков памяти, вход делителя частоты соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выходы блока памяти соединены с первой группой входов блока сравнения и с информационными входами блока регистров, первая группа выходов блока сравнения соединена с управляющими входами блока регистров, выходы которого соединены с второй группой входов блока сравнения, вторая группа выходов ко

Q Q 5 Q д

5

торого соединена с соответствуквдими входами блока дифференцирующих элементов, третья группа входов блока сравнения - с выходами регистра, вход записи которого соединен с перрым выходом блока синхронизации, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входом сброса триггера и со стробирующим входом блока формирователей, первый, второй и третий входы блока синхронизации соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами блока управления, четвертый вход блока синхронизации соединен с соответствующим выходом группы блока управления, первый, второй и третий входы которого являются управляющими входами устройства, группа входов блока управления является информационными входами устройства, четвертый выход блока управления является управляющим вьгчодом устройства .

1

6 7 8 9

0 1

3 4 5 6

S

О

1

о

1

о

I

о

1

1

о

1

о

1

о

1

о

о

о

1

1

о

о

1

1

1

1

о

о

1

1

о

о

о

о

о

о

1

1

1

1

1

1

1

1

о

о

о

о

Примечание. Qf, , Q j

Л

Л

Л

j

ходов регистра 18, соответственно, первого, второго, третьего разрядов; QjK - предьщу- щее установившееся состояние выхода блока 11 регистров; QJ(K-H) новое установившееся состояние выхода блока 11 регистров; Pj - признак сравнени

Вых. бя.Н-i

6л, 18-1

$ш%

ЙГ. 7-Ј

г. /0-/Я

ДМ L3

S3

Qj(

о о о о о о о 1

о о о о о о о

Q.

о

я J QJK

QJK

°v v

QJK 1

Q;

I

Qjk Qji

Qjx QJK QJK Qj о

f, , Q j

Л

Л

j

- состояние выдов регистра 18, соответстнно, первого, второго, треего разрядов; QjK - предьщу- е установившееся состояние хода блока 11 регистров; J(K-H) новое установившееся стояние выхода блока 11 рестров; Pj - признак сравнени

Л 17

ф1/г:3

$

I,

жшмшшшшшшишг лммшшмг

JLlJUTrULT ITL

Л ЛЛГиLJ Lf

Ј

Ъ

Ч

s

$

1

«

:з

JUU

....nnr

Jl JlfLriri...JlПГ

.

1

U.

U1.JUU

...JlПГ

...JlПГ

1

UUITUL-..

n.

....nnr

.

...JlПГ

...JlПГ

.

(риг 5