Управляющий автомат цифрового устройства числового управления Советский патент 1976 года по МПК G05B19/18 

щих магнитных сердечников схемы формиро вания контрольных сигналов, схема управления программой содержит два дополнительны переключателя импульсов тока дроссельного типа на магнитных сердечниках, шины запис которых включены в ветви диодной координаной сетки основной цепи считывания схемы управления программой, а в цепи считывания дополнительных переключателей включены шины записи сердечников основных переключателей, шины запрета которых подключень к выходам схемы формирования контрольных сигналов.

На чертеже приведена схема предлагаемого автомата,

Схема 1 управления программой, представляющая собой управляемый распределитель, своими выходными шинами 2 в виде прошивок связана с магнитными сердечниками схемы 3 управления командой, дешифратора 4 адреса буферного запоминающего блока, регистров 5 адреса, дешифратора 6 адреса, а также с входными цепями тактового устройства 7 и схемы приоритета 8. Считывание и начальная установка магнитных сердечников схемы 1 управления программой осуществляется от своего тактового устройства 9 по цепям 10, 11, 12 и 13. Настройка схемы 1 на выполнение определенной программы осуществляется с пульта 14 управления или от схемы приоритета 8 по цепям 15 и 16. При разветвлении программы дополнительная настройка схемы 1 осуществляется схемой 17 формирования контрольных сигналов по цепям 18. Считывание схемы управления командой 3 осуществляется от своего тактового устройства 7 по цепям 19 и 20. Накопитель 21 соединенкякш адресных щин разделен на три части : буферный запоминающий блок 22, оперативный запоминающий блок 23 и функциональный блок 24. Разрядные шины 25, общие для всего накопителя, подключены ко входам усилителей воспроизведения и выходам формирователей записи регистра регенерации 26. Выходные цепи усилителей воспроизведения коммутируются стробирующими ключами 27. Выходные шины схемы управления командой 3 по цепям 28 и 29, возбуждаемым в такт считывания и записи накопителя 21 соответственно, связаны со входами формирователей ЗО импульсов тока, предназначенных для формирования импульсов тока в цепи опроса дешифраторов 4 и 6 и регистров 5, а также со входами формирователей схемы 17, реверсивных ключей 31. Назначение этих связей - формировать необходимые управляющие сигналы за счет возбуждения соответствующих формирователей. Цепь 29 схемы 3 связана также с тактовым устройством 9 для передачи сигнала об окончании очередной команды. Выходы реверсивных дешифраторов 4 и 6 подключены к адресным шинам бяоков 22 к 23 соответственно. Выходы регистров 5 адреса соединены с обмотками записи магнитных сердечников дешифратора 6.

Схема 1 управления программой содержит четыре группы магнитных сердечников 32, 33, 34и 35, На каждом сердечнике имеются многовитковые (распределяющие) обмотки считывания и одновитковые обмотки записи. Распределяющие обмотки включены в

цепи распределения тока, подключенные к цепям 10 и 12 тактового устройства 9, и выполняют роль переключателей тока. Между распределяющими обмотками групп сердечников 32 и 33 включена диодная дешифриру-

ющая матрица с выходными шинами 2. Количество выходных шин равно произведению числа сердечников. Выходные шины 2, помимо отмеченных выше связей, соединены также с обмотками записи групп сердечников 34 и

35. С помощью этих обмоток при считывании по цепи 1О производится соответствующая установка магнитного состояния групп сердечников 34 и 35, В цепь 11 считывания групп сердечников 34 и 35 включены обмоткк записи групп сердечников 32 и 33,Если происходит переход к следующей команде программы, то в соответствующую ветвь цепи 11 включается только одна обмотка записи группы сердечников 32 (33), Если требуется разветвление программы, то включается несколько обмоток записи тех групп сердечников 32 (33), которые определяют выходы схемы 1, соответствующие всем возможным следующим командам данного разветвления. При этом другие обмотки записи групп сердечников 32 и 33 по цепи 18 соединяются с выходами схемы 17. Схема контроля выявляет условие перехода к той или

иной команде и формирует импульсы тока в соответствующих цепях 18. При этом группы сердечников 32 и 33 размагничивают условно вниз , так, что в каждой группе намагниченным условно вверх остается только один сердечник соответственно требуемому выходу.

