Многоканальное устройство для ввода данных в цифровую вычислительную машину Советский патент 1982 года по МПК G06F3/04 

Изобретение относится к вычислительной технике и может использовано в АСУ ТП, в частности в текстильной промз1шленности, когда имеется большое число подлежащих контролю объектов и требуется обеспечить автоматический сбор и обработку информа ции. Известно устройство для сопряжения вычислительной машины с / аухпозиционными импульсными датчиками, содержащее блок формирования импульсов, груп повой блок кодирования, блок согласо вания, схему ИЛИ и выходной регистр. Этим устройством реализуется способ вероятностно-временного разделения сообщений в общем канале связи, способ неорганизованной передачи сигналов многочисленных источников к приемнику через один общий канал связи. С его помощью обеспечивается возможность с высокой точностью (достигнутая величина 10 с) измерять время срабатывания дискретных датчиков 1 Недостатком известного устройства ограничивающим его функциональные возможности, является то, что оно не позволяет соединять со входом вычислительной машины аналоговые датчики. Известно также устройство, основанное на способе вероятностно-временного разделения сообщений в оОцем канале связи. В устройство введены узлы запуска преобразования, генераторы эталонного напряжения, нуль-органы, генератор импульсов времени, счетчик ;мпульсов времени, коммутатор, группа элементов И. Вход устройства для каждого сопрягаемого датчика соединен со входом узла запуска преобразования и первым входом основ його нуль-органа. Выход каждого узла запуска преобразования соединен с первым для сопрягаемого датчика входом группы формирователей и входом генератора эталонного напряжения. Второй вход основного нуль-органа соеди нен с выходом генератора эталонного 3 напряжения, a выход - со вторым для датчика входом группы формировавелей. П,ервый и второй выходы для каждого со прягаемого датчика группы формирователей соединены с соответствующими входами шифратора. Вход узла согласования соединен с выходом шифратора, а выход - со входом элемента ИЛИ и первый входом выходного регистра. Пер вый вход коммутатора соединен с выходом элемента ИЛИ, второй вход - с выходом генератора импульсов времени, первый выход - со счетчиком импульсов времени, а второй выход - с первым входом труппы элементов И и первым выходом устройства. Второй вход группы элементов И соединен с выхо-. дом счетчика импульсов времени, а выход - со вторым входом выходного регистра, управляющий вход которого соединен с управляющим входом устройства, а выход - со вторым выходом уст ройства 2. Недостатком устройства является сравнительно низкая достоверность передаваемой информации, обусловленная изменением во времени характеристик ислользуемых генераторов эталонного напряжения, что снижает надежность устройства. Поверка и подстройка боль шой группы генераторов эталонного напряжения связана с большими трудозатратами, а добиться высокой стабильнос ти во -времени крутизны, в частности генераторов пилообразного напряжения не представляется возможным. Цель изобретения - повышение надежности. Поставленная цель достигается тем что в многоканальное устройство для ввода данных в цифровую вычислительную машину, содержащее формирователь импульсов, элемент ИЛИ, коммутатор, генератор импульсов времени, счетчик блок элементов И, регистр, шифратор, а в каждом канале - одиовибратор, генератор эталонного напряжения, нульсфган и формирователь формы импульсов причем вход одновибратора канала является одним из входов группы информационных входов устройства и соединем с первым входом нуль-органа канала, выход одиовибратора канала соединен с первым входом формирователя формы импульсов канала и через генератор эталонного напряжения канала со вторым входом нуль-органа канала, выход нуль-органа канала соединен со вторым входом формирователя формы им114пульсов канала, первый и второй выходы формирователя формы импульсов, канала соединены с соответствующими входами шифратора, группа выходов которого через формирователь импульсов соединена с первой группой информационных входов регистра, выходы формирователя импульсов через элементы ИЛИ соединены с первым входом коммутатора, второй вход, и первый выход которого соединены соответственно с выходом генератора импульсов времени, и со счетным входом счетчика, выходы которого соединены с группой информационных входов блока элементов И, второй выход коммутатора соединен с первым выходом устройства и с управляющим входом блока элементов VI, выходы которого соединены со второй группой информационных входов регистра, выход и управляющий вход регистра являются соответственно вторым выходом и управляющим входом устройства, введены источник опорного напряжения, а в каждый канал - дополнительный нуль-орган и усилитель мощности, причем выход источника опорного напряжения соединен со входами усилителя мощности каналов, выход усилителя мощности канала и выход генератора эта-, лонного напряжения канала через дополнительный нуль-орган канала соединены с третьим входом формирователя формы импульсов канала, третий шход которого соединен с соответствующим входом шифратора. