Устройство управления многоканальной информационно-измерительной системой Советский патент 1979 года по МПК G06F9/00 

(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ .МНОГОКАНАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕЗадЙ четвертый вход -с выходом инвертора; первый и второй выходы блока вставки подсоединены к. входам дешифратора, а третий выход - к счетному входу третьего триггера, причем первый вход блока инвертирования под соединен к прямому вьлходу третьего триггера, в.торой вход - к выходу инвертора, атретий - кшине режима, кбторая связана со входом инвертора а вькоды подсоединены, ко входам деЕцифратора, Кроме того в нем блок йетйвки содержит шесть элемёнтов И и счетный , причем первые вхо ды, первого и второго элемента и подключены к третьему входу блока, вторые; входы подключены соответственно к инверсному и прямому выходам триггера со, счетным входом, третийвход блркЖ.в.стаэк11 подсоединен к n eg;BbMy входу .третьего элемента И, второй вх которогоподключен ко второму в.ходу . , авыхЬд подсоединен к входу триггера, обратный выход связан с первым входом четвертого элемента И, второй вход ко:Tojsoro подключен к третьему входу блбка а выход соединен с первым йходом пятого элемента И, второй вход которого связан с выходом шестого элемента И, первый и второй входы ко торого соответственно являются первы и четверть входа.ми блока вставки . Отличие состоит также в том, что в устройстве, блок инвертирования со Йе|5жит триггер со счетным входом и четыре элемента И, причем счетный Вход триггера является первым входом инвертирования-, прямЬй и,инверсный В ШеодБгподсоединены соответственко ко второму элементу И, другой вход которого является третьим входом блока. инвертированияу и к пёрвому элементуИ, другой вход которого яв ляется вторым входом блока йнвертИрований, выходы первого и второго элементов И подк лючены к первому и второмувходам третьего элемента И, выход которого связан сединствен ным входом четвертого элемента И, Устройство управления мнОгоканальной ИИС (фиг.1)содержит двоичный счетчик,-состоящий из четырех тригt-epoB 1-4 ср йчеТныШ входами, и дешифратор 5. . . К счетному входу триггера 1 подключена ыина 6 ОТ генератора задающ частот (на фиг.1 не показан). Вход дешифратора соединены с выхбд ами двоичного счетчика, а выходы (шина являются выходами устройства управления-.. Между выходами триггера 2 и .счетным входом триггера 3 подк.гаочен блок 8 вставки, выходы которого 9, 10 соединены со входами дешифратора На выходе .триггера 4 включен блок II ййВеТр1и|5бэ:ания, выходы которого .12 13, 14, 15 соединены со входами дешифратора. Кроме того, введен инвертор 1б, ко входу которого, а также к входам блока 8 вставки и блока 11 инвертирования подключена шина 17 сигнала режима. Выход 18 инвертора. 16 подключен ко входу блока 8 вставки и блока 11 инвертирования, .. . Блок вставки (фиг.2) состоит из триггера 19 со счетным входом и шести элементов И 20-25, причем ин-. версный и прямой выходы триггера 19 соединены с одними входами двухвходовых элементов И 20, 21, а к другим входам этих элемен.тов подключена шина 17 сигнала режима. Выходы 9, 10.элементов 20, 21 являются вькрдами блока Вставки Сче±ный вход Триггера 19 подключен к выходу элемента И 22,, один вход которого соединен с шиной 17 сигнала режима, а другой с прямым выходом 26 триггера 2 двоичного счетчика. Инверсный выход Tp irrepa 19 связан с первым входом :элемёнта И 23, ко входу которого подсоединена шина 17 сигнала режима. Выход эТОго элемента соединен с первым входом элемента И 24, второй вход которого связан с выходом последнего элемента И 25. Выход 27 элемента И 24 подключен к счетному входу т риггера 3 двоичного счетчика. Один; вход элемента И 25 соединён с инверсным выходом 28 триггера 2 двои чного счетчика, а второй вход с вьвсо ом 18 инвертора 16 сигнала режима. Блок инвертирования (фиг.З) состоит из триггера 29 со счетным входом и четырех элементов И 30-33 и имеет четыре выходных шины:неинвертируемый прямой выход 12, неинвертируемый инверсный выход 13, инвертируемый прямой выход 14, инверти-. руемый инверсный выход 15. Вход 34 триггера 2.9 соединен. :с. инверсным выходом триггера 4 двоичного счетчика. Один вход элемента И 30 соединён с прямьзм выходом триггера 29, ко вто&ому входу элемента подключена шина 17 сигнала режима. Выход элемента И .30 соединен с первьм входбМ элемента И 31, а Второй вход последнего соединен с выходом элёг ента И 32. Первый вход элемента И 32 соединен С инверсным выходом триггера 29, ко второму входУ подключена шина 18 (выход инвертора 16 сигнала режима). выход 14 элемента И 31 соединен со входом дешифратора 5 и ёдинственным входом четвертого элемента И 33, выход 15 которого также подключен ко входу дешифратора. Устройство управления имеет два режима работы: управление ШС при использовании коммутаторов, сигналов датчиков, собранных из контактных

