Электронные часы Советский патент 1990 года по МПК G04G3/00 

1

(21)4492758/24-21

(22)10.10,88

(46) 07.06.90. Бил. If 21 (72) Л.Ф.Адерихо, Н.В.Якнмович и Г.Ф.Яковенко (53) 681.11.118.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 785841, кл. G 04 G 3/00, 1980. Авторское свидетельство СССР , кл. G 04 G 3/00, 1984.

(54) ЭЛЕКТРОННЫЕ ЧАСЫ (57) Изобретение относится к устройствам отсчета и регистрации текущего времени в автоматизированных системах управления. Цель изобретения - повышение достоверности выводимой во внешнее устройство информации,Это достигается за счет формирования сигнала готовности устройства к передаче информации на время гарантирован

Изобретение относится к устройствам отсчета и регистрации текущего времени в автоматизированных системах управления. Цель изобретения - повышение достоверности выводимой во внешнее устройство информации. Это достигается за счет формирования сигнала готовности устройства к передаче информации на время гарантированного вывода информации. Импульсы от кварцевого генератора 1 поступают на вход делителя 2 частоты, с выхода которого секундные импульсы подаются через элемент 20 задержки и элемент И 13 на вход блока 3 отсчета времени. На индикаторе 8 отображается информация блока 3 - часы, минуты, секунды или дни, месяцы, поступающая через коммутатор 5 в зависимости от состояния переключателя 29. На индикаторе 7 последовательно отображается двоичный код информации блока 3, поступающей через коммутатор 4, управляемый распределителем 9 импульсов. С помощью наборного устройства 6 набирается значение начального времени, которое последовательно заносится в блок 3. В зависимости от положения переключателя 28 сигналы с входа 31 или от переключателя 27 через элемент И-ИЛИ 12 поступают на вход распределителя 9, и информация из блока 3 через коммутатор 4 по выходу 35 поступает во внешнее устройство. При изменении сигнала переключателя 28 сигналы с выходов формирователей 23 и 24 через элемент ИЛИ 18 устанавливают распределитель 9 в нулевое состояние. 7 ил.

1(Л

Crt

ОЭ СО 00

ного вывода информации. Импульсы от кварцевого генератора 1 поступают на вход делителя 2 частоты, с выхода которого секундные импульсы подаются через элемент 20 задержки и элемент И 13 на вход блока 3 отсчета времени. На индикаторе 8 отображается информация блока 3 - часы, минуты, секунды или дни, месяцы, поступающая через коммутатор 5 в зависимости от состояния переключателя 29, На индикаторе 7 последовательно отображается двоичный код информации блока 3, поступающей через коммутатор 4,управляемый распределителем 9 импульсов.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления для отсчета и регистрации текущего времени.

Целью изобретения является повышение достоверности выводимой во внешнее устройство информации.

На фиг.1 приведена функциональная схема электронных часов; на фиг. 2 - функциональная схема наборного устройства; на фиг. 3 - Функциональная схема блока отсчета времени; на , фиг, 4 - функциональная схема распределителя HMnynbqoBj на фиг. 5 - 7 временные диаграммы работы устройства,

Устройство (фиг..1) содержит кварцевый генератор J, делитель 2 частоты, блок 3 отсчета времени, коммута- торы 4 и 5, наборное устройство 6,индикаторы 7 и 8, распределитель 9 им- гульсов, триггер 10, элементы И-ИЛИ 11 и 12, элементы И 13-17, элемент ИЛИ 18, элемент НЕ 19, элементы 20 и 21 задержки, формирователи 22 25, переключатели 26-29, а также входы 30 и 31 и 32 - 34.управления и информационную шину 35.

Наборное устройство 6 (фиг.2) со- держит клавиатуру 36, шифратор 37, счетчик 38, дешифратор 39 и элемент 40 задержки,

Блок 3 отсчета времени (фиг,3) содержит последовательно соединенные счетчики 41-45 (п 5).

Распределитель импульсов 9 {фиг.4 ;одержит счетчик 46, дешифратор 47 и элемент 48 задержки.

С помощью наборного устройства 6 набирается значение начального времени, которое последовательно заносится в блок 3, В зависимости от положения переключателя 28 сигналы с входа 31 или от переключателя 27 через элемент И-ИЛИ 12 поступают на вход распределителя 9, информация из блока 3 через коммутатор 4 по выходу 35 поступает во внешнее устройство. При изменении сигнала переключателя 28 сигналы с выходов формирователей 23 и 24 через элемент ИЛИ 18 устанав5 ливают распределитель 9 в нулевое состояние. 7 ил.

