Устройство для измерения временных интервалов Советский патент 1992 года по МПК G04F10/04 

11

о

10

С

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при измерении временных интервалов. Цель изобретения - упрощение устройства. Устройство для измерения длительности временных интервалов содержит генератор импульсов 1, элемент И 2, формирователь импульсов 3, счетчик импульсов 4, первый 5 и второй 6 регистры, блок сравнения 7, триггер 8 и блок элементов И ТО. Новым является введение элемента ИЛИ-НЕ 9 и выполнение регистров 5 и 6 в виде регистров с третьим состоянием. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

ю

vi

го

00

о о ел

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при измерении временных интервалов.

Известно устройство для измерения временных интервалов, содержащее гене- ратор импульсов, первый элемент И, к первому входу которого подключен выход генератора импульса, формирователь импульсов, элемент НЕ, входную шину, которая соединена с вторым входом первого элемента И, с входом формирователя импульсов и с входом элемента НЕ, первый счетчик импульсов программный блок, датчик интервалов селекции второй счетчик импульсов, тактовый вход которого соединен с тактовым входом первого счетчика импульсов и с выходом первого элемента И, блок сравнения, к первым входам которого подключены выходы датчика интервалов селекции, первый триггер, тактовый вход которого соединен с выходом блока сравнения, второй триггер, единичный выход которого подключен к входу управления второго счетчика импульсов, выход заема которого соединен с входом установки в единичное положение второго триггера, вход сброса которого соединен с входом сброса первого триггера, с входом сброса первого счетчика импульсов, с входом формирователя импульсов и с входом записи второго счетчика импульсов, разрядные выходы которого подключены к вторым входам блока сравнения, второй элемент И, первый вход которого соединен с единичным выходом первого триггера, блок элементов И, к первым вхо- дам которых подключены соответствующие выходы первого счетчика импульсов, выходные шины, которые соединены с выходами соответствующих элементов И блока, к вторым входам которых подключен выход вто- рого элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ.

Недостатком данного устройства является сложность и, как следствие, невысокая надежность функционирования,

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения временных интервалов, содержащее генератор импульсов, элемент НЕ, первый регистр, первый элемент И, к первому входу которого подключен выход генератора импульсов, формирователь импульсов, первый счетчик импульсов, к информационным входам которого подключены выходы первого регистра, элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого счетчика импульсов, второй регистр, второй счетчик импульсов, вход сброса которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ и с вторым выходом формирователя импульсов, первый выход которого подключен к входу записи первого счетчика импульсов, вычитающий вход которого соединен с выходом первого элемента И и с суммирующим входом второго счетчика импульсов сравнения, к первым входам которого подключены выходы второго регистра, триггер, вход сброса которого соединен с выходом элемента ИЛИ, второй элемент И, к первому входу которого подключен выход триггера, группу элементов И, первые входы которых соединены с выходами соответствующих разрядов второго счетчика импульсов и с соответствующими вторыми входами блока сравнения, выход которого соединен с входом установки в единичное положение триггера, входную шину, которая подключена к второму входу первого элемента И, к входу формирователя импульсов и к входу элемента НЕ, выход которого подключен к второму входу второго элемента И, выход которого соединен с вторыми входами элементов И группы, выходные шины, к которым подключены выходы элементов И группы.

Недостатком известного устройства является сложность вследствие наличия второго счетчика и элемента ИЛИ.

Целью изобретения является упрощение устройства путем сокращения аппаратурных затрат.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения временных интервалов, содержащее генератор импульсов, элемент И, к второму входу которого подключен выход генератора импульсов, формирователь импульсов, счетчик импульсов, суммирующий вход которого соединен с выходом элемента И, первый и второй регистры, блок сравнения, к вторым входам которого подключены выходы первого регистра, триггер, первый вход которого соединен с выходом.блока сравнения, блок элементов И, первые входы которых соединены с соответствующими выходами счетчика импульсов и с первыми входами блока сравнения, входную шину, которая подключена к третьему входу элемента И и к входу формирователя импульсов, выход которого подключен к входу сброса счетчика импульсов, выходные шины, которые соединены с выходами элементов И блока, введен элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с нулевым выходом триггера и с входом управления первого регистра, выходы которого соединены с соответствующими выходами второго регистра, к входу управления которого подключен единичный выход триггера, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, вход

которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к вторым входам элементов И блока, выход переполнения счетчика импульсов соединен с первым входом элемента И.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения временных интервалов содержит генератор 1 импульсов, элемент И 2, к первому входу которого подключен выход генератора 1 импульсов, формирователь 3 импульсов, счетчик 4 импульсов, суммирующий вход которого соединен с выходом элемента И2, к первому входу которого подключен выход перепол- нения счетчика 4 импульсов, первый 5 и второй 6 регистры, блок 7 сравнения, каждый второй вход которого соединен с соответствующими выходами первого 5 и второго 6 регистров, триггер 8, к первому входу которого подключен выход блока 7 сравнения, элемент ИЛИ-НЕ 9, первый вход которого соединен с входом управления первого регистра бис нулевым выходом триггера 8, единичный выход которого под- ключей к входу управления второго регистра 6, блок элементов И 10, первый вход каждого элемента И которого соединен с соответствующим первым входом блока 7 сравнения и с соответствующим выходом счетчика 4 импульсов, вход сброса которого соединен с выходом формирователя 3 импульсов и с вторым входом триггера 8, входную шину 11, которая подключена к второму входу элемента И2, к входу формирователя 3 импульсов и к второму входу элемента ИЛИ-НЕ 9, выходные шины 12, к которым подключены выходы элементов И блока 10, вторые входы которого соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ 9.

Формирователь 3 импульсов является формирователем импульсов переднего фронта, т. е. при появлении на входе сигнала временного интервала он выдает импульс установленной длительности. Длительность импульса, выдаваемого формирователем 4, устанавливается такой, чтобы счетчик 4 импульсов и триггер 8 четко устанавливались в нулевое положение,

В качестве регистров 5 могут использо- ваться, например, буферные регистры К580 ИР 82, которые находятся в третьем состоянии при наличии на входе управления (вход ОЕ) сигнала высокого уровня.

Первый вход триггера 8 является счет- ным входом, в второй - входом сброса.

В регистр 5 заносится код максимальной длительности измеряемого интервала - Ммакс, а в регистр 6 - код минимальной длительности измеряемого интервала - ЫМИн.

На выходе переполнения счетчика 4 импульсов появляется нулевой сигнал при содержимом счетчика,, равном 11,..1 и отсутствии импульса на суммирующем входе.

Устройство для измерения временных интервалов работает следующим образом.

Устройство предназначено для измерения временных интервалов, длительность которых t находится в пределах:

Тмин - t Тмзкс

где Тмин и гмакс - минимальное и максимальное значения измеряемых интервалов, которые задаются кодами NMHH (NMHH

- И NMaKc (NMBKC у ЗЭНОСИМЫМИ В

регистры 6 и 5 соответственно (Т - период импульсов генератора 1). Цепи записи кодов NMHH и NMaKc в регистры 6 и 5 на чертеже не показаны.

В исходном состоянии при отсутствии измеряемого временного интервала на шине 11 в счетчике 4 импульсов записан результат измерения предыдущего временного интервала, триггер 8 находится в произвольном положении, импульсы генератора 1 через элемент И 2 не проходят, на выходе переполнения счетчика 4 может быть или единичный или нулевой сигнал, в зависимости от кода, находящегося в счетчике 4.

В момент прихода измеряемого временного интервала на шину 11 формирователь 3 по переднему фронту этого интервала формирует импульс, устанавливающий в нулевое положение счетчик. 4 импульсов и триггер 8. На выходе переполнения счетчика 4 появляется единичный сигнал (если до этого на нем был нулевой сигнал), на нулевом выходе триггера 8 появляется единичный сигнал (если до этого на нем был нулевой сигнал). На выходе элемента ИЛИ- НЕ 9 устанавливается нулевой сигнал. Регистр 5 оказывается в третьем состоянии, а на выходах регистра 6 и на вторых входах блока 7 сравнения находится код NMHH. Через элемент И 2 импульсы генератора 1 начинают поступать на суммирующий вход счетчика 4 импульсов, который их фиксирует.

Если длительность поступившего на шину 11 временного интервала , то в момент окончания этого интервала закрывается элемент И 2..

