Формирователь импульсов Советский патент 1990 года по МПК H03K5/151 

Изобретение относится к автомати е и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах управления электронных коммутаторах, синхронизаторах и других устройствах.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обес- печения возможности программирования длительности цикла, прерывания цикла с последующим продолжением прернэнного цикла до его завершения, а также многопрограммной работы формирователя импульсов.

На чертеже приведена структурная схема формирователя импульсов.

Формирователь импульсов содержит счетчик 1 импульсов, представляющий собой синхронный двоичный счетчик, запоминающее устройство 2, в качестве которого может использоваться полупроводниковое постоянное или полупостоянное запоминающее устройство любого типа, выходной регистр 3, состоящий из D-триггеров 4.1,4.2,...,4.п и элементов И 5.1, 5.2,...,5.п,коммутатор 6, выполненный в виде элемента И, блок 7 управления, состоящий из генератора 8 импульсов, выполненного на элементах И-НЕ с времязадающей цепочкой по типовой схеме, и регистра 9 номера программы, выполненного на D-триггерах с общим тактовым входом, первый 10 и второй II RS-триг геры, первый 12 и второй 13 элементы ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ 14, входную шину 15 сигнала Сброс, входную шину 16 запускающего сигнала, входную шину 17 сигнала Останов, входные шины 18 кода номера программы и группу выходов 19 формирователя импульсов , являющуюся выходами триггеров 4.1,4.2,.,.,4.п выходного регист- ра 3.

Внешний сигнал Сброс является сигналом начальной установки и предназначен для установки формирователя

импульсов в исходное состояние. Формируется аппаратурой, в состав которой входит формирователь импульсов, при включении питания или в других случаях, определяемых той же аппаратурой. Внешний сигнал Останов предназначен для прекращения работы формирователя импульсов без возвращения его в исходное состояние.

Входная шина 15 сигнала Сброс соединена с первым входом элемента ИЛИ 13, второй вход которого соединен с одним из выходов формирователя импульсов, например с выходом триггера 4. п выходного регистра 3. Входная шина 16 запускающего сигнала соединена с входами установки единицы первог триггера 10 и второго триггера II. Входные шины 18 кода номера программы соединены с информационными входами регистра 9 номера программы. Входная шина 17 сигнала Останов соединена с первым входом первого элемента ИЛИ 12, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ 13 и входом установки нуля второго триггера 1 1 . Выход первого элемента ИЛИ 12 соединен с входом установки нуля первого триггера 10.

Прямой выход первого триггера 10 соединен с вторым входом коммутатора 6, первый вход которого соединен с выходом генератора 8 импульсов, тактовым входом регистра 9 номера программы и тактовыми входами триггеров 4.1, 4.2,...,4.п выходного регистра 3 Выход коммутатора 6 соединен со счетным входом счетчика 1 импульсов. Инверсный выход первого триггера 10 соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 14. Инверсный выход второго триггера I1 соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 14 и вторым входом счетчика 1 импульсов, который является входом установки нуля. Выход элемента ИЛИ-НЕ 14 соединен со вторыми

входами элементов И 5.1,5.2,...,5.п выходного регистра 3} первые входы которых соединены с информационными выходами запоминающего устройства 2, а их выходы - с информационными входами соответствующих триггеров 4.1, 4.2,...,4.п выходного регистра 3.

Выходы счетчика 1 импульсов соединены с адресными входами младших разрядов адреса запоминающего устройства 2, а выходы регистра 9 номера программы - с адресными входами старших разрядов адреса запоминающего устройства 2.

Количество выходов 19 формирователя импульсов и соответственнр количество триггеров 4 и элементов И 5 в выходном регистре 3 определяется максимально необходимым количеством импульсных сигналов, которое может быть использовано в проектируемом устройстве, в состав которого входит формирователь. Количество разрядов счетчика 1 импульсов и соответственно количество адресных входов младших разрядов адреса запоминающего устройства 2 определяются количеством последовательно (во времени) вырабатываемых формирователем импульсных сигналов, необходимых в проектируемом устройстве, в состав которого входит формирователь.

Формирователь импульсов функционирует следующим образом.

Под действием внешнего сигнала Сброс, который с шины 15 через второй элемент ИЛИ 13 поступает на вход установки нуля второго триггера 11 и далее через первый элемент ИЛИ 12 на вход установки нуля первого триггера 10, триггеры 10 и 11 устанавливаются в нулевое состояние. При этом на инверсном выходе второго триггера 11 появляется уровень логической единицы. Этот сигнал поступает на вход установки нуля счетчика 1 импульсов, удерживает его в исходном (сброшенном) состоянии и через элемент ИЛИ-НЕ 14 в виде сигнала логического нуля поступает на вторые входы элементов И 5.1, 5.2,,.,,5.п выходного регистра 3. Уровень логического нуля на входах элементов И 5.1,5.2,...,5.п является запрещающим уровнем и запрещает прохождение сигналов с информационных выходов запоминающего устройства 2 на- информационные входы триггеров 4.1, 4.2,...,4.п выходного регист1580542

0

0

ра 3, создавая на эгкх эходах низкие уровни сигналов.

