Устройство для ввода информации Советский патент 1980 года по МПК G06F3/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники и автоматики и может быть использовано для передачи в управляющие вычислительные машины цифровых данных от двухпозиционных датчиков. Известно устройство инициативного ввода информации от дискретных да чиков, содержащее для датчика элемент сравнения, входами соединенный с датчиком и выходом элемента запоминания предыдущего состояния датчика, выход первого элемента подсоединенf ко входу второго эле мента и входу блока запоминания кодов датчиков, изменивших свое состо ние, входы этого блока соединены с блоком управления и блоком коммутации и записи новой информации, а выход - с блоком управления 1. Недостатком этого устройства является очень большой объем оборудова ния, необходимого для обеспечения режима инициативного ввода информации . Наиболее близким по технической сущности к изобретению является более простое устройство, в котором изменение информации на выходах да ,ков определяется по сжатой инфо мации об их состояниях,поэтому оно имеет меньший объем оборудования 2Г. Устройство содержит коммутатор, выполненный в виде прямоугольной мат рицы, имеющей выходную шину, вертикальные и горизонтальные шины выбора столбцов и строк матрицы,диодные переключатели тока в каждой строке, содержащие входной резистор,выходной диод и диод выбора столбца,диоды выбора строки матрицы,усилители матричного выбора,источник постоянного напряжения, соединенный первой клеммой с об щей шиной, интерфейсный блок и блок управления, блоки определения изменения информации в строке или столбце матрицы, командные выходы и входы блока управления подсоединены к интерфейсному блоку, а адресные выходы через усилители матричного выбора к соответствующим вертикальным и горизонтальным шинам матрицы. Выходной, диод каждого диодного переключателя тока соединен катодом с выходной шиной матрицы, а анодом - с анодом диода, выбора столбца, с анодом диода йыбора строки и с первым выводом резистора. Катод диода выбора столбца подключен к вертикальной шине :выбора соответствующего столбца матрицы.

Выходы блоков определения изменения информации подключены .к информационньил входам блока управления, а входы подсоединены к соответствующим горизонтальным ивертикальным шинам выбора столбцов и строк матрицы,Выходная шина матрицы подключена к входу блока управления.Первая .клемма каждого датчика соединена со вторым выводом резитора диодного переключателя тока,а врая клемма - с источником постоянного .Напряжения. Катоды диодов выбора строки соединены с соответствующими горизонтальными шинами матрицы.

Недостаткс1ми устройства являются :наличие значительного :пр объему обо-рудования, предназначенного для определения изменения информации на выходах датчиков; передача в устройство обработки данных информации от всех датчиков даже при изменении сигнала на выходе только одного из них,что увеличивает объем .переда-ваемых данных; вероятность пропуска изменения, информации на выходах четырех и кратного четырем числа датчиков в случае .если эти четыре датчика расположены по два в двух строках и двух столбца матрицы, это эквивалентно недостоверности ввода информациио состоянии датчиков.

Целью изобретени,я является упрощение устройства и повышение быстродействия за счет сокращения количества одновременно опрашиваемых датчико

Поставленная цель достигается тем что в устройство для ввода информации, содержащее матрицу датчиков, горизонтальные шины которой через блки выбора горизонтальных шин и блок управления подключены к блоку сопряжения, и вертикальные шины которой через блоки выбора датчиков и блоки формирования кода подключены к блоку формирования напряжения смещения, к выходной шине и к блокам выбора ветикальных шин, соединенных с блоком управления, введены элементы памяти, блоки адресации, подключенные к элементам памяти и к соответствующим горизонтальным шинам,,и последовательно соединенные операционный усилитель, вход которого подключен к выходной шине, блок формирования нелинейного сигнала, подключенный ко входу операционного усилителя, первы элемент И, элемент ИЛИ, второй элемент И, подключённый к выходу .операционного усилителя и к блоку формирования нелинейного сигнала, третий элемент И, подключенный к блокам адресации, и четвертый элемент И, поключенный ко входу операционного усилителя, причем элемент ИЛИ и элементы И подключены к блоку управления.

На фиг.1 дана структурная схема предложенного устройства; на фиг.2 временная диаграмма работы.

Устройство для ввода информации содержит коммутатор, выполненный в

иде прямоугольной матрицы с выходой шиной 1, вертикальными 2 и гоизонтальными 3 шинами, блок формиования кода 4, выполненный, наприер, в виде диодного переключателя, локи выбора вертикальных шин 5, блок, ормирования напряжения смещения 6, 1ервый 7 и второй 8 элементы И, блок выбора датчиков 9, датчики 10, блоки 11 Выбора,.горизонтальных шин, блок управления 12, блок сопряжения 13, (НИНЫ связи с устройством обработки данных, блоки адресации 15, элементы памяти 16, операционный усилитель 17, блок формирования нелинейного сигнала 18, элемент ИЛИ 19, третий 20 и четвертый 21 элементы И.

Предложенное устройство работает следующим образом.

По сигналам от блока управления 12 последовательно опрашиваются шины матрицы коммутатора. Внутренние пара.метрЫ блоков 4 имеют различные значения (например, номиналы резисторов распределены по весовому закону и сопротивления соседних резисторов отличаются в 2 раза). Поэтому ток на входе операционного усилителя 17 в выходной шине 1 отобракает код на выходах датчиков, подключенных к одной горизонтальной шине матрицы. Этот ток с помощью усилителя 17 преобразуется в напряжение на его выходе и в напряжение, запоминаемое на конденсаторе элемента памяти 16, подключенном к соответствующей шине 3 матрицы.

