Устройство для сопряжения измерительного прибора с цифровой вычислительной машиной Советский патент 1977 года по МПК G06F3/00 

1

Изобретение относится к информационно-измерительным системам и предназначено расширить функциональные возможности устройств, например преобразователей измерительной информации в цифровой код, для сопряжения различного типа измерительных приборов с цифровой регистрирующей аппаратурой. При этом обеспечиваются сопряжение приборов с цифровыми вычислительными машинами (ЦВМ) любого типа и унификация ввода измерительной информации в машину для ее оперативной обработки.

Известны различные устройства и приборы с цифровыми выходом (ЦИУ) 1, используемые для измерений электрических и неэлектрических величин.

В их состав входят первичный измерительный преобразователь и блок преобразования измеряемой величины в цифровой код с выходным цифровым регистром, обеспечивающие сопряжение приборов только с регистрирующей аппаратурой.

Недостаток известных ЦИУ, в частности серийно выпускаемых, и входящих в их состав устройств для сопряжения - отсутствие возможности стыковки с ЦВМ, это понижает эффективность применения приборов. Для мащинной обработки измерительной информации в настоящее время используются специализированные ЦВМ со специальными каналами

либо промежуточные регистрирующие устройства, что исключает возможность обработки данных измерений в реальном масштабе времени.

Отсутствие возможности непосредственной стыковки ЦИУ с ЦВМ и запись измерительной информации на промежуточный носитель нередко приводят к недоиспользованию быстродействия ЦИУ.

Известно также наиболее близкое по технической сущности к изобретению цифровое измерительное устройство 2, содержащее преобразователь измеряемой величины в цифровой код, первый выход которого соединен с входом цифрового регистра.

Иедостатком известного устройства является то, что в специализированных мащинах с отдельным каналом для аналоговых сигналов ввод измерительной информации организуется программным путем и требует определенных затрат времени. При этом отсутствует возможность подключения к подобной мащине серийных ЦИУ.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

Это достигается тем, что в состав устройства введены пять элементов И, элемент ИЛИ, триггер, два формирователя сигналов, коммутатор, формирователь строб-импульсов, две группы элементов И и группа элементов ИЛИ.

Первые входы первого и второго элементов И объединены и соединены с первым входом устройства, вторые входы первого и второго элементов И - соответственно с первым и вторым выходами триггера, первый вход которого и первый вход элемента ИЛИ через первый формирователь сигналов связаны с нервым выходом преобразователя измеряемой величины в цифровой код. Выход второго формирователя сигналов подключен к второму входу триггера и первому входу коммутатора, второй вход коммутатора и вход формирователя строб-импульсов - к выходу элемента ИЛИ, второй вход которого сявзан с выходом первого элемента И. Выход второго элемента И соединен со входом преобразователя измеряемой величины в цифровой код, первый выход циф рового регистра - с первым входом первой группы элементов И, второй вход которой и первый вход второго формирователя сигналов связаны с выходом второй ргуппы элементов И, а выход первой группы элементов И - с первым входом группы элементов ИЛИ. Второй вход группы элементов ИЛИ подключен к выходу третьего элемента И, первый вход третьего элемента PI - к первому выходу коммутатора, а второй выход коммутатора - к первому входу четвертого элемента И, выходом связанного с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом цифрового регистра, а выход - с третьим входом группы элементов ИЛИ, выход которой является первым выходом устройства. Выход формирователя строб-импульсов соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов И, вторым входом второй группы элементов И и с вторым выходом устройства, вторым входом устройства является второй вход второго формирователя сигналов. Структурная схема предлагаемого устройства приведена на чертеже, где обозначено: 1 - вход тактовых сигналов ЦВМ - первый вход устройства; 2 - первый элемент И; 3 - второй элемент И; 4 - вход преобразователя измеряемой величины в цифровой код; 5 - преобразователь измеряемой величины в цифровой код; 6 - второй выход преобразователя измеряемой величины в цифровой код - выход сигнала окончания цикла преобразования; 7 - первый формирователь сигналов; 8 - триггер, 9 - цифровой регистр; 10 - элемент ИЛИ; И - коммутатор; 12 - первая группа элементов И; 13 - второй формирователь сигналов; 14 - вторая группа элементов И; 15 - третий элемент И; 16 - четвертый элемент И; 17 - формирователь строб-импульсов; 18 - второй выход устройства - выход синхросигналов для ЦВМ; 19 - пятый элемент И; 20 - группа элементов ИЛИ; 21 - первый вход группы элементов ИЛИ-вход системы информационных кодовых шин; 22 - второй вход группы элементов ИЛИ - вход шин передачи кода пробела; 23 - третий вход группы элементов ИЛИ - вход шин передачи кода знака числа; 24 - первый выход устройства, -

