Многоканальное устройство для форми-РОВАНия ВРЕМЕННыХ иНТЕРВАлОВ Советский патент 1981 года по МПК H03K3/64 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в комплексах программного и логического управления технологическими агрегатами и установками.

Известен многоканальный формирова тёль временных интервалов, содержащий счетчики, элементы И, ИЛИ, триггер, регистр, дешифраторы, блок управления 1Д..

Недостатком известного формирователя .является большая аппаратурная избыточность, обусловленная по каждому каналу счетчика и других элементов, а также при формировании временных интервалов требуется пропс циональное увеличение оборудования.

Целью изобретения является со сращение аппаратурных затрат щэи одновременном формировании П временных интервалов.

Эта цель достигается тем, что в многоканальттое устройство для формирова- НИН временных интервалов, содержащее

счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И, триггер, выход которого через элемеБГг ИЛИ подключен к nepBoivfy входу второго элемента И, .кольцевой счетчик, в него введены синхронизатс, )азрядный оперативный запоминающий блок, oднqpaзpядный оперативный запоминающий блок, программируемый запомингиощий блок П формирователей и коммутатор

o адресов, выход которого подключен к адресным входам многоразрядного и одноразрядного оперативных запоминающих блоков и программируемого запоминающего блока, выходы разрядов которого подSключены к первым входам п формирователей, выходы которых через многс аарядный оперативный запоминающий блок подключены к разрядным входам счетчика импульсов, выход младшего разряда которого подключен ко второму входу первого формирователя, выход старшего разряда счетчика импульсов подключен ко второму входу элемента ИЛИ и второму входу п -го формирователя, при этом выход синхронизатора соединен с третьим и 1етвертыми входами Ц формирователей, с управляющими входами программируемого запоминающего блока, коммутатора адресов, многоразр5здного и однора рядного оперативных запоминающих блоков кольцевого счетчика, счетчика импульсов с установочным и управляющим входами тригг ра ис первым входом первого элемента И, второй вход которого соединён с выходом старшего разряда многоразрядного оперативного запоминающего блока, причем информационный вход триггера соединен с выходом одноразрядного опера-. тивного запоминающего блока, информационный вход которого подключен ко вто рому входу второго элемента И, выход которого подключен к первому входу синхронизатора, второй вход которого соединен с первым выходом кольцевого счетчика, второй выход кольцевого счётчика соединены со входом коммутатора адресов. На чертеже представлена функциональ ная схема устройства. Устройство содержит синхронизатор 1, кольцевой счетчик 2, .коммутатор 3 адресов, формирователи 4, программИруе мый запоминающий блок 5, многоразрядны оперативный запоминающий блок 6, одноразрядный оперативный запоминающий блок 7, счетчик 8 импульсов, триггер 9, элемент ИЛИ 1О, элементы И 11 и 12, информационную шину 13, установочную шину 14, управляющую шину 15, вход ную адресную шину 16, .выходную j шину 17. На чертеже также показан один из вариантов выполнения формирователей 4, которЬю содержат элементы И 18 и 19 и элемент ИЛИ 20. Синхронизатор 1 выполнен на последовательно включенных задающем кварцевом генераторе и тактовом распределителе с . .-делителем частоты, на выходе которого .включен блок клапанов (на чертеже выполнение синхронизатора не показано). Устройство работает следующим обра зом. Перед началом работы в блоке 5 по каждому из каналов устанавливают требуемое значение мантиссы, которое опре деляет длительность време1шого интерва ла в своем канале. ,Ее можно определи по формуле1р , , где М - мантисса, Tj - требуемая длительность временного интервала, Тл- период следования счетных измерительных импульсов. Кроме этого, производят включение каждого канала в работу, заносят единичную инфф ма1шю в старшие разряды блока 5 во всех .каналах. В дальнейшем в процессе работы в каждом канале устройства после очередных запусков будут формироваться временные интервалы заданной длительности. Если в процессе работы устройства требуется изменить длительность временного интервала в каких- 1ибо каналах, то для этого достаточно в блок 5 занести новые значения мантисс по соответствующим адресам. После этого, при последующих запусках, в .