Устройство для формирования логических сигналов ответных действий оператора Советский патент 1981 года по МПК G09B7/02 

(34) УСТРОИСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЛОГИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ОТВЕТНЫХ ДЕЙСТВИЙ ОПЕРАТОРА

Изобретение относится к автоматик и вычислительной технике, в частности к формированию логических сигналов от элементов коммутации (кнопок тумблеров и т.п.) пульта оператора и может быть использовано при сопряжении работы механических контактов органов управления с логическими устройствами, выполненными на интегральных микросхемах, например в тренажерах для подготовки операторов дискретных систем управления. При совместной работе элементов коммутации пульта оператора и логических устройств, содержащих различные счетчики, регистры и т.д., требуется передавать сигналы от контактов механических переключателей. Однако срабатывание механического переключателя обычно сопровождается дребезгом контакта, что приводит к образованию произвольной серии импульсов (т.е. неустановившихся сигналов) вместо желаемого одиночно го импульса или перепада потенциала (т.е. установившегося сигнала), Осо бенно большие трудности возникают в тех случаях, когда логические блоки контроля выполнены на интегральных микросхемах, работающих в наносекунд ном диапазоне, а входные сигналы поступают от механических контактов, длительность дребезга которых может составлять от десятков до сотен миллисекунд. В этих случаях необходимо формирование логических сигналов. Известны устройства, предназначенные для Формирования логических сигналов от элементов ко7«1мутации пульта оператора, в которых неустановившиеся и установившиеся сигналы от механического контакта подают на вход параметрического элемента задержки, задерживают эти сигналы за счет разряда (заряда) емкости конденсатора перекрывая время дребезга контакта, а затем формируют логический сигнал I1JH t2 . Однако эти устройства не обеспечивгиот требуемой помехоустойчивости и и.1еют ограниченные функциональные возможности по той причине, что имеется зависимость фО1 «рования логического сигнала от длительности дребезга контакта н от стабильности параметров элементов задержки, а также имеются ограничения по дoпycти вJM длительностям задержек сигнала. Кроме того, этк устройства ив обеспечивают изменения дпительности .залержки при замыкании контакта относительно задержки при его paз ыкaнии, и наоборот.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее пульт оператора с элементами коммутации, логическое устройство контроля, например блок контроля,и генератор (3 J .

Однако это устройство имеет недостаточную помехоустойчивость и ограниченные функциональные возможности по BbimeyKasaHHtJM причинам.

Цель изобретения - повьпиение точности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее генератор, шину ввода ответных действий оператора и выходную информационную шину, введены два счетчика, первые входы которых соединены с выходом генератора, а вторые входы - с шиной ввода ответных действий оператора, выход одного счетчикп соединен с третьим входом другого счетчика, подключенного выходом к выходной информационной шине.

Повыи1ение точности устройства достигается тем, что в этом устройстве реализовано формирование логических сигналов от элементов коммутации пульта оператора, основанное на использовании, импульсов эталонного генератора при передаче неустановившихся и установившихся сигналов от контактов указанных элементов, в котором передаваемые сигналы от контакта элемента коммутации и импульсы эталонного генератора логически умножают и преобразовывают частоту результирующих импульсов, воздействуют на преобразование частоты сигналами от элемента коммутации таким образом, что на всем интервале действия неустановившихся сигналов периодически прекращают ими преобразование частоты результирующих импульсов и осуществляют возврат в ис ходное состояние, а при воздействии установившегося сигнала продолжают преобразование частоты и фиксируют окончание указанного преобразования формируя тем самым логический сигнал

При этом обеспечивается независимость формирования логического сигнала от времени действия неустановившихся сигналов, поскольку формирование логического сигнала происходит по фактическому окончанию действия неустановившихся сигналов или помех, что существенно повышает помехоустойчивость .

Одновремеино это позволяет путем изменения задержек при замыкании и раз1«1каиии контакта несколько расширить фуикциоигшьные возможности устройства.

На чертеже схематически изрбргикег ио устрсЛство для формирования логических сигналов ответных действий оператора, входящего в состав тренажера.

Устройство содержит пульт 1 оператора, устройство 2 формирования логических сигналов ответных действий оператора со счетчиками 3 и 4, со(держащимн триггеры младшего 5 и старшего 6 разряда, и генератором 7, и блок 8 контроля.

Q Пульт 1 содержит элемент 9 ввода ответов, соединенный посредством шины 10 ввода ответных действий оператора со счетчиками 3 и 4 (входами 11 и 12 соответственно). Счетчик 3 содержит кроме триггеров б и 5 элементы И 13, ИЛИ 14, инверторы 15 и 16, элемент И 17. Счетчик 4 содержит кроме триггеров 5 и 6 элемент И 18.

На чертеже позициями 19-23 обозначены соответствующие входы и выходы счетчиков 3 и 4. Выход 23 является выходной информационной шиной устройства 2.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

5 При воздействии оператора на контролируемый орган управления пульта 1 замыкается механический контакт элемента 9. Вследствие дребезга указанного контакта на шине 10 появляются

Q неустановившиеся сигналы, представляющие собой произвольную серию импульсов, иначе говоря, произвольную последовательность чередующихся логических нулей и единиц. Этот неустас новившийся сигнал поступает на вход

11 счетчика 3 и на вход 12 счетчика 4.

