Устройство для формирования временных интервалов Советский патент 1991 года по МПК H03K3/72 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУ ТП) и системах автоматизации научными экспериментами (САНЭ) и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 1584090.

Цель изобретения - повышение точности формирования временных интервалов.

На фиг.1 приведена электрическая функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит первый и второй программируемые таймеры 1 и 2, первый и второй делители частоты 3 и 4, первый, второй, третий, четвертый триггеры 5,6,7,8, первый и второй элементы ИЛИ 9 и 10, первый и второй элементы И 11 и 12, счетчик 13 импульсов, дешифратор 14, шинный формирователь 15, третий элемент ИЛИ 16, информационно-управляющую шину 17, шину 18 Пуск, элемент задежки 19, четвертый элемент ИЛИ 20, выходную шину 21, тактовую шину 22.

Тактовый вход делителя 4 соединен с выходом первого делителя 3 частоты и тактовым входом второго программируемого таймера 2. Входы установки первого и второго делителей 3 и 4 объединены и соединены с первым выходом дешифратора 14, с первым входом третьего элемента ИЛИ 16 и входом разрешения первого программируемого таймера 1, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ 9 и 10. Прямой выход первого триггера 5 соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ 9, выход которого соединен с первым входом первого элемента И 11, второй вход которого соединен с прямым выходом второго триггера 6, инверсный выход которого соединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ 16, выход

сл

с

о чэ

ю со

Os

ю

которого соединен со входом установки третьего триггера 7, вход предустановки которого соединен с выходом первого элемента И 11. Прямой выход третьего триггера 7 соединен со входом разрешения второго программируемого таймера 2, выход которого соединен с первым входом второго элемента И 12, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ 10, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера 5. Выход второго элемента И 12 -соединен с входом предустановки четвертого триггера 8, вход установки которого соединен со вторым выходом дешифратора 14. Шина 18 Пуск соединена со входом установки счетчика 13 импульсов, со входом установки дешифратора 14, с инверсным выходом четвертого триггера 8 и с выходной шиной 21. Тактовый вход второго делителя 4 соединен с тактовым входом счетчика 13 импульсов, выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора 14. Информационно-управляющая шина 17 соединена с соответствующими информационно-управляющими входами первого и второго программируемого таймеров 1 и 2 и шинного формирователя 15, выходы которого соединены с соответствующими входами первого и второго триггеров 5 и 6, причем выход четвертого элемента ИЛИ 20 соединен с тактовым входом второго программируемого таймера 2, первый вход - с выходом первого делителя 3 частоты, вход которого соединен с тактовой шиной 22, второй вход четвертого элемента ИЛИ 20 через элемент задержки 19 соединен с инверсным выходом третьего триггера 7.

Устройство для формирования временных интервалов работает следующим образом.

На делитель 3 с шины 22 поступает частота f0 100 кГц.

Программируемый таймер 1 производит подсчет секунд (на его тактовый вход с делителя поступает частота f 1 Гц), программируемый таймер 2 подсчитывает число периодов частоты f 10 кГц, которая поступает с делителя 3.

Программируемые таймеры 1,2 могут работать в 3-х режимах.

Первый режим: когда временной интервал определяется суммой целого числа секунд и числом, выражающим дробную часть секунды, т.е. работают первый и второй программируемые таймеры.

Второй режим: когда временной интервал равен целому числу секунд, работает программируемый таймер 1.

Третий режим: когда временной интервал меньше секунды, работает программируемый таймер 2.

Рассмотрим работу устройства для формирования временных интервалов в первом режиме.

После анализа временного интервала по информационно-управляющей шине 17 передается слово-состояния, подготавлива0 ющее работу устройства в одном из трех режимов.

В первом режиме слово-состояния 1001 через шинный формирователь 15 поступает на RS-триггеры 5 и 6 и устанавливает их в

5 состояние, при котором на выходе Q триггера 5 присутствует сигнал логического О, а на выходе Q - сигнал логической 1. Сигнал с выхода Q поступает на.один из входов элемента ИЛИ 9 и разрешает прохождение

0 сигнала с выхода таймера 1 через ее второй вход, а сигнал логической 1 с выхода Q триггера 5, поступая на один вход элемента И 11, запрещает прохождение сигнала таймера по другому входу.

5 Триггер 6 устанавливается в состояние, при котором на выходе присутствует сигнал логической 1. поступающий на один из входов элемента И 11, а на выходе Q уста- навливается сигнал логического О, посту0 пающий на один из входов элемента ИЛИ 16, разрешая прохождение сигнала логического О по ее второму входу. После прохождения команды по шине Пуск 18 происходит загрузка таймеров 1 и 2 и после

5 прихода сигнала с выхода а дешифратора 14 происходит подсчет программируемым таймером 1 числа секунд. После завершения подсчета числа секунд на выходе интервального таймера 1 формируется сигнал логиче0 ского О, который через элементы ИЛИ 9 и И 11 поступает на вход S триггера 7, триггер переключается и на его выходе Q формируется сигнал логической 1, поступающий на вход Р программируемого таймера 2, и раз5 решает подсчет таймером 2. Разрешающий сигнал на входе Р таймера 2 (см. временную диаграмму Р таймера 2 на фиг.2) появится с задержкой т.3ад.1 (которая определяется временем переключения элементов

0 1,9,11.7) относительно заднего фронта импульса тактовой частоты, поступающего с делителя частоты 3 (см. временную диаграмму f 10 кГц на фиг.2) на первый вход элемента ИЛИ 20.

