Устройство для ввода информации Советский патент 1992 года по МПК G06F3/05 G06F3/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для сбора и экспресс-обработки информации от аналоговых и цифровых датчиков.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 приведен пример реализации блока оперативной памяти; на фиг. 3 - блок микропрограммного управления.

На фиг. 1 обозначены аналоговые датчики 1, блок 2 нормировки, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, генератор 4 им- пульсов, управляемый делитель 5 частоты, элемент 6 задержки, шина 7 данных, регистр 8 адреса, блок микропрограммного управления (БМУ) 9, блок 10 оперативной памяти, блок 11 буферной памяти, дешифратор 12, шина 13 управления, мультиплексор 14, парафазный усилитель 15, буферный р&- гистр 16, блок 17 сопряжения, цифровые

датчики 18, блок 19 сбрра и обработки данных (процессор сбора данных ПСБД).

На фиг. 2 обозначены два регистра 20, 21 адреса и узел 22 оперативной памяти.

На фиг. 3 обозначены шинный формирователь 23, узел 24 управления последовательностью микрокоманд, регистр 25 адреса микрокоманд, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 26.

Устройство работает следующим образом.

Прежде чем начать процедуру сбора данных, осуществляется загрузка блока 10 оперативной памяти от центрального процессора (внешнего по отношению к данному устройству). Для этого на вход данных блока 10 поступают данные, на вход адреса - адрес ячеек блока памяти, на вход записи - сигнал записи. Под воздействием сигнала записи код адреса передается через регистр 21 адреса (фиг. 2) на адресный вход узла 22 оперативной памяти, определяя адрес ячейки, в которую записываются данные. Тот же сигнал записи записывает данные в выбрэнс;

Ё

О

ел о

ную.ячейку. Регистр 21 с тремя состояниями на выходе отключается от адресного входа узла 22 в отсутствие сигнала записи. В качестве блока 10 оперативной памяти может быть использовано постоянное запоминаю- 5 щее устройство (ПЗУ), тогда операция начальной загрузки отсутствует. Информация блока 10 определяет порядок опроса каналов, режим подавления синфазных помех, тип опрашиваемого канала (аналоговый или 10 цифровой), частоту дискретизации АЦП 3, режим работы блока 2 нормировки. Порядок работы устройства определяется программной работы ЕМУ 9. Эта программа зашита в ПЗУ 26 (фиг. 3) и содержит инст- 15 рукции для работы блоков устройства. В на- чал-ьный момент регистр 25 адреса микрокоманд сбрасывается в ноль, указыая на нулевую ячейку памяти блока 26. С нулевс; о адреса ПЗУ 26 располагается про- 20 грамма, по которой процессор 19 сбора данных опрашивает определенную ячейку блока 10 и анализирует один из ее битов, Если бит установлен, что говорит о завершении процедуры начальной загрузки, то про- 25 цессор. 19 формирует на выходе нулевого результата сигнал, получив который, узел 24 изменит содержимое регистра 25. Таким образом, как только блок 1Q памяти заполнен, блок 9 микропрограммного управления 30 переходит на другую программу работы - программу сбора и экспресс-обработки. В качестве узла 24 может быть использована микросхема К1804ВУ4, а блока 19 - К1804ВС1,.35

Поясним рэботу.устройства по програм ме сбора и экспресс-обработки. Работа наинается с чтения константы из блока 10 оперативной памяти. Для этого БМУ 9 выставляет на шину 13 управления адрес бло- 40 ка 10, который дешифрируется дешифратором 12. Дешифратор 12 формирует импульс записи, поступающий в блок1 10 оперативной памяти. Хроме этого, БМУ 9 выставляет для процессора 19 команду за- 45 писи, по которой содержимое одного из его внутренних регистров, в котором хранится адрес текущей ячейки блока 10, выдается на шину данных. Содержимое регистра поступает по шине данных на вход регистра 20 50 адреса и записывается в него- по фронту импульса записи. С выхода регистра 20 адрес подается на адресный вход узла 22 оперативной памяти. На следующем шаге БМУ

9выставляет на шину 13 команду чтения для 55 блока 19 и сигнал чтения для блока 10. Блок

10оперативной памяти выставляет на шину данных содержимое ячейки, адрес которой записан в регистр 20, а блок 19 читает эти данные с шичы 7 данных. После этого блок

19 под управлением БМУ 9 начинает анализировать принятые данные. Данные содержат информацию о том, какой из элементов 2, 5, 8, 17 программируется. О завершении анализа блок 19 сообщает БМУ 9 по выходу нулевого результата, После этого БМУ 9 выставляет на вход дешифратора 12 адрес одного из блоков 2, 5, 8 или 17 и команду записи для блока 19, по которой процессор сбора данных выставляет на шину 7 константу (в простейшем случае ту же, что и считана из блока 10 оперативной памяти). В зависимости от того, какой блок дешифрирован, на одном из выходов дешифратора 12 появляется строб-импульс, по фронту которого код с шины данных будет записан в один из блоков 2, 5, 8 или 17, определяя режим его работы. Цикл, начинающийся чтением константы из блока 10 оперативной памяти, заканчивается после того, как регистры всех вышеназванных блоков будут за-, гружены . Константа, записанная в регистр блока 2 нормировки, согласует динамический диапазон сигнала на входе блока 2 (амплитуда и смещение относительно нуля) с динамическим диапазоном АЦП 3, а в регистр делителя 5 -однозначно определяет временной интервал между предыдущим и последующим интервалами запуска АЦП 3, в регистр 8 - номер подключенного аналогового канала или номера двух каналов в режиме подавления синфазных помех, в регистр блока 17 сопряжения - номер подключенного цифрового канала. Если частота дискретизации сигналов всех датчиков 1 одинакова, то загрузить регистр управляемого делителя 5 частоты следует всего один раз перед началом работы. То же самоё относится к блокам 2, 8 или 17, если соответственно одинаков динамический диапазон сигналов всех опрашиваемых аналоговых датчиков, подключается лишь один аналоговый канал, один цифровой .канал.