Единичный неустановившийся сигнал со входа 11 поступает на один из входов элемента И 13, на другой вход которого поступает выходной сигнал

0 счетчика 3 с инверсного плеча триггера 6 старшего разряда. Сигнал с выхода элемента И 13 посредством эле мента ИЛИ 14 и инвертора 15 воздействует на входы установки нуля триггеров 5 и 6 счетчика 3, блокируя действие сигнала на счетный вход триггера 5, поступающего с выхода инвертора 16 через посредство элемента И 17. Выходной сигнал счетчика 4 за время действия единичного неустановившегося сигнала не изменится.

Нулевой неустановившийся сигнал (а также установившийся сигнал) с первого входа 12 счетчика 4 поступает на один вход элемента И 18 и непосредственно на входы установки нуля триггеров 5 и 6. При этом за время действия нулевого неустановившегося сигнала выходной сигнал счетО чика 3 также не изменится.

Для изменения значений выходных сигналов как одного, так и другого счетчиков 3 и 4 необходимо, чтобы в линии связи закончилось чередование нулевых и единичных значений входного сигнала, а сам входной сигнал принял одно из установившихся значений, т.е. нуль или единицу.

По окончании переходного процесса после замыканий контакта элемента 9 на шине 10 установится нулевое значение входного сигнала. Этот сигнал через посредство инвертора 16 ,воздействует на первый вход элемента И 17, разрешая прохождение импульсов генератора 7 со входа 19 при

условии отсутствия блокирующего

нала с инверсного выхода триггера 5 младшего разряда, выходной сигнал которого поступает на счетный вход триггера 6 старшего разряда этого счетчика. После заполнения счетчика 3, к примеру тремя импульсами, изменяется состояние триггера 6 старшего разряда счетчика 3, при этом выходной сигнал с прямого плеча триггера б с выхода 23 передается на вход блока 8, а выходной сигнал с инверсного плеча триггера 6 поступает на входы элементов И 13 и 17, блокируя дальнейшее заполнение счетчика 3 импульсами генератора 7 и обнуление единичным неустановившимся сигналом или сигналом помехи.

При размыкании контакта элемента 9 контролируемого органа управления в пульте 1 на шине 10 установится единичное значение входного сигнала. Этот установившийся сигнал поступает на один вход элемента И 18, разрешая прохождение через него импульсов генератора 7, поступающих со входа 20 счетчика 4. Как и в счетчике 3, после отсчета трех импульсов генератора 7 в этом счетчике изменяется состояние триггера 6, причем сигнал с выхода 21 счетчика 4 поступает на вход 22 счетчика 3. Этот сигнгш через посредство элемента ИЛИ 14 и инвертора 15 Обнуляют триггеры 5 и 6 счетчика 3, в результате чего значение выходного сигнсша счетчика 3 изменяется на противоположное.

При последующих циклах замыкания (размыкания) контакта элемента 9 работа устройства происходит аналогичным образом.

Использование предлагаемого устройства при контроле дискретных действий оператора в случае работы механического контакта контролируемого органа управления на узлы контроля , выполненные на интегральных микросхемах, позволяет получить техническое преимущество, заключгисмцееся в повышении помехоустойчивости при формировании логических сигналов от элементов коммутации оператора путем использования простейших логических уэлов-двоичных счетчиков, а также в расширении функциональных возможностей путем обеспечения при передаче сигнгшов изменения в широких пределах длительности задержки при замыкании контакта относительно длительности задержки при размыкании этого контакта, а путем снятия ограничения по допустимой величине длительности задержки.

Кроме того, исключаются требова0ния передачи сигналов витыми парами, поскольку обеспечивается защита как от дребезга, так и от помех, которые могут возникнуть при передаче сигнала по однопроводной линии связи,

5 что позволяет вдвое уменьшить количество проводов, снижаются требования к динамическим характеристикам сигнала, поступающего от механического контакта, поскольку этот сигнал не воздействует непосредственно

0 на счетный динамический вход счетчика, а лишь используется в установившемся значении в качестве разрешающего сигнала отсчета имт1ульсов эталонного генератора которыми за5полняют дополнительные счетчики и снижаются требования к выбору типа кабеля по допускаемой величине распределенной емкости, поскольку снижаются требования к динамическим ха0рактеристикам входного сигнала.

Формула изобретс;ния

5

Устройство для формирования логических сигнсшов ответных действий оператора, содержащее генератор, шину вводг. ответных действий оператора и выходную информационную шину, отличающееся тем, что, с

0 целью повышения точности устройства, оно содержит два счетчика, первые входы которых соединены с выходом генератора, а вторые входы - с шиной ввода ответных действий оператора,

5 выход одного счетчика соединен с третьим входом другого счетчика, подключенного выходом к выходной информационной шине.

0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

3.Авторское свидетельство СССР 1 693425, кл. G 09 В 9/0&, 1976 (прототип).