Устройство для сопряжения вычислительной машины с датчиками Советский патент 1990 года по МПК G06F13/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для автоматизированных систем группового управления технологическими процессами, устройствами (манипуляторами, накопителями и т.д.) в реальном масштабе времени.

Цель изобретения - сокращение оборудования.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - схема передатчика; на фиг.З - схема приемника.

Устройство для сопряжения вычислительной машины с датчиками (фиг„1) содержит группу формирователей 1 импульсов, мультиплексор 2, элемент ИЛИ 3, триггер 4, группу регистров 5, элемент 6 задержки, приемник 7,

дешифратор 8, передатчик 9 и счетчик 10,

Передатчик 9 (фиг.2) содержит генератор 11 импульсов, счетчик 12, триггер 13, элемент И 14, формирователь 15 импульсов, регистр 16 сдвига, элемент И 17, блок 18 развязки, элемент ИЛИ 19, узел 20 контроля четности 8.

Приемник 7 (фиг.З) содержит генератор 21 импульсов, счетчик 22,триггер 23, формирователь 24 импульсов, элемент И 25, блок 26 развязки, регистр 27 сдвига и узел 28 контроля четности.

Устройство работает следующим образом

Срабатывание любого датчика вызывает появление перепада напряже05

ел

ю

4

сл

,ния на входе связанного с ним форми- рователя группы формирователей 1 импульсов. Последний формирует импульс малой длительности, который проходит через эле мент ИЛИ 3 на триггер 4. Высокий потенциал с выхода триггера 4 включает передатчик 9, который пре образовывает сигналы, поступающие с мультиплексора 2 и счетчика 10, в последовательный код, поступающий на выход устройства в линию связи с ЭВМ. Кроме того, передатчик 9 формирует один стартовый импульс и два стоповых.

Во время передачи сообщения (байта) или в момент передачи стоповых бит передатчик 9 формирует сигнал, поступающий на счетчик 10, изменяет его состояние и состояние связанного со счетчиком 10 мультиплексора 2. В результате к входам передатчика 9 оказьшаются последовательно подключенными все входы устройства. Поскольку передатчик 9 работает непрерывно, состояние сигналов со всех К входов устройства последовательно, по группам, передается в ЭВМ.

Как только в интерфейс ЭВМ введена информация от устройства (от датчиков), автоматически устанавливается требование на обслуживание процессором. Процессор анализирует полученные данные (код группы датчиков и их состояни.е) ,и, если требуется, формирует управляющее воздействие, которое также вьщает в данный интерфейс.

Поскольку длительность цикла обращения процессора к интерфейсу в 200-300 раз меньше длительности передачи байта, процессор успевает опросить и выдать ответную информацию в несколько интерфейсов или другие устройства ЭВМ, прежде чем поступят данные о следующей группе датчиков.

Управляющая команда, сформированная процессором, вьщается в интерфейс, который осуществляет передачу данных зтравления от ЭВМ в последовательном койе так же, как и передатчик 9.

Приемник 7 устройства по второй линии связи обеспечивает приём информации от ЭВМ,преобразование ее в параллельный код и вьщачу на входы всех регистров 5 и на входы дешифртора 8. В момент вьвдачи приемником. 7 сигнала окончания приема (момента получения стоповых бит), поступающего на управляющий вход дешифратора 8, последний выдает сигнал записи на вход соответствующего регистра группы регистров 5, в который и записывается принятая информация. В результате на соответствующих выходах группы регистров 5 изменяются сигналы, используемые для управления объектом. Еще один выход группы регистров 5 подключен к входу эле- 5 мента 6 задержки и используется для управления работой передатчика 9 в следующих случаях.

Во-первых, для остановки циклической работы передатчика 9. После то- 0 го, как процессором принята информа- 1ЩЯ о состоянии всех входов (датчиков) , ЭВМ формирует на дополнительном выходе группы регистров 5 перепад сигнала с высокого уровня в низкий, 5 который поступает на элемент 6 задержки. Последний задерживает этот сигнал на время, необходимое для передачи данных со всех входов (время задержки отсчитывается от момента последнего сработавшего датчика), и сбрасывает триггер 4, который останавливает работу передатчика 9.