Генератор 8 импульсов непрерывно вырабатывает импульсы, которые, поступая на тактовые входы триггеров 4.1, 4.2,...,4.п, устанавливают их в нулевое состояние, которое является для формирователя исходным. На прямом выходе первого триггера 10 под действием сигнала Сброс появляется низкий уровень, что соответствует логическому нулю, который, поступая на второй вход коммутатора 6, запрещает про- 5 хождение импульсов генератора 8 на счетный вход счетчика 1 импульсов.

Таким образом формирователь импульсов устанавливается в режим ожидания .

При поступлении с шины 16 внешнего запускающего сигнала на входы установки единицы первого 10 и второго 11 триггеров они устанавливаются в единичное состояние. При этом снимаются запрещающие уровни с входов элементов И 5 коммутатора 6, а также снимается сигнал с вхсда установки нуля счетчика 1 импульсов. Импульсы генератора 8 начинают проходить на счетный вход счетчика 1 импульсов, который перебирает младшие разряды адреса запоминающего устройства 2.

Сигналы, появляющиеся на информационных выходах запоминающего устройства, через элементы И 5 поступают на соответствующие информационные входы триггеров 4 выходного регистра 3 и фиксируются в них с помощью импульсов генератора 8, и на выходах 19 формирователя появляются импульсы, соответствующие той или иной программе, номер которой хранится в регистре 9 номера программы.

5

0

5

0

Когда на одном из выходов формирователя, например на выходе триггера 4.п, появляется сигнал, являющийся признаком конца цикла, он через элемент ИЛИ 13 поступает на вход установки нуля триггера 11 и через элемент ИЛИ 12 на вход установки нуля триггера 1 0 и устанавливает эти триггеры в нулевое состояние, тем самым переводит формирователь импульсов в исходное состояние (аналогично внешнему сигналу Сорос).Момент появления сигнала конц никла определяется программой, записанной в запоминающем устройстве 2. Этим обеспечивается программирование длительности цикла. При поступлении

715805

запускающего сигнала по шине 16 процесс повторяется.

Обычно подобные формирователи используются в устройствах для управления какими-либо узлами. Встречаются узлы, которые требуют на выполнение заданной операции время, большее,чем период следования импульсов генератора 8 формирователя импульсов. При этом в программе формирователя можно предусматривать так называемые

10

пустые такты. Это дает возможность переходить к следующей операции через время, определяемое несколькими так- тами генератора, при условии, что все заданные программой операции выполняются за время одного цикла, а количество пустых тактов можно опреде8

j

Когда управляемый узел закончил выполнение заданной операции, он формирует ответный сигнал, который должен попасть на внешнюю шину 16 запускающего сигнала формирователя. При этом триггер I1 своего состояния не изменяет, а триггер 10 под действием этого сигнала, который поступает на вход установки единицы, устанавливается в единицу и формирователь продолжает выполнение прерванной программы до завершения цикла формирователя.

Так обеспечивается возможность прерывания цикла с последующим продолжением прерванного цикла до его завершения.

Код номера программы, поступающий на группу входных шин 18, попадает

Изобретение может быть использовано в устройствах управления, электронных коммутаторах. Формирователь содержит счетчик импульсов, запоминающее устройство, выходной регистр, включающий триггеры и элементы И, коммутатор и блок управления, в который входит генератор импульсов. С целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности программирования длительности цикла, прерывания цикла, с последующим продолжением прерванного цикла до его завершения, а также многопрограммной работы формирователя импульсов, в него введены шина запускающего сигнала, шина "Останов", шины кода номера программы, первый и второй триггеры, первый и второй элементы ИЛИ и элемент ИЛИ - НЕ, 1 ил.

лить заранее при составлении програм- JQ на информационные входы регистра 9 мы работы формирователя. В тех случаях, когда время выполнения операции в управляемом узле не может быть определено заранее или известно, что

номера программ и фиксируется в нем импульсами генератора 8, соединенно с тактовым входом регистра 9, выход которого соединены со старшими раэ

это время может быть больше длитепьно-25 дами адреса запоминающего устройства 2. сти цикла формирователя, в управляемом узле предусматривают специальный сигнал, который формируется этим узлом при поступлении управляющего сигнала от формирователя и подается на 30 внешнюю шину 17 сигнала Останов. В качестве такого внешнего сигнала может быть использован один из выходов 19 формирователя импульсов, котоЕспи длительность сигналов на входных шинах 18 больше или равна длительности цикла формирователя и этот сигнал установлен хотя бы одновременно с запускающими сигналами, то формирователь отрабатывает одну программу. Возможное количество программ определяется разрядностью запоминающего устройства 2 регистра 9 и входрый в этом случае необходимо соединить ными шинами 18. с внешней шиной 17.