разъём входного регистра перфолентного канала ввода данных ЦВМ.; 25 - второй выход коммутатора - выход сигнала считывания и иередачи в ЦВМ кода знака числа; 26-второй выход цифрового регистра - выход сигналов кода знака числа; 27 - первый выход коммутатора - выход сигнала формирования кода пробела; 28 - третий выход коммутатора - выход системы шин сигналов счнтывання и передачи в ЦВМ кода числа; 29 - первый выход цифрового регистра - выход системы информационных кодовых шин для передачи кода числа; 30 - нервый выход преобразователя измеряемой величины в цифровой

код - выход информационных сигналов кода; 31 - нервый вход коммутатора - вход сигналов сброса; 32 - второй вход коммутатора - вход сигналов запуска; 33 - второй вход устройства - вход внешних сигналов сброса устройства в начальное состояние.

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии коммутатор 11 и триггер 8 находятся в нулевом положении, при этом элемент И 2 закрыт, а элемент И 3 открыт. Исходное состояние задается внешним сигналом, поступающим на вход 33 формирователя 13 сигналов сброса. С приходом первого тактового сигнала ЦВМ на вход 1 он проходит через элемент И 3 на вход 4 и запускает

преобразователь 5. Цо окончании цикла преобразования по сигналу с выхода 6, сформированному в элементе 7, запускается фюрмнрователь 17 строб-импульсов и коммутатор 11, вход 32 которого связан с выходом элемента

ИЛИ 10, открывается первый выход 27 коммутатора и перебрасывается триггер 8, запирая элемент И 3 и открывая элемент И 2.

Таким образом, обеспечивается согласование быстродействия ЦСУ с тактовой частотой

ЦВМ, при работе ЦИУ в режиме внешней (не от сигналов ЦВМ) синхронизации выход 30 ЦИУ соединен с регистром 9. Ио сигналу с первого выхода коммутатора 27 и строб-сигналу (последний одновременно используется в

качестве синхро-импульса для ЦВМ) формируется и передается в регистр машины через элемент И 15 и соответствующие элементы группы элементов ИЛИ 20 код символа пробела. Второй тактовый сигнал ЦВМ поступает

уже непосредственно через элементы И 2, ИЛИ 10 на коммутатор и формирователь строб-сигнала, при этом открывается второй выход 25 коммутатора и через элементы И 16, 19 передается сигнал на считывание из цнфрового регистра 9 кода (выход 26) знака числа, формирование его машинного кода и нередачу этого кода в ЦВМ. С приходом третьего и последующих тактовых сигналов ЦВМ из цифрового регистра с выхода 29 через соответствующие элементы нервой группы элементов И 12 по сигналам считывания, поступающим с третьего выхода 28 коммутатора через систему шин и элементы второй группы элементов И 14, считываются и последовательно

в каждом такте передаются в машину разряды кода числа, эквивалентного преобразованной величине. Количество одновременно (в одном такте) передаваемых разрядов числа обусловливается форматом входных данных перфолентного канала ввода информации конкретной ЦВМ. Коды пробела, знака числа и самого числа передаются в регистр машины через соответствующие элементы группы элементов ИЛИ 20.