5

Q 5

0 5

п

5

Выход кварцевого генератора I соединен с входом делителя 2 частоты, выход которого подключен к первому входу элемента И-ИЛИ 11 и через элемент 20 задержки - к первому входу элемента И 13, второй вход которого соединен с переключателем 26 и входом формирователя 22, а выход - с С- входами блока 3 отсчета времени и триггера 100 Первая группа выходов наборного устройства 6 подключена к V-входам блока 3 отсчета времени, а вторая группа выходов - к D-входам блока 3 отсчета времени. Вход наборного устройства 6 соединен с выходом формирователя 22. Группа выходов блока 3 отсчета времени подключена к первым группам входов коммутаторов 4 и 5, выход коммутатора 4 связан с индикатором 7 и является информационным выходом 35, Выход коммутатора 5 подключен к индикатору 8, а второй вход коммутатора 5 соединен с переключателем 29.

Вторая группа входов коммутатора 4 подключена к первой группе выходов распределителя 9 импульсов, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 18, а второй вход - с выходом элемента И-ИЛИ 12, первый вход которого соединен с первым выходом переключателя 28, первыми входами элементов И 15 - 17 и через формирователь 23 - с первым входом элемента ИЛИ 18. Выход триггера 10 соединен с вторым входом элемента И 16 и первым входом элемента И 14, второй вход которого соединён с входом 3 управления, а третий РХОД - г входом

30 управления и через элемент НЕ 19 - с вторым входом элемента И-ИЛИ Г, третий вход которого соединен с выходом формирователя 25 и вторым входом элемента ИЛИ 18, третий вход которого подключен к выходу формирователя 24. Второй выход переключателя 28 соединен с вторым входом элемента: И-ИЛИ 12 и формирователем 24. Третий вход элемента И-ИЛИ 12 соединен с переключателем 27,,а четвертый вход - с выходом элемента И 14, вторым входом элемента И 15 и через элемент 21 задержки - с третьим входом элемента И 15. Второй выход распределителя импульсов 9 соединен с входом формирователя 25 и вторым входом элемента И 17.

Выход клавиатуры 36 соединен с входом шифратора 37, первый выход которого подключен к С-входу счетчика 38 и через элемент 40 задержки - к первому входу дешифратора 39, вторая группа входов которого соединена с группой выходов счетчика 38, вход наборного устройства 6 соединен с R- входом счетчика 38, второй выход шифратора 37 является первым выходом наборного устройства 6. Группа выходов дешифратора 39 является вторым выходом наборного устройства 6.

Первый вход блока 3 отсчета времени подключен к С-входу счетчика 41, вторая группа входов - к группам V- входов счетчиков 41-45, а третья группа входов - к группе D-входов счетчиков 41-45, Первые группы выходов счетчиков 41-45 являются группой выходов блока 3 отсчета времени,второй выход счетчика 41 соединен с С- входом счетчика 42, второй выход которого подключен к С-входу счетчика 43, второй выход которого соединен с С-входом счетчика 44, второй выход которого соединен с С-входом счетчика 45.

Первый вход распределителя 9 импульсов соединен с R-входом. счетчика 46, а второй вход - с С-входом счетчика 46 и через элемент 48 задержки - с первым входом дешифратора 47, вторая группа входов которого соединена с группой выходов счетчика 46. Первая группа выходов дешиф- $$то нажатия кнопок клавиатуры 36 наборратора 47 является первой группой вы-кого устройства 6 набирается аначеходов распределителя 9 импульсов,ние начального времени в последовавторой выход которого - второй выходтельности: день, месяц, часы, минуты,

дешифратора 47.секунды. При нажатии кнопок клавиату10

15

20

25

698016 Кварцевый генератор 1 предназначен для получения импульсных сигна- лов высокой стабильности. Делитель 2 частоты обеспечивает деление выходных импульсов кварцевого генератора

1и получение на выходе импульсов с частотой следования 1 Гц0 Коммутаторы 4 и 5 предназначены для объединения информации с нескольких направлений. Элемент 20 задержки может быть реали- з ов ан, например, в виде двух последовательно соединенных одновибраторов. Первый из них запускается по Фронту сиг-нала на выходе делителя 2 частоты. Длительность формируемого им сигнала определяется величину задержки,второй одновибратор запускается по спаду сигнала на прямом выходе первого одновибратора, длительность формируемого им сигнала не является критичной.

Блок 3 отсчета времени может быть выполнен из последовательно соединенных счетчиках.

Электронные часы работают следующим образом.