реле, и управление ИИС при использовании коммутаторов, собранных из электронных бесконтактных коммутиpSTomHX элементов. ИИС содержит 8 измерительных каналов, в каждом из которых имеется АЦП и коммутатор сигналов датчиков. Все каналы должны работать одновременно со сдвигом по. фазе на 1/8 полного периода цикла выдачи сигналов управления.

В табл. 1 приведены для одного канала условные обозначения основных сигналов управления, их назначение и номера тактов выдачи (состояние двоичного счетчика в режиме, при котором выдается сигнал управления) . Электронные ко пиутаторы имею .высокое быстродействие и поэтЬму на подключение нового датчика отведено два такта (интервал между сигналов А и Б) . Релейные коммутато-г ры требуют существенно большего вре«мени на подключение нового датчи.ка. Поэтому здесь выделено 34 такта.

остальные интервалы между сигналами управления, как видно из табл.1, остаются в обоих режимах одинаковыми. В режиме работы с релейными коммутаторами цикл выдачи сигналов управления должен состоять из 64-х тактов, а в режиме с электронными коммутаторами из 32-х Тактов.

Сигнал режима 17 поступает на входы блока 8 вставки, инвертора 16 и блока 11 инвертирования. Если этот

0 сигнал равен :единице, то устройство управления обеспечивает работу ИИС с релейными коммутаторами.

Происходит это следующим образом. На счетный вход 6 триггера 1 пос5тупает с постоянной частотой следования серий импульсных сигналов. Сигнал 18 на выходе инвертора 16 равен нулю. При этом блок вставки 8 работает как обычный триггер

0 со счетным входом. Входньпи его сигналом, является сигнал 26, снимаемый с прямого выхода триггера 2. Таблица 1

Продвижеиие коммуТагораО

Пуск АЦП34

Сброс вькодного

регистра ИИС 61

На вход дешифратора 5 выдаются сигналы 9, 10 с прямого И инверсного .выходов, находящиеся в противофазе. Сигнал, переноса 27 вьодается на счетный вход триггера 3.

Блок инвертирования 11 имеет два парафаэных выхода 12, 13 и 14, 15. В рассматриваемом режиме инвертируемый выход такой же, как .и основной, т.е. сигналы .на выходах 12 и 14 и на выходах 13 и 15 попарно равны.

Таким образом, вся схема работает в режиме накапливающего двоичного счетчика, имеющего 64 возможных состояния.

В табл. 2 показаны.эти 64 состояния (такта). Сорок из них используются для выдачи сигналов управления, принадлежность которых к некоторому каналу отмечена Цифрой, стоящей после буквы, обозначающей-вид сигнсша.

29

Например, А1 обозначает сигнал продвижения коммутатора, подключающего датчики к АЦП rtepBorb канала ИИС.

В колонке код находится двоичное число, показывающее состояние

O шести, триггеров со счетньо 1И входами, {входящих в состав двоичного счетчика (младший разряд справа). Особый случай представляют состояния, соответствующие сигналам Б. Здесь пока5заны семиразрядные двоичные числа. При этом цифра, стоящая в круглой скобке, обозна-Чаёт состояние неинвертируемого прямого выхода 12 блока 11 инвертирования, а цифра, левее

0 круглой скобки, обозначает состояние, прямого инвертируемого выхода 14 этого триггера. Как было указано выше, эти цифры в данном режиме совпадают. Для выработки сигналов Б

5 используются сигналы, снимаемые с

неинвертируемых выходов 12 и 13 блока 11 инвертирования.

Например, сигнал Б7 будет выдан в 18 такте, когда состояния триггеров со счетным входом будут соответствовать коду OlOOlO. Он будет получен как логическое произведение сигналов, снятых и инверсных выходов триггеров 1, 3 и блока 8 вставки сигнала с инверсного инвертируемого выхода 15 блока 11 инвертирования и сигналов с прямых выходов триггеров 2 и 4.