Соединение входов элементов этой группы 21, 22, 23 с информационными кодовыми шинами и выходами элементов И в цепях сигналов кодов пробела и знака числа, а также выходов элементов этой группы (выход 24) с контактами разъема входного регистра ЦВМ определяется входным форматом данных и алфавитом конкретно используемой ЦВМ и не представляет принципиальных трудностей. При этом для формирования по соответствуюш,им сигналам кодов пробела и знака числа для данной машины запараллеливаются входы элементов ИЛИ группы 20 в цепях соответствуюш,их разрядов входного регистра ЦВМ.

При считывании последнего младшего разряда кода в момент окончания строб-импульса считывания из его заднего фронта в элементе 13 формируется сигнал, поступаюший на вход 31 коммутатора И, которым коммутатор и триггер сбрасываются в исходное состояние, и все устройство подготавливается к следующему циклу преобразования и передачи в ЦВМ кода нового числа.

Длительность сигналов считываемого в машину кода задается формирователем стробимпульсов, сигналы которого являются одновременно синхронизирующими для ЦВМ (выход 18). В качестве формирователя строб-импульсов может быть применен, например, ждущий мультивибратор. При этом в качестве прямого и инверсного синхроимпульсов для ЦВМ используют оба его выходных сигнала. Коммутатор может, например, представлять собой двоичный счетчик с диодным дешифратором.

Предлагаемое устройство благодаря возможности стыковки с ЦВМ любого тина и в первую очередь с универсальными машинами, а также унификации ввода измерительной информации позволит: существенно расширить функциональные возможности ЦИУ и новысить эффективность их применения, обеспечивать обработку измерительной информации в реальном масштабе времени с одновременным существенным уменьшением аппаратурных и временных затрат на ее ввод в машину и обработку; увеличить скорость ввода данных в ЦВМ но перфолентному каналу, использовать для обработки измерительной информации универсальные машины, что, в свою очередь, повысит эффективность использования последних и расширит возможности универсальных машин, так как они могут быть успешно применены. Например, для автоматизации эксперимента.

Формула изобретения

Устройство для сопряжения измерительного прибора с цифровой вычислительной машиной, содержащее преобразователь измеряемой величины в цифровой код, первый выход которого соединен с входом цифрового регистра, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены пять элементов И, элемент ИЛИ, триггер, два формирователя сигналов, коммутатор, формирователь строб-импульсов, две группы элементов И и группа элементов ИЛИ, причем первые входы первого и второго элементов И объединены и соединены с первым входом устройства, вторые входы первого и второго элементов И соединены соответственно с первым и вторым выходами триггера, первый вход которого и первый вход элемента ИЛИ через первый формирователь сигналов соединены с первым выходом преобразователя измеряемой величины в цифровой код, выход второго формирователя сигналов соединен с вторым входом триггера и с первым входом коммутатора, второй вход которого и вход формирователя строб-импульсов соединены с выходом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход второго элемента И соединен с входом преобразователя измеряемой величины в цифровой код, первый выход цифрового регистра соединен с первым входом первой группы элементов И, второй вход которой и первый вход второго формирователя сигналов соединены с выходом второй группы элементов И, выход первой группы элементов И соединен с первым входом группы элементов ИЛИ, второй вход которой соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с первым выходом коммутатора, второй выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом цифрового регистра, а выход - с третьим входом группы элементов ИЛИ, выход которой является первым выходом устройства, выход формирователя строб-импульсов соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов И, вторым входом второй группы элементов И и с вторым выходом устройства, вторым входом устройства является второй вход второго формирователя сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авт. св. № 384102 Кл. G 06F 3/04, 1971.

2.Швецкий Б. И. Электронные измерительные приборы с цифровым отсчетом. Киев, Изд-во «Техника, 1970 (прототип).