Кварцевый генератор 1 вырабатывает импульсные сигналы высокой частоты, которые поступают на вход делителя

2частоты, на выходе которого формируются тактовые импульсы с периодом следования 1/с. Эти импульсы через элемент20 задержки и элемент И 13 при положении переключателя 26 СЧЕТ поступают на С-вход счетчика 41 блокЗ

3отсчета времени.

Счетчики 41-45 блока 3 отсчета времени подсчитывают тактовые импульсы. Информация с выхода счетчиков 41-45 поступает на коммутатор 5. На индикаторе 8 при положении переключателя 29 ВРЕМЯ отображается текущее время часов, минут, секунд, а при положении переключателя 29 ДАТА - 45 дни, месяцы, секунды.

При установке начального значения времени переключатель 26 устанавливается в положение УСТАН1.1 При этом формирователь 22 вырабатывает импульс- 50 ный сигнал, устанавливающий счетчик 38 наборного устройства 6 в нулевое состояние и запрещающий прохождение тактовых секундных импульсов через элемент И 13. Путем последовательно30

35

40

715

ры 36 на первой группе выходов шифратора 37 наборного устройства 6 формируется четырехразрядный двоичный код, поступающий на D-входы счетчиков 41-45 блока 3 отсчета времени. Одновременно на втором выходе шифратора 37 формируются сигналы наличия кода j поступающие на С-вход счетчика 38 и через элемент 40 задержки - на стробирующий вход дешифратора 39, на информационный вход которого подается код с выхода, счетчика 38 наборного устройства 6. По сигналам с выхода дешифратора 39 наборного устройства 6 набираемая информация значения начального времени последовательно записывается в счетчики 44, 45, 43, 42 и 41 блока 3 отсчета времени и на индикаторе 8 отображаются часы, минуты, секунды, а при установке переключателя 29 в положение ДАТА - дни, месяцы, секунды, значения начального времени,

При установке переключателя 25 в положение СЧЕТ разрешается прохождение тактовых секундных импульсов с выхода элемента 20 задержки через элемент И 13 на С-вход счетчика 41 блока 3 отсчета времени и осуществляется отсчет текущего времени.

В режиме Функционального контроля переключатель 28 устанавливается в положение КОНТРОЛЬ и по сигналу с второго его выхода на выходе формирователя 24 появляется импульсный сигнал, который, проходя через элемент ИЛИ 18, устанавливает счетчик 46 распределителя 9 импульсов в нулевое состояние, а кроме того, запрещается прохождение выходных управляющих сигналов обмена через элементы И 15-17 (выходы 32 - 34), запрещается прием входных сигналов управления (вход ЗЬ) через первую структуру И элемента И-ИЛИ 12 и1 разрешается прохождение сигналов от переключателя 27 через вторую структуру элемента И-ИЛИ 1 2 на вход распределителя 9 импульсов.

При последовательном нажатии переключателя 27 сигналы проходят через элемент И-ИЛИ 12 на С-вход счетчика 46 и через элемент, 48 задержки - на стробирующий вход дешифратора 47 распределителя 9 импульсов. По сигналам с выхода дешифратора 47 разрешается последовательное прохождение информации о состоянии счетчи

0

0

5

9801

0

5

0

45

50

55

8

ков 41 - 45 блока 3 отсчета времени -через коммутатор 4 и на индикаторе 7 последовательно высвечивается двоичный код, соответствующий состоянию одного из счетчиков 41 - 45.

Вывод информации текущего времени во внешнее устройство осуществляется по асинхронному интерфейсу-0 - Переключатель 28 устанавливается в положение РАБОТА и по высокому уровню сигнала на первом его выходе на выходе формирователя.23 появляется импульсный сигнал, устанавливающий счетчик 46 распределителя 9 импульсов в нулевое состояние, разрешается прохождение входных сигналов управления (вход 31) через первую структуру элемента И-ИЛИ 12 и вывод выходных сигналов обмена через элементы И 15-1,7 (выходы 32 - 34),а по низкому сигналу на втором выходе переключателя 28-запрещается прохождение сигналов от переключателя 27 через вторую структуру элемента И-ИЛИ 12.

При отсутствии от внешнего устрой- ства сигнала о готовности к приему информации, поступающего по входу 30 управления, на выходе элемента НЕ 19 - высокий уровень сигнала, и тактовый секундный импульс с выхода делителя 2 частоты (фиг,5а, момент времени t1 - Јэ) через элемент И-ИЛИ I I поступает на R-вход триггера 10 (фиг.5в, t -C.), устанавливая его в нулевое состояние. Через промежуток времени, равньй величине 23 элемента 20 задержки через элемент И 13 (переключатель 26 в положении СЧЕТ) сигнал поступает на С-вход триггера 10 (фиг, 56, t ) и счетчика 4 (блока 3 отсчета времени). Триггер 10 устанавливается в единичное состояние и сигнал с его единичного выхода через элемент И 16 (выход 32) поступает во внешнее устройство, сигнализируя о готовности электронных часов и передаче информации (фиг. 5г, t1).