В тактах 1, 3, 4, 9, 11, 12, 17, 19, 20, 25, 27, 28, 33, 35, 36, 41, 43, 44, 51, 52, 57, 59, 60 сигналы управления не выдаются. Эти такты обеспечивают необходимые задержки между выдачей сигналов управления.

Таблица 2

16 100fO 00

2 1 (0)

)10

1(0)

25И0 1 01

26И0 1 10

27110 1 11 12 А4 24011000 - 25- . Б8 260(0)11010 30 0(1) Б4 27. - . - - 28 .3 В5 29 011101 14011 1 10Г1 62 Г5 30 011110 15011 1 11Д1 63 Д5 31 011111 Из табл.; 2 видно, что для любого канала ввдерживается интервал между выдачами сигналов управления, задан ный табл.1. Для пер.ехода в режим работы с электронными коммутаторами необходимо подать на вход устройства упраэления сИгнал режима 17, равный нулю. При этом сигнал 18 на выходе инвертора 16 станет равным едини. .. , . ... . ;.. в результате блок 8 вставки будет исключён из состава двоичного счетчй ка, который станет пятиразрядным и сможет, принимать 32 состояния (.такта) . ;Сигналы на выходах 9 и 10 блок вставкибудут зафиксированы в состоя НИИ единица- . В табл. 2 в квадратных скобках показаны инверсные или прямые инвертируемые выходы блока вставки, с koторых фиксированные сигналы используются для формировани.я со6твет.ствую щих Сигналов управления, в дешифраторе . - .. .-.:.. Например, сигнал управления А1 по луча.ется Как логическое произведение шести сигналов, снимаемых с инверсных выходов триггеров 1-4, с инверсного выхода 10 блока вставки и сигнала, с инверсного неи:нвертир|уемого выхода 13 блока инвертирования Блок инвертирования в этом режиме будет работать с инверсией сигналов на инвертируемых выходах. Поэтому у него будут попарно равны сигналы на выходах 12, 15 и на выходах 13 и 14; . .. Например, сигнал Б7 б|удет выДан, когда двоичный счетчик придет в состояние 26 . При этом сигнал на прямом неинвертируемом выходе 12 будет равен единице (цифра JB круглой