5 Одновременно на инверсном выходе Q триггера 7 формируется сигнал логического О (см. временную диаграмму 5 триггера 7 на фиг.2), который, пройдя элемент задержки 19 через время задержки Тзад.2. которое определяется временем переключения элемента 19, выполненного на элементе ИЛИ (см. временную диаграмму Выход элемента 19 на фиг.2) поступает на второй вход элемента ИЛИ 20, На выходе элемента ИЛИ 20 формируется последовательность им- пульсов, поступающих на тактовый вход программируемого таймера 2, причем задний фронт импульса появляется с временем задержки т.зад.3 относительно сигнала разрешения счета на входе Р таймера 2 (см. временную диаграмму ИТИ таймера 2 на фиг.2), т.е. искусственно формируется задний фронт импульса, являющийся началом отсчета для таймера 2, что позволяет сформировать в первом режиме интервал, когда дробная часть секунды равна одному периоду тактовой частоты f 10 кГц. После подсчета заданного числа периодов частоты f 10 кГц на выходе таймера 2 формируется сигнал логического О, который через эле- мент И 12 поступает на вход S триггера 8, триггер переворачивается, и на его выходе Q появляется сигнал логического О.

Этот сигнал, поступая на управляющие входы счетчика 13 и дешифратора 14. разре- шает их работу. Сигнал с выхода а дешифратора 14 сбрасывает триггер 7 в такое состояние, когда на его выходе Q появляется сигнал логического О, запрещающий работу таймера 2, сбрасывает делители 3,4 в состояние нуля, формируя тем самым начало отсчета.

Сигнал с выхода б дешифратора 14 устанавливает выход Q триггера 8 в состояние логической Г, которое обнуляет счетчик 13 и запрещает его работу.

Таким образом, на выходе триггера 8 формируется сигнал длительностью 1 мс. В момент сигнала логического О на выходе триггера 8 происходит новая загрузка тай- меров следующим значением временного интервала.

Если строб должен появиться через интервал времени меньше одной секунды, то выдается слово-состояние, которое подго- тавливает работу устройства для работы в третьем режиме. Слово-состояние 1010 через шинный формирователь 15 устанавливает триггер 5 в состояние, указанное выше, а триггер 6 устанавливается в состояние.

при котором на выходе Q появляется сигнал логического О, а на выходе Q - сигнал логической 1.

Сигнал с выхода Q триггера 6 через элемент И 11 устанавливает триггер 7 в состояние, при котором на выходе Q формируется сигнал логической 1, разрешающей счет таймеру 2. В этом режиме загрузка таймера 1 не происходит, а работает только таймер 2, после конца счета которого формируется выходной сигнал аналогично первому режиму.

При работе устройства во втором режиме выставляется словосостояние 0101, которое устанавливает триггер 5 в состояние при котором на выходе Q формируется сигнал логической 1, препятствующий прохождению сигнала с таймера 1 через элемент ИЛ И 9, и на выходе (5 формируется сигнал логического О, разрешающий прохождение сигнала с выхода таймера 1 через элемент ИЛИ 10. Триггер 6 устанавливается в состояние, при котором на выходе Q присутствует сиг нал логической 1, а на выходе Q - сигнал логического О

После прохождения сигнала с выхода а дешифратора 14 триггер 7 устанавливается в состояние, при котором на выходе О присутствует сигнал логического О, -апреща- ющий работу таймера 2. Поеяе подсчета числа секунд таймером 1 на его выходе формируется сигнал логического О, который через элемент ИЛИ 10 поступает на элемент И 12, с выхода которого поступает на вход S триггера 8, устанавливая его выход Q в состояние логического О. В дальнейшем работа устройства аналогична первому и третьему режимам.

Формула изобретения

Устройство для формирования временных интервалов по авт.ев № 1584090 отличающееся тем, что, с целью повышения точности формирования временных интервалов, в него введены элемент задержки и четвертый элемент ИЛИ, выход которого соединен с тактовым входом второго программируемого таймера, первый вход - с выходом первого делителя частоты, второй вход через элемент задержки - с инверсным выходом третьего триггера.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных автоматизированных системах управления технологическими процессами, в системах автоматизации научными экспериментами. Цель изобретения - повышение точности формирования временных интервалов - достигается введением элемента 19 задержки, элемента ИЛИ 20 Устройство содержит программируемые таймеры 1,2 делители частоты 3,4, триггеры 5,6,7,8 элементы ИЛИ 9,10,16,20, элементы И 11,12, счетчик 13 импульсов, дешифратор 14, шинный формирователь 15, информационно-управляющую шину 17, шину 18 Пуск, выходную шину 21, тактовую шину 22. 2 ил.

/ ГО кГц

Ртайнера 2

О триггера 7

Выход зленента 19

TI4 тайнера 2

фигА