С целью исключения возможности искажения информации в момент ее вывода во внешнее устройство при поступлении тактового секундного импульса на вход блока 3 отсчета времени величина задержки ( Јъ) сигнала на элементе 20 задержки должна быть больше или равна времени вывода информации во внешнее устройство, которое для современных

915

каналов обмена составляет порядка 20 - 100 мкс.

При поступлении от внешнего устройства сигнала о готовности к приему информации (вход 30 управления) в момент времени t r t t 3(фиг.5д запрещается прохождение тактовых импульсов с выхода делит еля 2 частоты на R-вход триггера 10 через элемент И-ИЛИ 11 и разрешается прохождение через элемент И,14 от внешнего устройства по входу 3 управления (фиг.5е) сигналов, запрашивающих информацию от электронных часов.

Эти сигналы проходят через элемент И 14 и элемент И-ИЛИ 12 на С-вход счетчика 46 и через элемент 48 задержки - на стробирующий вход дешифратора 46 распределителя 9 импульсов. Сигналы с первой группы выходов распределителя 9 импульсов (первая группа выходов дешифратора 47) разрешают поочередное прохождение информации о состоянии счетчиков 41-45 блока 3 отсчета времени через коммутатор 4 во внешнее устройство по информационной шине 35. Эта информация сопровождается сигналом на выходе 33 управления (фиг.5ж), указывающем на наличие информации на информационной шине 35,.

Данные сигналы формируются из сигналов на выходе элемента И 14 с помощью элемента И 15 и элемента 21 задержки. Использование элемента задержки вызвано необходимостью выдачи сигнала сопровождения после установления информации на выходе устройства (информационная шина 35). После пере- дачи этой информации при поступлении следующего сигнала по входу 31 управления на втором (п+1) выходе дешифратора 47 распределителя 9 импульсов появляется сигнал, поступающий через элемент И 17 во внешнее устройство по выходу 34 управления (фиг.5и).

Этот сигнал указывает на окончание передачи информации. По его окон- 5Q после появления сигнала на выходе 32

чании формирователь 25 вырабатывает импульсный сигнал, устанавливающий через элемент И-ИЛИ 11 (фиг.5в,момент времени t) в нулевое состояние триггер 10 и через элемент ИЛИ 18 - счетчик 46 распределителя 9 импуль- -сов. На этом оканчивается процесс вывода информации во внешнее устройство.

I 1

) после уста- в единичное сос55

управления (фиг.7, t новления триггера 10 тояние. Вывод информации осуществляется аналогично изложенному.

Использование предлагаемых электронных часов позволяет повысить достоверность информации, выводимой во внешнее устройство. Это достигается тем, что в предлагаемых часах за

10

0

5

0

о

Следующим тактовым секундным импульсом на выходе элемента И 13 (фиг.56,t 1 ) триггер 10 устанавли- вается в единичное состояние (фиг.5г, t )Ч1) и электронные часы вновь готовы к выдаче информации.

Устройство при поступлении сигнала по входу 30 управления в различные моменты времени относительно появления сигнала готовности к выводу информации из электронных часов (выход 32 управления) работает следующим образом.

-На фиг.6 приведены временные диаграммы порядка обмена информацией для случая, когда от внешнего устройства сигнал о готовности к обмену информацией (вход 30 управления) поступает в момент времени, близкий к появлению тактового секундного импульса на выходе делителя 2 частоты. В этом случае сигнал на выходе 32 управления не снимается вследствие

5 того, что нулевой сигнал на выходе элемента НЕ 19 блокирует прохождение сигнала с выхода делителя 2 частоты на R-вход триггера 10 в момент времени t - 3 Аналогично изложение0 му происходит вывод информации из электронных часов во внешнее устройство по сигналам запроса на входе 31 управления. По окончании вывода информации триггер 10 устанавливает, ся в нулевое состояние. По сигналу на выходе .элемента И 13,(фиг.6,момент времени ) триггер 10 устанавливается в единичное состояние, а счетчик 41 блока отсчета времени 3 переключается в следующее состояние.