На выходные шины 12 код, накопившийся в счетчике 4, не пропускается, так как блок элементов И 10 закрыт из-за наличия нулевого сигнала на выходе элемента ИЛИ- НЕ 9. В таком положении устройство находится до прихода следующего временного интервала на шину 11, при приходе которого устройство начинает работать аналогично описанному выше. Если длительность поступившего на шину 11 временного интервала Гмин г Гмакс , то в момент, когда в счетчике 4 появится код NMHH срабатывает блок 7 сравнения и по переднему фронту сигнала на его выходе триггер 8 устанавливается в единичное положение. Регистр 6 переводится в третье состояние, а регистр 5 - в рабочее состояние. На выходах регистра 5 и на вторых входах блока 7 сравнения появляется код числа Ымакс. В момент окончания временного интервала на шине 11 закрывается элемент И 2 и на выходе элемента ИЛИ- НЕ 9 появляется единичный сигнал, так как на его обоих входах находятся нулевые сигналы и открывается блок элементов И 10. В счетчике 4 находится код измеренного 7 го временного интервала N у, который

через блок элементов И 10 поступает на выходные шины 12. В таком положении устройство находится до прихода следующего временного интервала на шину 11, при приходе которого устройство начинает работать аналогично описанному.

Если длительность поступившего на шину 11 временного интервала г тмакс, то в момент, когда в счетчике 4 появится код NMHH, сработает блок 7 сравнения и по переднему фронту сигнала на его выходе триггер 8 устанавливается в единичное положение, регистр 6 переводится в третье состояние, а регистр 5 - в рабочее. На выходах регистра 5 и на вторых входах блока 7 сравнения устанавливается код числа Ммакс. На выходе блока 7 сравнения исчезает сигнал. В момент, когда в счетчике 4 появится код числа NMBKC, блок 7 сравнения сработает второй раз и по переднему фронту сигнала на его выходе триггер 8 устанавливается в нулевое положение. На первый вход элемента ИЛИ- НЕ 9 поступает единичный сигнал с нулевого выхода триггера 8. Далее, если длительность поступившего на шину 11 временного интервала г 2КТ, где К - разрядность счетчика 4, то в момент окончания импульса генератора 1, записавшего в счетчик 4, код 11...1, на выходе переполнения счетчика 4 импульсов появляется нулевой сигнал, закрывающий элемент И 2, импульсы генератора 1 больше не будут пропускаться на суммирующий вход счетчика 4. На выходные шины 12 код, накопившийся в счетчике 4 (или код 11...1, если г 2КТ) не пропускается, так как блок элементов И 10 закрыт нулевым сигналом с выхода элемента ИЛИ-НЕ 9. В таком положении устройство находится до прихода следующего временного интервала на шину 11. При приходе следующего временного интервала устройство начинает работать аналогично описанному выше.

Экспериментальные исследования макета предлагаемого устройства показали работоспособность устройства и сокращение количества корпусов микросхем, реализующих устройство. Кроме того, исключена ситуация, возможная в прототипе, когда при длительности временного интервала т Тмакс, а именно, при выполнении условия

Гмин r-2KT п гмакс (где К - разрядность известного счетчика 3, п - целое число (п 1,2...), выдается ложный результат измерения временного интервала.

Формула изобретения

импульсов, суммирующий вход которого соединен с выходом элемента И, первый и второй регистры, блок сравнения, к вторым входам которого подключены первый регистр, триггер, первый вход которого соединен с выходом блока сравнения, блок элементов И, первые входы которых соединены с соответствующими выходами счетчика импульсов и с первыми входами блока сравнения, входную шину, которая подключена к второму входу элемента И и к входу формирователя импульсов, выход которого подключен к входу сброса счетчика импульсов, выходные шины, которые соединены с выходами элементов И блока, отличаю щ е е с я

тем, что, с целью упрощения устройства, введен элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с нулевым выходом триггера и с входом управления первого регистра, выходы которого соединены с соответствующими выходами второго регистра, к входу управления которого подключен единичный выход триггера, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, вход которого соединен с вторым

входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к вторым входам элементом И блока, выход переполнения счетчика импульсов соединен с третьим входом элемента И.

2. Устройство поп.1, отличающее- с я тем, что в качестве первого и второго регистров использованы регистры с третьим состоянием.