этих каналах будут формироваться временные интервалы с новой длительностью. Может также понадобиться на какое- время запретить запуски некоторых каналов. Для этого необходимо выключить эти каналы, т.е. ввести нулевуюинформацию в старшие разряды блока 5. Принцип работы устройства основан на временном уплотнении. Все операции запуск, опрос и измерение временных интервалов по всем каналам разделены во времени и одновременно не выполняются. Большие скорости их вьшолнения по сравнению с периодом следования счетных измерительных импульсов и длительностями временных интервалов дают все основания считать, что все каналы . , работают практически параллельно. При очередном запуске в устройстве производится анализ на занятость выбр)анного канала. Если он свободен, то -из блока 5 через формирователи 4 в блок 6 заносится начальная установка интервала. В соответствующие гпадшие разряды этого блока 6 заносится мантисса М, а в старший разряд - единичная информация. По каждому счетному измерительному имйульсу содержимое младших разрядов уменьшается на единицу. Эта операция для всех каналов выполняется счетчиком 8 куда поочередно записывается .соде :ржи мое всех каналов. Измененная информация с выхода счетчика 8 переписывается снова по тем же адресам в блок 6. При достижении этой инф фмацш1 нулевого значения, содержимое старшего, разрада счетчика 8 обратится в ноль, что означает окончание формирования временного интервала. При опросе содержимое требуемого канала из блока 6 текущего времени заносится в счетчик 8, а с выхода его старшего разряда - на выходную шину 17 устройства. Работой всего устройства управляет во времени синхронизатор 1. В определенные моменты времени он на свою выходную шину выдает соответствующую последовательность управляющих импуль сов. Кроме управляющих импульсов, син хронизатор 1 вырабатывает счетные изм рительные импульсы. Работает устройство циклически, , Каждый цикл работы длительностью состоит из фазыобращение к памяти и фазы счет, которые следуют друг за другом. Режим работы устройства в фазе обращениеопределяется типом команды запуск, опрос, подаваемой на шины 13, 15 и 16 устройства. По команде запуск в выбранном канале, при условии, что он свободен к данному моменту времени, начнет от рабатываться временной интервал, длительность которого определяется значением мантиссы этого канала в блоке 5 Если канал занят, т.е. к моменту поступления очередной комавды запуск временной интервал начатый по предыд щему запуску еще не отработан, то предлагаемое устройство не отреагирует на последующие запуски. Нового запуска не произойдет также и в том случае, если значение запускающего сигнала, хранимое в блоке 7, равно единице. По команде опрос устройство выдает на шину 17 битовую информацию формируемого временного интервала. Нулевая информация при этом означает, что . опрос произведен зоны длительности временного интервала, т.е. к этому моменту времени формирование временного интервала еш.е не было нач то или уже окончено. Единичная аяфармация на шине 17 устройства означает, что опрос произведен в зоне формируе мого временного интервала. Число разря дов определяется количеством каналов в устройстве. Команды могут подаваться в прйизво ном порядке, последоват1льно, циклическ в соответствии с требуемой - щзограм мой работы. В фазе счет подача команд запреще на, устройство не может быть запущено или опрошено. В этой фазе производится отработка временных интервалов. Эта 756 операция производится при наличии очередного счетного измерительного импульса. При этом выполняется пocлeдoвateлья ное сканирование по всем каналам, начиная с первого до последнего. Во всех запущенных каналах, производится вычитание единицы и текущего значения временного интервала. Эта операция выполняется для всех каналов на счетчике 8 последовательно с временным уплотнением. Скорректированное значение временных интервалов заносится в блок 4 и хранится до очередного счетного измерительного импульса. Первоначально по шине 14 устройства подается сигнал общий сброс. Синхронизатор 1 при этом вьфабатывает установочные сигналы для блока 4, блока 7, счетчика 8, триггера 9 и кольцевого счетчика 2, передаваемые на их управляющие входы. По окончании действия этого сигнала устройство Готово к