Схема 3 управления командами содержит также четыре группы сердечников 36,37,38 и 39. Между распределяющими обмотками

сердечников 36 и 37 включена диодная матрица с цепями 28, предназначенными для формирования управляющих сигналов в такт считывания накопителя. Аналогично между распределяющими обмотками сердечников 38

и 39 включена диодная матрица с цепями 29 для формирования управляющих сигналов в такт записи. Обмотки записи сердечников 36 и 37 включены в выходные шины 2. cxieмы 1 управления программой и служат для соответствующей настройки схемы 3 схемой 1 согласно выполняемой команде. Другие об мотки записи сердечников 36 и 37 включен в цепь 20, а обмотки записи на сердечниках 38 и 39 - в цепь 19, Эти связи обеспечивают подготовку необходимого магнитного состояния одной группы сердечников при счи тывании другой группы в соответствии с переходом от одной микрокоманды к другой. Дещифратор 4 адреса содержит четыре группы магнитных сердечников 40, 41, 42 и 43 и формирователи импульсов тока ЗО. Обмотки записи сердечников 4О и 41 связаны с выходными щинами 2 схемы 1 управления программой и служат для ввода адреса в дешифратор 4 ; другие обмотки записи сердечников 40 и 41 включены в соответствующие цепи считывания сердечников 42 и 43. Обмотки записи сердечников 42 к 43 включены в соответствующие цепи считывания сердечников 4О и 41. Эти связи обеспечивают регенерацию магнитного состояния сердечников и возможность многократного обращения по заданному адресу блока 22. Между обмотками считывания сердечников 40, 41 и 42, 43 включены диодные матрицы считывания и записи, на объединенные выходы которых: включены адресные щины блока 22. Дешифратор адреса 6 имеет также четыре группы магнитных сердечников 44, 45, 46 и 47 и формирователь импульсов тока. Обмотки записи сердечников 44 и 45 включены в выходные шины 2 схемы 1, По этим связям происходит запись адреса первого опе ранда. Другие обмотки записи этих же сердечников включены в выходные цепи регист ров 5. По этим связям записываются адреса второго операнда и результата. Обмотки записи сердечников 46 и 47, распределяющих импульсы записи блока 23, включены в цепи считывания сердечников 44 и 45, предназначенных для считывания блока 23. Эти связи обеспечивают подготовку магнитного состояния сердечников 46 и 47 в соответствии с адресом, записанным на сер дечниках 44 и 45. Между обмотками считы вания сердечников 44, 45 и 46, 47 включе диодные матрицы считывания и записи, на объединенные выходы которых включены ад- ресные шины блока 23. По сигналу с пульта 14 или со схемы приоритета 8 поступает сигнал на схему 1 правления программой и ее тактовое устройство 9. При этом в схему 1 в каждой из рупп основных сердечников 32 и 33 (предарительно намагниченных вниз импульсом от устройства 9) по одному сердечнику перемагничивается вверх , В следующий такт тактовое устройство 9 формирует имцульс тока в цепи 1О, который группами серцечгНИКОВ 32 и 33 коммутируется на соотве-гствующую выходную шину 2 и производит соответствующую подготовку вверх магнитного состояния одного из сердечников(36 и 37, 40 и 41, 44 и 4й, 34и зё) в каждой группе, а также записывает код адреса второго операнда и результата в регистры 5 и возбуждает тактовое устройство 7. Далее схемы 1 и 3, возбуждаемые своими тактовыми устройствами, работают параллельно. Работа схемы 1. В следзтошем такте устройство 9 формирует импульс тока в цепи 12 , который намагничивает группы сердечники 32 и 33 вниз. Далее импульсом тока по цепи 11 происходит считывание сердечных групп 34 и 35. Если в соответствии с алгоритмом выполняемой программы, после выполнения данной команды (соответствующей рассмотренному циклу работы схемы), нет разветвления, то в соответствующих ветвях цепи 11 последовательно с обмотками считывания rpjmn сердечников 34 и 35 включаются шины записи на одну из групп сердечников 32 и 33. При этом в группах этих сердечников оказываются намагниченными вверх только по одному из сердечников, а осталь ные-намагничены ЪнизГ Магнитное состояние этих сердечников определяет новое состояние схемы 1, соответсгвуюшее следующей команде. Работа тактового устройства 9 на этом заканчивается. Если по алгоритму, после выполнения данной команды , идет разветвление, по которому возможен переход к одной из к команд в зависимости от некоторых условий, то отличие в работе схемы 1 от расмотренного заключается в следующем. Каждой из этих к команд соответствует намагничивание вверх по одному из групп сердечников 32 и 33 в группах. В рассматриваемом случае в соответствующей ветви цепи 11 последовательно с обмотками считывания групп сердечников 34 и 35 включены шины записи всех тех сердечников, которые определяют выходы упомянутых к команд, к которым возможен переход. При этом в каждои из групп сердечников 32 и 33 намагнитятся вверх более чем один сердечник, и перед считыванием по цепи 10 требуется доопределить состояние схемы 1, размагнитяв sHHa неиужные сердечники,: Это размагничивание осуществляется по шинам запрета импульсами тока, формируемыми схемой 17, на: которую поступает необходимая информация с {выходов опёрапвовного ; блока. Возбуждается схем«1 17 от схемы 3. Из рассмотрения ;работы схемы Icjie-; дует, что бключенне в нее групп сердечников . 34 и 35 с соответствую1аими СВЯЗЯМИ позво пяет выполнять функцию выборки следуаотей команды и функдшо разветвления; алгоритмов Работа схемы 3. После возбуждения устг ройства 7 оно формирует импульсы .