Сигнал от датчика, подключенного к выбранному в данный момент каналу, преобразованный в блоке 2 нормировки, поступает на вход АЦП 3. С приходом импульса запуска с выхода управляемого делителя 5 частоты на выходе АЦП 3 появляется цифровой код, пропорциональный напряжению сигнала на входе. Импульс запуска, задержанный элементом 6 задержки на время преобразования АЦП, записывает этот код в буферный регистр 16 (например, 1533 ИР 33), одновременно импульс. С выхода элемента 6 задержки поступает на БМУ 9, оповещая о готовности данных;

Под управлением БМУ 9 процессор 10 считывает по шине 7 данных цифровой код из буферного регистра 16. Если программа

работы БМУ 9 не предусматривает никаких действий надданными, то под управлением блока 9 процессор 19 записывает этот код в блок 11 буферной памяти. При этом на выходе блока 11 буферной памяти появляется сигнал готовности, оповещающий внешний процессор о том, что в устройстве появились данные для считывания.

Режим работы с цифровыми каналами также задается информацией, записанной в блоке 10 оперативной памяти. При этом нет необходимости записывать коды управления в регистр 8, блоки 2 и 5. Следует лишь запрограммировать работу блока 17 сопряжения. Для этого блок 9 выставляет на шину 13 у п равл е ния адрес этого блока и команду записи для процессора 19. После дешифрации импульсом записи с выхода дешифратора 12 данные выставления процессором 19 будут записаны в блок 17, определяя режим его работы. Если устройство осуществляет сбор данных только от одного датчика цифровой информации, то программирование блока 17 осуществляется только один раз перед началом работы. В качестве блока 17 может быть использована микросхема 580ВВ55, которая обладает качеством двунаправленной передачи данных. Таким образом, имеется возможность адаптивного: управления теми процессами и устройства- ми, к которым подключены аналоговые и цифровые датчики. Для этого часть цифровых датчиков следует заменить приёмниками цифровой информации (в простейшем случае цифроаналоговыми преобразоватё- лями). Схема адаптивного управления выглядит следующим образом: сбор данных от аналоговых и цифровых датчиков, контроль параметров входной информации, которая пропускается через процессор 19, и, в слу- чае необходимости, выдача команд или управляющих кодов внешним исполнительным элементами устройства, подключенным вместо некоторых цифровых датчиков.

Применение процессора 19 для побайт- ного анализа входной информации.(экстре- мальный анализ, отсев сбойной информации, статистический анализ) повышает надежность устройства, сочетание в одном устройстве аналоговых и цифровых каналов расширяет возможную область его применения.

Формула изобретения

Устройство для ввода информации, содержащее мультиплексор, блок нормиров- ки, аналого-цифровой преобразователь, блоки буферной и оперативной памяти, блок микропрограммного управления, дешифратор, управляемый делитель частоты, генератор импульсов, элемент задержки и

регистр адреса, выходы которого соединены с адресными входами мультиплексора, информационные входы которого являются информационными аналоговыми входами устройства, выход блока нормировки соединен с информационным входом аналого- цифрового преобразователя, выход генератора импульсов соединен с тактовым входом управляемого делителя частоты, выход которого соединен с входом запуска аналого-цифрового преобразователя и входом элемента задержки, первый, второй и третий выходы дешифратора соединены соответственно со стробирующими входами регистра адреса, блока нормировки и управляемого делителя частоты, входы установки регистра адреса, блока нормировки и управляемого делителя частоты объединены двунаправленной шиной данных с информационными входами-выходами блока микропрограммного управления и блока оперативной памяти, информационные выходы, вход чтения и выход готовности блока буферной памяти являются соответственно информационными выходами, входом чтения и выходом готовности устройства, информационные входы, адресные входы первой группы и вход записи блока оперативной памяти являются соответственно ин- формационными входами, адресными входами и входом записи устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит блок сопряжения, парафазный усилитель, буферный регистр и блок сбора и обработки данных, .адресные входы которого через двунаправленную шину управления объединены с адресными входами второй группы блока оперативной памяти, адресными входами блока сопряжения, входами дешифратора и управляющими входами блока микропрограммного управления, выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с информационными входами буферного регистра, выходы которого через двунаправленную шину данных соединены с информационными входами блока буферной памяти, информационными входами- выходами блока сбора и обработки данных, информационными входами-выходами блока сопряжения, первый и второй выходы мультиплексора соединены с входами пара- фазного усилителя, выход которого соединен с информационным входом блока нормировки, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы дешифратора соединены соответственно с входами стробирования блока сопряжения, буферного регистра, входом записи блока буферной памяти и входом готовности блока микропрограммного управления, выход блока сбора и обра- ления, информационные входы-выходы бло- ботки данных соединен с входом стробиро- ка сопряжения являются информационны- ванйя блока микропрограммного управ- ми входами-выходами устройства.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл я, сбора и экспресс-обработки информации от аналоговых и цифровых датчиков. Цель изобретения -- повышение надежности устройства. Устройство позволяет вводить и обрабатывать информацию от аналоговых и цифровых датчиков. Блок сбора и обработки данных, входящий в состав устройства, выполняет побайтный анализ входной информации; например экстремальный, статистический или отсев сбойной информации. Зил.

20

Фиь.г

21

фиг.З