работе. Синхронизатор 1 переходит в циклический режим работы, последовательно вырабатывая два коммутирующих импульса. Эти импульсы периодически переводят устройство из фазы обращение в фазу счет и наоборот. В фазе . обращение импульс : коммутации с выхода синхронизаторе 1 поступает на управляющие входы коммутатора 3 адресов и блока 5, а также на входы формирователей 4. Этот сигнал держится в течении всей фазы обращение. При этом коммутатор 3 адресов подключает входную адресную шину 16 устройства к адресным входам блоков 5-7. По установленному адресу сигнал коммутации производит считывание информации из блока 5 и разрешает прохождение этой информации чер§з формирователи 4 на информационный вход блока 6. При отсутствии какой-плибо команды на шинах 13, 15 и 16 устройства другие управляющие сигналы синхронизатор 1 не выдает, и никакие другие опера1ШИ в устройстве не производятся в течение всей фазы обращение . При наличии команды запуск в фазе обращение, в устройстве предварительно выполняется операция анализа на занятость выбранного канала. Адрес канала через адресную шину 16 и коммутатор 3 адресов поступаетна адресные входы блоков 6 и 7. По импульсу считывание, подаваемому на управляющие входы блоков 6 и 7 в соответствии с выбрашым адресом, производится считывание ранее записанной информации Б этих блоках. Следующи импульсом занесение эта информация записывается в счетчик 8 и триггер 9, который подается на их управляющие входы . При наличии нулевой информации на выходах (старшего разряда счетчика 8 и триггера 9, что соответствует свободному каналу на , инверсном выходе элемента ИЛИ 1О появляется .единичный разрешающий сигнал, поступаю1щий на вход элемента И 11. На второй вход этого элемента поступает информация с информационной щины 13 устройства и, в случае .единичной входной информации, этот элемент формирует разрешающий сигнал, подаваемый на вход синхронизатора 1, который формирует на своей выходной шине импульс запись, подаваемый на управляющий вход блока 6. По этому .импульсу в блок 6 заносится начальная уставка, поданная с выхода блока 5, она содержит значение мантиссы и единичный сигнал в старшем разряде, который заносится соответственно в старший разряд блока 6. Этот разряд является информационным; В течении всего формируемого интервала эта инфор мация равна едш1ице, а после окончш1ия нулю. Одновременно, независимо от состояния канала, на управляющий вход блока 7 поступает сигнал запись, по которо в блок 7 заносится информация с информ диошюй шины 13 устройства. Следовате но, после каждой комарзды запуск блок 7 отслеживает значение запускаемого , поданного на информациош1ую щину 16 устройства, что дает возможность определить ег-о начало. Таким образом, в фазе обращение при поступлении команды запуск с единичным значением запускающего сиг нала в свободный канал блока 6 заносится начальная уставка, а в блок 7 за носится единичная информация (призна запуска). При этом элемент ИЛИ 10 и элемент И 11 осуществляют блокировку запуска в случаях занятости выбранног канала . В этих случаях на выходах ст шего разряда счетчика 8 и (ипк) триггера 9 признаков запуска будет единич ная информация, чему соответствует нулевая информация на инверсном выхо элемента ИЛИ 10. Запуска также не происходит при нулевом значении запу скающего сигнала, подаваемого на вход 8 лемента И 11 с информационной щины 3 устройства. При поступлении команды опрос на ины 15 и 16 устройства в фазе обраейие синхронизатор вырабатывает имульс коммутации, импульс считыв.ание импульс занесение. Действие их анаогично действию этих же импульсов в режиме запуска. При этом, по даному адресу производится чтение блока 6 и занесение прочитанной информации в счетчик 8, Информация о временном интервале с выхода старшего разряда счетчика 8 подаётся на шину 17 устройства. После окончания фазы обращение устройство переходит в фазу счет. Импульс коммутации с управляющих входов коммутатора 3 адресов и блока 5 и формирователей 4 снимается. При этом на адресные входы блоков 6 и 7 подается адрес канала с выхода кольцевого счетчика 2 через коммутатор 3 йдресов по его второму входу. На другие входы формирователя 4 подается импульс коммутации, который открывает элементы формирователя 4, и информация с выхода счетчика 8 чфрез формир)ователи 4 подается на информациошш1й вход блока 6. В течение каждого счетного измерительного импульса синхронизатор 1 вырабатывает последовательность управляюшлх сигналов для фаз счет. В одной фазе производится счет текущего времени только в одном канале. Эта последовательность сигналов не зависит от номера канала, а определяется только его состоянием. В этой фазе адрес канала определ.