тока жюпеаоватепьно в цепях 19 и 2О. Эти импульсы коммутируются соответственно распределяющими обмотками групп сердечников 36, 37 к 38, 30. Ааг-нитное состоя-ние схемы 3 перед начааом paGoibi устройства 7 определяется импульсом токг в соответствующей выходной илше 2. В соответстеии с этим состоянием первый имлульс тока коммутируется но цепи 29, соответствуюшей первой иикроопераини выполняемой комаяды. Прн этом по ттшы аапкси соответ ствеяно ГОТОВИТСЯ магнитное состояние г|)у1ш сердечников 38 и 39. По цепи 28 импульс f тока 1юступает в формирователи 30, на - -i| : вхоаы реверсивных ключей 31. а также на Г улравляхшшй вход стробирующкх кепочек 27.1 В собтветствйн с характером выиол.1шемой ; мшсрооперации происходит лн-бо возбуждение .ф(мирователей считывания дешифратора 4,л либо возбуждение форкя1)ователей считыва-, ния дешифратора 6 либо lioaoyKviouiJO рэ-;версивныхключей 31, Возб Ждекне соответствующего стробирующего ключа 27 позво-. ляет коммугировать счятаН|1ую информацию в цепи аарис в регистр tierejiapuutin сп сцви-., гом или без сдвига, а гаккк в ucnn-- переп/ -ги - в скему Контр ОЛЯ и внешние б.юкн, Ь еле- . дуюший такт импульс токй коммутируется в цепи 29, в соотаетствующей второй л-гнкрооперации и определяемый магнитным состоянием групп серяеннаков 38и 39, При этом по шинам записи готовится MarnnTiioe с;ск;хок ние групп сердечников 36 и 37, соотгзетст,:.у;, ющее следующий (третъей} микрооиеращи;, По цепи 29 импульс тока поступает наформирователи 30,, на входы реверсивиьгх ключей 31 на вход считывания регистра генерацн;.; а также.если выполняемая микросзперация яа-ляется поел едней в выполняем ой к оманде, на ; вход возбуждеикя устройства 9 и па В:ход счи- , тываннй схемы 17 ЕСЛИ вьталняемая микро- операция не явлйется последнз, то снова йоабуждается устройство -7. В соотаетствии с характером выполняемой (второй) : операции происходит возбуждение формирова-телей записи децшфратора 4 или 6 или ревер сивныя ключей, Одновременно статывается регистр регенерации.и формируются,.ямпульсы тока записи в разрядных шинах 25. В соответствии с этим происходит запись в на-, копитель 2i. Следует заметить, что в copiw В0ТСТВИН с возбузкдённем формирователей . зашей ёапись может производиться одновременно в янейКЕГ бпотсов 22, 23 и 24, причем 3, ячейка блока 24 при I записи выполняются логические оцерашда дизъюнкции пли яькжпви. при выполнении рассиатриваемой микро«. операции в формирователях 30 И1мпул1,сомкйо цепи 29 может-возбудиться также формироХ; ватёль, считывающий; один из регистров 5. Прн этом anjjec из, pej исгра передается в дешифратор б и определяет магнитное coci., тояние групк сердеч шков 44 и 45. Следует заметить, что адрес первого операнда запо- ; минается непосредственно сердечниками дешифратора 6, Если выполняемая микроон рация является последней в команде, то по цепи 29 снова возбуждается устройство 9, ; а устройство 7 лрекращаег работуj пока ш получит новый сигнал с выяодньтх ишв 2 от . схемы 1, , - . ;: . Одновремен1ю с возбуждением устройст ва 9 происходит считывание схекш 17, котон рая в соответствии с результатом выполненной команды форм1 рует импульс тока по цели : 18, которые доопределян т состояние 1, После этого в каждой из групп сердеч14- .; НИКОВ 32 и 33 остаются. кенамагниченнымк: вверх только по одному сердечг йку; /: Устройство 9 начинает работу с формир&ватшя ик-йтульса тока по .цепи 13. Далее pa6oif та продолжается в соотватствии с тем, как было рассмотрено выше. Если выполненная команда являетсй последней в данной проги. рамме, то сигнал об атом с выходных-шин 2 поступает в схему приоритета 8. В сооивет1ч;твии с состоянием эт-рй схемы форйируется с:игнад настройки схемы 1 по цепи 16 на вЫпопнение новой команды.- Работа дешифраторов 4 и 6, Группы сердечников 4О и 41 комодтируют импульс тока считьга 5ния блока 22, формируемый (|}армирователямй 30. Группы сердечников -42 и.43 кoMIv yтиpyют импульс тока запИ. си Б блоке 22. Последовательно с обмотка fи считывания одной группы сердечников г включены шины, записи другой группы. Это позволяет регенерировать магнитное состояние сердечников и-многократно обращаться по заданному адресу. Этот режим используется при вводе в блок 22 исходной 50 информации. Числа поступают поспедоватепь но по одному десятичному разряду в двои«ьно десятичном коде. Программой ввода обеспечивается последовательное преобразовани егч1 в двоичный кбд. При выполнении этой программы требуется многократное обращение к блоку 22. Под11пючение дешифрирующих диодных матриц к распределяющим обмоткам сердечников дешифратора, а также подключение последних к формирователям считывания записи более подробно рассмотрены в описании к авт. св. 247351. Отличием дешифратороа 4 и 6 является только то, чт-о в цепь считывания группы сердечников 46 и 47, коммутирующих им пульс тока записи блрка 2 3, шины записи групп сердечников групп 44 и 45, предназначенных для коммутации тока считывания блока 23, не включены, так как регенерация состояний дешифратора 6 не требуется. Состояние дешифратора 6 перед каждым обращением к блоку 23 определяется сигналами от схемы 1 или от регистров 5. Следовательно, построение схем 1, 3 я дешифраторов 4, 6 по схеме дешифраторов ; диодной матрицей и переключателями импуль:;ов тока на магнитных сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса позволяет повысить экономичность и надежность устройства. Это достигается за счет многофункци- энального использования магнитных сердечников и соответствующих связей, выполненных в виде прошиБОК через сердечники. Много)ункциональное использование магнитных сердечников заключается в том, что при за писк они выполняют логические функции, связанные с преобразованием кода и выявлением условий перехода, при считывании коммутации выходных сигналов, а в промекутках меходу записью и считыванием функцию памяти.