Продолжение табл.2

Коммутаторы

--t- - А8 В1 61 Релейные Электронные Такт Код 28 56 111000 57 58 1(1)11010 14 1(0) 59 29llUlJOl 111101 30111 1 10 111110 31111 111111 скобке), а сигнал на прямом инвертируемом выходе 14 будет равен нулю. .. Сопоставляя колонки, относящиеся к электронным коммутаторам в табл. 1 и 2 можно убедиться,, то для любого из восьми каналов будет выдержана времен.ная ди.аграмма, заданная Табл. 1. В обоих режимах временные. диагр.аммы отличаютсясимметрией, которую можно легко обнаружить при рассмотрении табл. 2. При этом одноименные си гнала смещены .друг .от друга на 1/8 полного цикла, т.е. на 8 или. 4 такта. Такое свойство. . временной диаграммы обеспечивает равные рГнтёрвалы междуизмерениями, благодаря чему лёгко может быть вычислено время измерения ййгнала любого датчика. .. . . . . ; Работаблока вставки Происходит следующим обра:зом. . . Если сигнал режима 17 равен . единице, то сигнал 18 при этом ра;вен нулю. Сигнал 26 переноса с прямого выхода триггера 2 проходит через элемент И 22 на счетный вход триггера 19, а сигналы с этого триггера через элементы И 20 и 21 проходят на выход блока 8.вставки. .Сигнал с инверсного выхода триггера 19 проходит через элементы И 23, 24 и превращается; в сигналпереноса 27. Сигнал 28 с инверсного выхода триггера 2 не может пройти через элемент И 25. - Если сигнал режима 17 равен нулю, то сигнал 18 равен единице. Тогда сигнал 26 не может пройти через элемент. И 22. Сигналы с выходов триггера 19 не могут пройти через элементыЙ 20, 21, 23, на выходах которых устанавливаются значения сигналов, равные единице. Сигнал 28 проходит через элементы И 25, 24, превращаясь в сигнал переноса с триггера 2 на триггер 3, Таким образом, если сигнал режима равен единице, то блок вставки работает как обычный триггер со счетным входом. Если этот сигнал равен нулю, то блок вставки исключается из счетчика. Счетный вход триггера 29 соединен с инверсным входом 34 триггера 4. Если сигнал режима 17 равен еди нице -, то сигнал 18 равен нулю То.гЯа сигнал с прямого выхода триггера 29 проходит через элементы И 30 i31, 33, а сигнал с инверсного выхода триггера 29 не может пройти через элемент И 32, выходной сигнал ко-, , торого равен единице. В этих ус, ДбвйяХ сигналы на одноименных-неинвёй тируемых И инвертируемых выходах совпадают. . , ; . нулю, Если сигнал 17 равен то сигнал 18 равен .единице. ТогДа сигнал с инверсного выхода тр regi проходит через, элементы И 32, . 31, 33. .Происходит инве зтирование сигналов триггера 29. При этом сигнал на выходе 14 становится равным сигналу на выходе 13, а сигнал на выходе 15 - сигналу на выходе 12. Применение блока вставки и блока инверт.ирования позволяет обес печить высокоэффективные временные диаграм Мы выдачи сигналов управления в дву режимах работы ИИС: с релейными и электронными коммутаторами сигналов датчиков. При этом увеличение врёмени, необходимое на переключение реле, несопровождаетсяненужным ув личением интервалов времени между Другими сигналами управления. В результате существенно увеличивается быстродействие ИИС. . При переходе в режим работы с р|елейнь1Ми коммутаторами устройствр управления, принятое за прототип для обеспечения требуемых интервало между выдачами сигналов А и Б должн иметь цикл работы, состоящий из 288 тактов, а предлагаемое - 64 так та. Таким образом, повышается быстр действие ИИС в 288 , .. .. .- -64 4,5 р-аза. .Формула изобретения 1. Устройство управления многока нальной информационно-измерительной системе, содержащее четыре триггера со счетными входами, первый выхо первого триггера соединен со входом второго триггера, первый выход трет его триггера соединен со входом чет eipToro триггера, и дешифратор, ;вхоДь1 кЬтЬЕ)дг6 боёдйнёны с выходами tlpWrrelJSW, выходы являются выхода ми устройства, отличают е6 и ятем, что,, с целью повьгшения его быстродействия, оно содержит ; инвертор, блок вставки и блок инвертирования, причем прямой и инверсньй выходы второго триггера подсоеди- нены к первому и второму входам блока вставки, третий вход которого соединен с шиной режима а четвертый ВХОД- с выходом инвертора, первый и второй выходы блока вставки подключены к входам дешифратора, а третий выход - к счетному входу третьего триггера,причем первым вход блока/инвертирования подключен к прямому вьаходу тр;етьего триггера, второй вход - к выходу инвертора, а третий - .к шине режима и ко входу инвертора, а..выходы блока инвертирования. подсоединены ко входам дешифpaTopa. - .. . . ; , , - , / 2. Устройство по п,1, о т л ич а ющ е е с я тем, .что в нем блок вставки содержит шесть элементов И и счетный триггер, причём первые входы первого и второго элемента И подключены к третьему входу блока, вторые, входы - соответственно к инверсномуи. прямому выходам триггера со счетным входом, третий вход . блока вставки подсоединен к первому входу третьего элемента-И, втОрой . 1вход которого подключен ко второму ВХОДУ блока, а выход подключен к с етному входу, триггера, обратный . ёыйодкот6р э:го. ёвязан с, первьлм. входом четвертого элемента И, второй вход которогО подключен к третьему входу блока, а вцход соединен с пёрвьм входом пятого элемента И, вторОй вход которого Соединен с выходом:шестого элемента И, первый и второй входы которого соответственно являются перйым и четвертьям входами блока вставки.3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с. я тем, чт.о в нем.блок инвертирования содержит триггер со счетным входом и четыре элемента И, причем счетный вход триггера является первым входом блока инвертирования, прямой и инверсный выходы триггера подсоединены соответственно к одному входу второго элемента И, другой вход которого Является третьим входом блока инвертирования и к одному входу первого элемента И, другой вход которого является вторым- входом блока инвертирования, выходы .первого и второго элементов И подключены к первоМу и второму входам третьего элемента И, выход которого связан с единственным входом четвертого элемента И. Источники информации, принятые во внимание при Э1 спертизе 1.Авторское свидетельство СССР №. 432499, кл. G Об F 9/00. 2.Авторское свидетельство СССР № 421124, кл. Н 03 К 17/00,(прототип).

17

№

34

Т Мл

IB