яется кольцевым счетчиком 2, который начинает свою работу всегда с нулевого значения и заканчивает после просчета последнего канала. При этом его содержимое в каждой фазе счет увеличивается на единицу. В том случае если данный канал запущен, что . определяется единичной информацией на выходе старшего разряда блока 6, которая подается на вход элемента И 12, на . счетный вход счетчика 8 подается импульс счета через этот элемент. При этом текущее значение временного интервала уменьщается на единицу. Если текуцщй канал отработан, то на вход элемента И 12 поступает нулевой сигнал и импульс счета не поступает в счетчик 8. В том случае, если в процессе вычитания единицы текущее значение временного интервала станет равно нулю, то информация старшего разряда станет также ра на нулю. Это означает, что формируемый интервал закончился. После этого информацня с выхода счетчика 8 записывается в блок 6 по импульсу запись, поданном на его управляющий вход. В .конце просчета всех каналов в течении одного счетного измерительного импульса при переполнении кольцевого счетчика 2 последний выдает сигнал переполнения, который подается на вход синхронизатора 1. После этого синхронизатор 1, до прихода следующего счетного импульса, последовательность, управ ляющих импульсов не вырабатывает. Таким образом, в устройстве для формирования всех временных интервалов используются одни и те же узлы и элементы, и только для хранения промежуточного значения формируемого интервала используются отдельные ячейки блока 6. Поэтому предлагаемая структура устройства позволяет создавать простые многоканальные устройства для формирования большого числа временных интервалов, причем увеличение каналов не влечет за собой значительных аппаратурных затрат. Увеличивается только объем памяти накопителей и разрядность адресной магистрали устройства в соответствии с числом каналов. Формула изобретения Многоканальное устройство для формирования временных интервалов, содержащее счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с выходом первог элеменгга И, триггер, выход которого через элемент ИЛИ подключен к первому входу второго элемента И, кольцевой счетчик, отличающееся тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат при одновременном формировании И временных интервалов, в него введены синхронизатор, многора; адный оператив510ный запоминающий блок, одноразрядный оперативный запоминающий блок, программируемый запом1шающий блок ц формирователей и коммутатор адресов, выход которого подкпючеи к адресным входам многоразрядного и одноразрядного оперативных запоминающих блоков д программируемого запоминающего блока, выходы разрядов которого подключены к первым входам ft формирователей, выходы которых через многоразрядный оперативный запоминающий блок подключены к разрядным входам счетчика импульсов, выход младщего разряда которого подключен ко второму входу первого формирователя, вь1ход старшего разряда счетчика импульсов подключен ко второму входу элемента ИЛИ и ко второму входы п -го фсрмирователя, при этом выход синхронизатора соединен с третьими и четвертыми входами П формирователей, с управляющими входами программируемого запоминающего блока, коммутатора адресов, многоразрядного и одноразрядного оперативных запоминающих блоков кольцевого счетчика, счетчика импульсов с установочным и управляющим входами триггера и с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом старшего разряда многоразрядного оперативного запоминающих) блока, причем информационный вход триггера . соединен с выходом одноразрядного оперативного запоминающего блока, информационный вход которого подключен ко второму входу второго элемента И, выход которого подключен к первому входу синхронизатора, второй вход которого соединен с первым выходом кольцевого счетчика, второй выход кольцевого счетчика соединен со входом коммутатора адресов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 511686, кл. Н 03 К 5/156, 27.03.73.