Бели к моменту следующего; опроса датчики, подключенные к данной шине матрицы, не изменили своего .состояния, напряжение между элементами 20 и 21 примерно равно напряжению на конденсаторе элемента па.мяти, отображаюш.ему состояние датчиков строки в момент предыдущего опроса.Поэтому резкого изменения напряжения на выходе усилителя 17 не происходит,и логическая схема на элементах 7,8,19 не выдает сигнала изменения информации на выходах датчиков строки.В этом случае блок управления Г2 переходит к опросу датчиков,подключенных к следующей горизонтальной шине.

Если к моменту следующего опроса состояние датчиков строки изменилось, напряжение на конденсаторе элемента . памяти 16 не равно напряжению между элементами 20 и 21. Следовательно, напряжение на выходе усилителя 17 за счет перезаряда емкости конденсатора резко изменяется. Логическая схема на элементах 7, 8. и 19 выдает в блок управления сигнал изменения информации на. выходах датчиков строки. Этот сигнал через блок сопряжения 13 поступает в устройство обработки данных, которое вырабатывает сигнал последовательного опроса датчиков строки. На временной диаграмме работы предложенной схемы обозначено и сигнал на выходе i-ro блока выбора горизонтальных шин 11 и на соответс вующей ему i-й горизонтальной шине 3 матрицы. Этот сигнал разрешает протекание тока 1 от i-й строки в выходной шине матрицы. В момент времени t ток 1 в выбранной стро ке имеет величину i .Напряжение на выбранном конденсаторе элемента памяти 16 имеет величину , пропорциональную i. Одновременно с подачей адресного сигнала П блок управ ления 12 вырабатывает стробирующий сигнал , поступающий на элемент И 7 и 8. Показан случай когда в момент времени t,- сигнал изменения состояния датчиков не вырабатывае ся, так как с момента предыдущего опроса код на выходах датчиков не и менился. Поэтому в момент времени из блока управления 12 выдается сигнал перехода к опросу датчиков, подключенных к (1+1)-й строке матрицы. В момент времени t вновь выбирается 1-я строка. К этому времени су марный ток i-й строки 1 уже стал равен i ,а конденсатор заряжен до напряжения у,, пропорционального . Поэтому после выбора i-й строки начинается разряд конденсатора. Напряжение на выходе усилителя и -резко возрастает до величины и. Нри этом через элемент И 8 проходит стро бируюй ий сигнал и , образуя сигнал изменения информации на выходах датчиков. Конденсатор элемента памяти 16, подсоединенный к i-й строке, разряжается на величину Av и на нем запоминает:ся величина v, соответствующая новому коду на выходах датчиков. Сигнал через элемент ИЛИ 19 поступает в блок управления 12, который через блок 13 инициирует передачу в устройство обработки данных сигналов от датчиков горизонтальной шины,где произошло изменение информа ции.После обращения устройства обработки данный за информацией сигналом выдаваемым из блока управления 12 на элементы 20 и 21,отключается обратна связь в операционном усилителе и от блока управления подаются сигналы последовательного выбора и опроса вертикальных шин матрицы (в режиме выбора строк все вертикальные шины были выбраны), При этом последовател но считывается информация с датчиков подключенных к выбранной строке, Сиг нгил на выходе датчика приводит к появлению отрицательного сигнала н выходе усилителя 17. Этот уровень за пирает ключ блока 18, бывший до этого в открытом состоянии, и разрешает прохождение стробирующего сигнала Ш через элемент И 7 и далее блоки в 19 12, 13 и в устройство обработки данн После окончания опроса всех датчиков строки,т.е. после выдачи в устройство обработки данных сигнала и , соответствующего коду на выходе датчиков строки, устройство инициативного ввода продолжает слежение за состоянием датчикрв. Опрашиваются датчики, подключенные в (i+1) горизонтальной, шине матрицы, и т.д. Так продолжается до следующего обнаружения изменения информации на выходах датчиков. Причем при обнаружении изменения информащГй, приводящего к увеличению тока на входе усилителя 17, формирование сигнала и осуществляется так же, как при передаче с выхода датчика, т.е. через элемент И 7. Введенные в схему элементы и предложенные взаимосвязи обеспечивают упрощение схемной реализации устройства, уменьшение объема данных,передаваемых от него в устройство обработки , данных , и повьниение достоверности ввода информации, Формула изобретения Устройство для ввода информации, .содержащее матрицу датчиков, горизонтальные шины которой через блоки выбора горизонтальных шин и блок управления подключены к блоку сопряжения и вертикальные шины которой через блоки выбора датчиков и блоки формирования кода подключены к блоку формирования напряжения смещения, к выходной шине и к блокам выбора вертикальных шин, соединенным с блоком управления, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повьаиения быстродействия за счет сокращения количества одновременно опрашиваемых датчиков, в него введены элементы памяти, блоки ащресации, подключенные к элементам памяти и к соответствующим горизонтальным шинам, и последовательно соединенные операционный усилительf вход которого подключен к выходной шине, блок фор мрования нелинейного сигнала, подключенный ко входу операционного усилителя, первый элемент И, элемент ИЛИ, втррой элемент И, подключенный к выходу операционного усилителя и к блоку формирования нелинейного сигнала, третий элемент И, подключенный к блокам адресёщии, и четвертый элемент И, подключенный ко входу операционного усилителя, причем элемент ИЛИ и элементы И подключены к блоку управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР И 377759, кл. G Об F 3/04, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР 390549, кл, G 08 С 19/16, 1970 (njXDTOTHn) .