На фиг.7 приведены временные диаграммы порядка обмена информацией для случая, когда сигнал о готовности к обмену информацией (вход 30 управле5 ния) от внешнего устройства поступает в момент времени, когда отсутствует сигнал на выходе 32 управления. В этом случае вывод информации во внешнее устройство начинается только

после появления сигнала на выходе 32

I 1

) после уста- в единичное сос

управления (фиг.7, t новления триггера 10 тояние. Вывод информации осуществляется аналогично изложенному.

Использование предлагаемых электронных часов позволяет повысить достоверность информации, выводимой во внешнее устройство. Это достигается тем, что в предлагаемых часах за

счет использования элемента задержки обеспечивается формирование сигнала готовности устройства к передаче значения текущего времени на период гарантированного вывода информации без ее искажения. Сигнал готовности устройства на выходе триггера снимается на определенное время, определяемое элементом задержки, перед появлением тактового секундного импульса, вследствие чего не происходит передача информации текущего времени, если сигнал готовности внешнего устройства к приему информации появляется позже сигнала на выходе делителя частоты. В том случае, если внешнее устройство выставило сигнал готовности к приему информации и после этого появился сигнал на выходе делителя частоты, то сигнал готовности устройства к передаче информации не снимается и происходит вывод информации текущего времени и только после этого снимается сигнал готовности устройства.

Формула изобретения

Электронные часы, содержащие кварцевый генератор,делитель частоты,блок отсчета времени, первый и второй коммутаторы, распределитель импульсов, наборное устройство, триггер,первый, второй, третий и четвертый формирователи, первый и второй индикаторы,элемент И, элемент ИЛИ, элемент И7ИЛИ, первый и второй переключатели, две шины управления, две выходных шины, выход кварцевого генератора соединен с входом делителя частоты,первый вход элемента И соединен с первым переключателем и входом первого формирователя, выход элемента И подключен к С-входу триггера и первому входу блока отсчета времени, группа выходов которого соединена с первыми группами входов первого и второго коммутаторов, выход первого коммутатора является.информационным выходом устройства и соединен с первым индикатором, выход второго коммутатора соединен с вторым индикатором,вторая группа входов первого коммутатора подключена к первой группе выходов распределителя импульсов, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а второй вход - с выходом элемента И-ИЛИ, первый вход

5

5

первой структуры И которого подключен к первому выходу второго переключателя и через второй формирователь - к первому входу элемента ИЛИ, первый вход второй структуры И соединен с вторым выходом второго переключателя и через третий формирователь с вторым входом элемента ИЛИ, отличающиеся тем, что,с целью повышения достоверности выводимой во внешнее устройство информации, введены второй элемент И-ИЛИ,первый и второй элементы задержки, второй, третий, четвертый и пятый элементы И, элемент НЕ, третий и четвертый переключатели, вход первого элемента задержки соединен с выходом делителя частоты и первым входом первой струк- туры И второго элемента И-ИЛИ,второй вход которой подключен к выходу элемента НЕ, вход элемента НЕ соединен с первой шиной управления и первым - входам второго элемента И, второй вход которого соединен с второй шиной управления, а третий вход - с выходом триггера и первым входом третьего элемента И, выход второго элемента И соединен с вторым входом второй структуры И первого элемента И-ИЛИ, первым входом четвертого элемента И и через второй элемент задержки - с вторым входом четвертого элемента И, выход первого элемента задержки подключен к второму входу первого элемента И, выход первого формирователя соединен с входом наборного устройства, первая группа выходов которого соединена с первой группой входов блока отсчета времени, а вторая группа выходов - с второй группой входов блока отсчета времени, второй выход распределителя импульсов соединен с первым входом пятого элемента И и че- с рез четвертый формирователь - с

третьим входом элемента ИЛИ и входом второй структуры И второго элемента И-ИЛИ, второй выход второго переключателя подключен к третьему входу четвертого элемента И и вторым входам третьего и пятого элементов И,третий переключатель соединен с вторым входом второго коммутатора, четвертый переключатель соединен с вторым входом второй структуры И первого элемента И-ИЛИ, а выход второго элемента И-ИЛИ соединен с R-входом триггера.

0

5

0

0

5

Фиг, 2

Фиг.З

г:

I±S

риггероЮ дыхоозг управл. MoffM ипрабл. &0(4

fe упри

ВЬ1ХОд35

выходя улрадл.

а

пппп

п п п п п /п

ППППП1

ii

UL1

iPri 1

г, f

и/

Фигм

-f

I I г-1и/

Фиг.5

i i ш Г-Tj tl« t

Jn/од

OuuaitM

частоты

с-вход . oti

Л