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство для ввода данных .-в ЦВМ содержит каналы 1, 2, каждый из которых выполнен в виде нуль-органов 3 и 4, усилителя мощности 5, формирователя формы импульсов 6, генератора эталонного напряжения 7 одновибратора 8. Кроме того, устройство содержит элемент ИЛИ 9, регистр tO, генератор импульсов времени 11, коммутатор 12, счетчик 13, блок 1 элементов И, источник опорного напряжения 15J шифратор 16, формирователь импульсов 17, информационные входы 18 и 19, управляющий вход 20, выходы 21, 22. Устройство работает следующим образом. Напряжение с выходов сопрягаемых аналоговых датчиков постоянно приложено через входы 18 и 19 устройства ко входам соответствующих одновибраторов 8 и первым входам основных нуль589органов 3. Одновибратор 8 выдает ко- мандный импульс на вход генератора эталонного напряжения 7 и первый для данного-сопрягаемого датчика вход формирователя 6. Генератор эталонного напряжения7 включается в работу и ге нерирует изменяющееся во времени по заданному закону напряжение, подаваемое на второй вход основного нуль-органа 3. В формирователе 6 поступивший импульс приводится к требуемой для нормальной работы устройства малой длительности. Далее сформированный импульс поступает на соответствующий вход шифратора 16, в котоipoM на его основе образуется код сообщения о начале прео азозакия напряжения соответствующего датчика. С выхода шифратора 16 по линии связи код сообщения подается в формирователь импульсов t7. в котором разрядные импульсы кода сообщения приводятг ся к требуемой для дальнейшей устройства форме. Далее код сообщения поступает на вход элемента ИЛИ 9 и 4& рез первую группу входов - из часть разрядных триггеров регистра 10, которыми запоминается. 8 элементе ИЛИ 9 на основе импульсов поступившего параллельного двоичного кода формируется одиночный импульс, выдаваемый на первый вход коммутатора 12. На второй вход этого коммутатора непрерывной се рией поступают прямоугольные и пyльсы с выхода генератора импульсов времени 11. Если в коммутаторе 12 импульс с выхода элемента ИЛИ 9 отсутствует, импульсы генератора импульсов времени 11 проходят на вход счетчика 13, которым фиксируется время ра боты устройства. При прохождении через коммутатор 12 импульса с выхода элемента ИЛИ 9 коммутатором 12 на половину пе:риода задерживается очередной импульс генератора импульсов времени 11. Переходные процессы в счетчике 13 заканчиваются, после чего импульс элемента ИЛИ 9 появляется на втором выходе коммутатора 12 и поступает на первый вход блока элементов И. На вторые входы блока элементов И заведены единичные выходы триггеров счетчика 13. Поэтому при поступлении импульса на первый вход блока 1 элементов И осуществляется перезапись содержимого счетчика 13 че рез вторую группу входов регистра 10 во вторую часть его триггеров. Импульс элемента ИЛИ 9 с выхода комму16татора 12 подается и на первый выход устройства 21, являясь сигналом для вычислительной машины о поступлении очередного сообщения с сопрягаемых датчиков. На его основе вычислительная машина выдает команду на управляющий вход 20 устройства, по которой осуществляется перезапись содержимого регистра 10 в память вычислительной машины. Так, в вычислительную машину записывается адрес датчика, на котором начато аналого-дискретное преобразование -и время t|j начала преобра- зования. В момент совпадения преобразуемого напряжения и напряжения на выходе генератора эталонного напряжения 7 на . входах основногонуль-органа 3, на его выходе появляется.