По сигналу Останов, поступающему с внешней шины 17 через элемент ИЛИ 12 на вход установки нуля григге- до се выполнения цикла формирователь выЕсли длительность сигнала хотя бы одного разряда входных шин 18 меньше длительности цикла формирователя,то при изменении этого сигнала в процесра 10, этот триггер устанавливается в нулевое состояние. При этом через коммутатор 6 на счетный вход счетчика 1 импульсов прекращается подача импульсов генератора 8. Сигнал на инверсном выходе триггера 10 через элемент ИЛИ-НЕ 14 запрещает подачу сигналов с информационных выходов запоминающего устройства 2 через элементы И 5 на информационные входы триггеров 4 выходного регистра 3. На выходах 19 формирователя снимаются выходные сигналы, и формирователь останавливается. Однако счетчик I импульсов хранит число, соответствующее прошедшему числу импульсов генератора 8f т.е. хранит адрес запоминающего устройства 2, на котором произошел останов программы.

45

50

55

полняет переход на другую программу. Этим обеспечивается возможность многопрограммной работы.

Предлагаемый формирователь позволяет проектировать более совершеннные устройства, обладающие большими функциональными возможностями, что ведет к уменьшению объема создаваемой аппаратуры и, как следствие, к уменьшению ее энергопотребления.

Формула изобретения

Формирователь импульсов, содержащий счетчик импульсов, запоминающее устройство, выходной регистр, включающий триггеры и элементы И, коммутатор и блок управления, в который входит генератор импульсов, причем перна информационные входы регистра 9

номера программ и фиксируется в нем импульсами генератора 8, соединенного с тактовым входом регистра 9, выходы которого соединены со старшими раэрядами адреса запоминающего устройства 2

Еспи длительность сигналов на входных шинах 18 больше или равна длительности цикла формирователя и этот сигнал установлен хотя бы одновременно с запускающими сигналами, то формирователь отрабатывает одну программу. Возможное количество программ определяется разрядностью запоминающего устройства 2 регистра 9 и входными шинами 18.

се выполнения цикла формирователь выЕсли длительность сигнала хотя бы одного разряда входных шин 18 меньше длительности цикла формирователя,то при изменении этого сигнала в процес5

0

5

полняет переход на другую программу. Этим обеспечивается возможность многопрограммной работы.

Предлагаемый формирователь позволяет проектировать более совершеннные устройства, обладающие большими функциональными возможностями, что ведет к уменьшению объема создаваемой аппаратуры и, как следствие, к уменьшению ее энергопотребления.

Формула изобретения

Формирователь импульсов, содержащий счетчик импульсов, запоминающее устройство, выходной регистр, включающий триггеры и элементы И, коммутатор и блок управления, в который входит генератор импульсов, причем пер

вый выход блока управления соединен с адресными входами старших разрядов адреса запоминающего устройства,второй выход блока управления, являющийся выходом генератора импульсов, соединен с первым входом коммутатора, выход которого соединен с первым входом счетчика импульсов, информационные выходы запоминающего устройства соединены с первыми входами элементов И выходного регистра, выходы которых соединены с информационными входами триггеров выходного регистра, выходы которого являются выходами фор мирователя импульсов, шину Сброс, отличающийся тем , что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности программирования длительности цик- ла, прерывания цикла с последующим продолжением прерванного цикла до его завершения, а также многопрограммной работы формирователя импульсов, в него введены шина запускающего сиг- нала, шина Останов, шины кода номера программы, первый и второй триггеры, первый и второй элементы ИЛИ и элемент ИЛИ-НЕ, причем выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с вторыми входами элементов И выходного регистра, пер- вь й вход элемента ИЛИ-НЕ соединен с инверсным выходом первого триггера,

0

g Q5 0

прямой выход которого соединен с вторым входом коммутатора, вход установки единицы первого триггера соединен с входом установки единицы второго триггера и с шиной запускающего сигнала, вход установки нуля первого триггера соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с шиной сигнала Останов, а второй вход соединен с входом установки нуля второго триггера и с выходом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с шиной сигнала Сброс второй его вход соединен с одним из выходов формирователя, инверсный выход второго триггера соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ и с вторым входом счетчика импульсов, выходы которого соединены с адресными входами младших разрядов адреса запоминающего устройства, тактовые входы триггеров выходного регистра соединены с первым входом коммутатора, а в блок управления введен регистр номера программы, тактовым входом соединенный с выходом генератора импульсов, выходы регистра номера программы являются первым выходом блока управления, а его информационные входы являются входами формирователя импульсов и соединены с шинами кода номера программы.