Во-вторых, когда по запросу ЭШ требуется опросить входы устройства. В этом случае ЭВМ устанавливает на 35 том же выходе группы регистров 5 высокий уровень сигнала, поступающий на второй вход управления передатчика 9. Последний начинает передавать данные последовательно, по группам, в ЭВМ до момента снятия высокого уровня сигнала на его управляю-, щих входах.

Передатчик 9 работает следующим образом. Сигнал запуска (логической 1) поступает на один из входов управления и через элемент ИЛИ 19 элемент И 14 запускает формирователь 15 импульсов. Сигнал логического О с инверсного выхода триггера 13 свиде- 5 тельствует о выдаче данных в линию связи и запрещает прохождение сигнала управления (запуска) через эле- . мент И 14. После выдачи данных в линию связи триггер 13 сбрасывается 55 счетчиком и инверсным выходом разрешает прохождение сигнала запуска через элемент И 14. Импульс с формирователя 15 передним фронтом вновь ус0

40

танавливает триггер .13 и одновременно загружает в регистр 16 данные с информационных входов передатчика 9 стартовые и стоповые сигналы, а также сигнал с выхода узла 20 контроля четности. Для этого сигнал с выхода узла 20 контроля четности формируется на основании сигналов, поступающих с информационных входов, и обе- спечивает формирование в линии связи посылки, например, только с четным количеством сигналов логической 1

Триггер 13 передним фронтом сиг- нала с формирователя 15 устанавливается в состояние, разрешающее работу счетчика 12 и выход информации (стартового бита) через элемент И 17 и выходной блок 18 в линию связи с ЭВМ. Через каждых 16 тактовых импульсов с генератора .11, что соответствует длительности одного бита, счетчик 12 выдает в регистр 16 сигналы сдвига, обеспечивающие последова- тельный выход информации из регистра 16 сдвига в линию связи. После отсчета числа бит, соответствующих требуемой посылке, счетчик 12 вьща- ет сигнал, сбрасывающий триггер 13, который запрещает работу счетчика 12 и разрешает подготовку к передаче следующего байта информации (при условии высокого уровня сигналов на одном из входов передатчика 9). По- скольку задним фронтом сигнал с формирователя 15 импульсов поступает на счетчик 10 и переводит его в следующее состояние, то 8-п входов передатчика 9 оказьюается подключенным к другим входам устройства. На п входах передатчика 9 информация также изменяется. Таким образом, в следующем цикле формируется и передается байт данных о следующей группе дат- чиков.

Приемник 7 работает следующим образом. При поступлении с линии приема от ЭВМ стартового бита (он при - ходит логическим путем) и прохожде- НИИ его через блок 26, обеспечивающий согласование уровней сигналов и гальваническую развязку, включается счетчик 22 (синхронизатор приема) . После отсчета счетчиком 22 интервала времени, равного половине битового, он сбрасывает триггер 23 (дискриминатор длительности стартового бита) и одновременно производит

ввод информации в сдвиговьш регистр 27, поступающей с блока 26.

Если длительность входного сигнала меньше половины длительности бита, счетчик 22 не сбрасывает триггер 23. Таким образом, осуществляется вьщеление стартового бита от возможных помех в линии связи устройётва с ЭВМ.

После сброса триггера 23 последний разрешает дальнейшую работу счетчика 22 независимо от уровня входного сигнала и приемник 7 принимает любую посылку. Далее счетчик 22 отсчитывает число сдвигов, например 11 импульсов сдвига (стартовый бит, 8 бит данных 2 стоповых бит) или 12 импульсов сдвига (при добавлении бита контроля четности), и устанавливает на выходе триггера 23 сигнал логической 1. Последний сбрасывает счетчик 22 и запускает формирователь 24. 14мпульс с формирователя 24 проходит через элемент И 25 на управляк)щий выход приемника в случае наличия разрешающих сигналов на остальных входах этого элемента, поступающих с регистра 27 (стоповые биты) и узла 28 контроля четности (подтверждение четности принятой посыпки). Управляющий сигнал приемника 7, пройдя элемент И 25, подается через дешифратор 8 устройства и обеспечивает запись полученной информации в выбран- ный дешифратором 8 регистр группы регистров 5.