тывания схемы управления командами включены входные обмотки соответствующих маг-.нитных сердечников схемы формирования контрольных сигналов, причем схема управления программой содержит два дополнительных переключателя импульсов тока дроссельного типа на магнитных сердечниках, шины запи«си которых включены в ветви диодной координатной сетки основной цепи считывания схемы управления программой, а в цепи считывания дополнительных переключателей включены шины записи сердечников основных пе4|реключателей, шины запрета которых подключены к выходам схемы формирования конт рольных сигналов. 3 Формула изобретения Управляющий автомат устройства числового программного управления, содержащий операционный блок, ш 1полненный на однородных магнитных матрицах с общей разрядной системой воспроизведения записи, включак щий вычислительно-логический блок, буферное и оперативные запоминающие блоки, подсоединенные соответственно к реверсивным ключам и к двум дешифраторам адреса, схемы управления программами и командами, схему формирования контрольных сигналов условных переходов и схему приоритета, соединенную со схемой управления программами, отличающийся тем, что, с целью сокращения оборудования и повышения надежности его работы, схемы управления программами и командами, дешифраторы запоминающих блоков выполнены в виде разветвленной цепи с двумя переключателями импульсов тока дроссельного типа на магнитных сердечниках и диодной координатной сетки между ними, причем в выходные ветви цепи считывания схемы управления программами последовательно с диодами координатной сетки включены шины записи соответствующих магнитных сердечников схемы управления командами, дешифраторов адреса запоминающих блоков, а в выходные ветви цепи счиZ8 29

Ч-Ч-5 Л 4 I