одиночный импульс, поступающий на второй для данного сопрягаемого датчика вход формирователя 6. После приведения его к требуемой форме, он с соответствующего выхода поступает на собственный вход шифратора t6, в котором образуется код сообщения о конце преобразования на рассматриваемом сопрягаемом датчи ке. В результате дальнейшей работы устройства, описанной ранее, в память сопрягаемой вычислительной машины записываются адрес датчика, на котором закончилось преобразование, и время окончания преобразования. В момент совпадения напряжения на выходе генератора эталонного напряжения У и на выходе усилителя 5 поданных на входы дополнительного нуль-органа i, на его выходе формируется одиночный импульс, поступающий на третий для данного сопрягаемого датчика вход формирователя 6. После приве;дения его к требуемой форме, он с со-ответствующбго выхода формирователя 6 поступает на собственный вход шифратора 16, в котором образуется код сообщения о конце поверки характеристик генератора эталонного напряжения 7рассматриваемого датчика. 3 результате дальнейшей работы устройства, описанной ранее, в память сопрягаемой вычислительной машины записываются адрес датчика, на котором закончилась .поверка, и время окончания поверки, На усилители 5 через линию связи подается постоянное эталонное напряжение от источника опорного (постоянного эталонного) напряжения 15, представляющего собою, например, нормальный элемент. Усилители 5 являющиеся повторителями эталонного напряжения име ют очень большое входное сопротивление постоянному току-, значительно превосходящее сопротивление соединительных линий. В то же время, они имеют очень малое входное сопротивле ние переменному току, а поэтому ими устраняются,напряжения помех, появля ющихся на выходе соединительных линий. В качестве усилителей 5 могут быть выбраны, в.частности, эмиттерны (катодные) повторители, параллельно входу которых включены емкости больших номиналов или более сложные филь тры. /Ь полнительные нуль-органы Ц полностью аналогичны основным нульорганам 3. Остальные элементы устрой ства повторяют конструкцию аналогичных элементов известного устройства. 8 известном устройстве расчет передаваемого параметра 0, контролиру мого сопрягаемым датчиком, осуществляется по формуле и, К(), (1) в которой вследствие нестабильности характеристик генератора эталонного напряжения 7 значение коэффициента преобразования К известно со значи тельной погрешностью. В изобретении величина коэффициента К уточняется при каждом измерении . (2) а расчет значения параметра, контролируемого сопрягаемом датчиком осуществляется по формуле tH-t« Т.е. существенно точнее (здесь Uj напряжение источника постоянного эта лонного напряжения 15) что и позвол ет повысить надежность устройства. Формула изобретения Многоканальное устройство для ввода данных в цифровую вычислительную машину, содержащее формирователь импульсов, элекюнт-ИЛИ, коммутатор, генератор импульсов времени, сцртчик, бпок элементов И, регистр, шифратор, а в каждом канале - одновибратор, генератор эталонного напряжения, нульорган и формирователь формы импульсов, причем вход одновибратора канала 8 11 является одним из входов группы информационных входов устройства и соединен с первым входом нуль-органа канала, выход одновибратора канала соединен с первым входом формирователя формы импульсов канала и через генератор эталонного напряжения канала со вторым входом нуль-органа канала, выход нуль-органа канала соединен со вторым входом формирователя формы импульсов канала, первый и второй выходы формирователя формы импульсов канала соединены с соответствующими входами шифратора, группа выходов которого через формирователь импульсов соединена с первой группой информационных входов регистра, выходы формирователя импульсов через элемент ИЛИ соединены с первым входом коммутатора, второй вход и первый выход которого соединены соответственно с вы ходом генератора импульсов времени и со счетным входом счетчика, выходы которого соединены с группой инфорт мационных входов блока элементов И, второй ь .од коммутатора соединен с первым выходом устройства и с управляющим входом блока элементов И, выходы которого соединены со второй группой информационных входов регистра, выход и управляющий вход регистра являются соответственно вторым выходом и управляющим входом устройства, о тли чающееся тем, что, с целью повышения надежности оно содержит источник опорного напряжения , а каждый канал - дополнительный нуль -орган и усилитель мощности, причем выход источника опорного напряжения соединен со«входами усилителей мощности каналов, выход усилителя мощности канала и выход генератора эталонного напряжения канала через дополнительный нуль-орган канала соединен с третьим входом формирователя форка { импульсов канала, третий выход которого соединен с соответствующим входом шифратора, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 37157, кл. G Об F 3/ОА, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 266637VlB-2i, кл. G Об F 3/0, 10.0. 79 (прототип).