Формула изобретения

1. Устройство для сопряжения вычислительной машины с датчиками, содержащее группу формирователей им- . пульсов, мультиплексор, элемент ИЛИ, триггер и группу регистров,причем группа входов устройства для сопряжения с датчиками соединена с группой информационных входов мультиплексора и с входами формирователей импульсов группы, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом триггера, ьыходы регистров группы являются группой выходов устройства для сопряжения с датчикам, отличающееся тем, что, с целью сокращения оборудования, устройство содержит элемент задержки, приемник, дешифратор, счетчик и передатчик,причем группа выходов приемника соединена с группами информационных входов регистр ов группы, тактовые входы которых соединены с выходами дешиф- ратора, управляющий вход и группа нн формационных входов которого соединены соответственно с выходом и с группой выходов приемника, входы которого являются группой входов уст- ройства для сопряжения с вычислительной машиной, группа выходов мультиплексора и группа выходов счетчика соединена через соответствующее МОНТАЖНОЕ ИЛИ с группой входов передат- чика, первый управляющий вход которого соединен с выходом триггера,вход сброса которого соединен с выходом элемента задержки, первый и второй входы которого соединены с выходом последнего регистра группы и с выхо-, дом элемента ИЛИ соответственно,второй управляющий вход передатчика соединен с выходом последнего регистра группы, группа выходов передат- чика является группой выходов уст- , ройства для сопряжения с вычислительной машиной, выход передатчика -соединен со счетным входом счетчика, группа выходов которого соедине- на с группой адресных входов мультиплексора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приемник содержит блок развязки,счетчик, генератор импульсов, триггер, формирователь импульсов, элемент И, узел контроля четности и регистр сдвига, причем группа входов приемника соединена с группой входов блока развяз- ки, выход которого соединен, с входами разрешения работы счетчика и регистра сдвига, грзшпа информационных выходов регистра сдвига соединена с группой входов узла контроля четкости и является группой выходов приемника, выход которого соединен с выходом элемента И, первый и второй входы которого соединены соответ ственно с первым и вторым информационными выходами регистра сдвига, тре тий информационный выход которого соединен с входом узла контроля чет

. Q 5 2о 25 Q

.

35

50

ности, выход последнего разряда счетчика соединен с входом сдвига регистра сдвига и с единичным входом триггера, выход которого соединен с входом сброса счетчика и с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с третьим входом элемента И, четвертый вход которого соединен с выходом узла контроля четности, выход переполнения счетчика соединен с входом сброса триггера, выход генератора импульсов соединен со счетным входом счетчика.

3. Устройство по П.1, отличающееся тем, что передатчик содержит счетчик, генератор импульсов, узел контроля четности, регистр сдвига, два элемента И, блок развязок, формирователь импульсов, элемент ШШ и триггер, причем группа входов передатчика соединена с входами узла контроля четности и с группой входов регистра сдвига, выход переполнения которого соединен с первым BXOJ- дом первого элемента И, выход которого соединен с входом блока развязки, выходы которого явля- ются группой выходов передатчика, первый и второй управляющие входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с единичным входом триггера, с выходом передатчика и с входом разрешения записи регистра сдвига, вход сдвига которого соединен с первым выходом счетчика, второй выход которого соединен с входом сброса триггера, прямой выход которого соединен с входом разрешения работы счетчика и с вторым входом первого элемента И, счетный вход счетчика соединен с выходом генератора импульсов, выход узла контроля четности соединен с входом регистра сдвига, инверсный выход триггера соединен с вторым входом второго элемента И.

Фиг.1

Фиг. г

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для автоматизированных систем группового управления технологическими устройствами (манипуляторами, накопителями и т.д.) в реальном масштабе времени, особенно когда имеется большое число подлежащих управлению и контролю объектов (датчиков), дистанционно удаленных от информационно- управляющей ЭВМ. Целью изобретения является сокращение оборудования. Устройство содержит группу формирователей импульсов, мультиплексор, элемент ИЛИ, триггер, группу регистров, приемник, дешифратор, передатчик, счетчик. Устройство осуществляет передачу информационных и управляющих сигналов к объекту, удаленному от ЭВМ, обеспечивает передачу данных и при одновременном срабатывании нескольких датчиков. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.