Устройство для формирования логических сигналов ответных действий оператора

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Союз Соввтсини Социалистттческик Рестублнк(22) Заявлено 260779 (21) 2810552/ 8-24 с присоединением заявки Йо -(23) ПриоритетОлубликовано 230881. Бюллетень Йо 31 Дата опубликования описания 230881(511 М Кл С 09 В 7/02 Государственный ксиитет СССР ло делаи изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЛОГИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ОТВЕТНЫХ ДЕЙСТВИЙ ОПЕРАТОРА Изобретение относится к автоматике 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 раз- т 5 личные счетчики, регистры и т.д., требуется передавать сигналы от контактов механических переключателей.Однако срабатывание механическо" го переключателя обычно сопровожда ется дребезгом контакта, что приводит к образованию произвольной серии импульсов (т,е. неустдновившихся сигналов) вместо желаемого одиночного импульса или перепада потенциала (т.е. установившегося сигнала) . Особенно 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, и;едназначенные для Формирования логических сигналов от элементов коммутации 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 11 и (2) .Однако этн устройства не обеспечивают требуемой помехоустойчивости и имеют ограниченные функциональные возможности по той причине, что имеется зависимость формирования логического сигнала от длительности дребезга контакта н от стабильности параметров элементов задержки, а также имеются ограничения до допустимым длительностям задержек сигнала. Кроме того, эти устройства нв обеспечявают изменения длнтельността.задерж 85806835 ки при замыкании контакта относительно задержки при его разиюкании, и наоборот.Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее пульт оператора с элементами коммутации, логическое устройство контроля,например блок контроля,и генератор (31.Однако это устройство имеет недостаточную помехоустойчивость и ограниченные функциональные нозможности по вышеуказанным причинам.Цель изобретения - повышение точности устройства.Укаэанная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее генератор, шину ввода ответных действий оператора и выходную. информационную шину, внедены два счетчика, первые входы которых соединены с выходом генератора, а вторые входы - с шиной ввода ответных действий оператора, выход одного счетчика соединен с третьим входом другого счетчика, подключенного выходом к выходной информационной шине.Повышение точности устройства достигается тем, что в этом устройстве реализовано формирование логических сигналов от элементов коммутации пульта оператора, основанное на испольэонании. импульсов эталонного генератора при передаче неустановившихся и установившихся сигналов от контактов укаэанных элементов, н 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 дейстния неустановившихся сигналов периодически прекращают ими преобразование частоты результирующих импульсов и осуществляют возврат в исходное состояние, а при воздействии установившегося сигнала продолжают преобразование частоты и Фиксируют окончание укаэанного преобразования, формируя тем самым логический сигналПри этом обеспечивается независимость Формирования логического сигнала от времени действия неустановившимся сигналов, поскольку Формирование логического сигнала происходит по Фактическому окончанию дей" ствия неустановившихся сигналов или помех, что существенно повышает помехоустойчивость.Одновременно это позволяет путем изменения задержек при замыкании и размыкании контакта несколько расширить Функциональные возможности устройства.На чертеже схематически изображе ио устройство для Формирования логи 10 15 20 25 40 45 50 55 0 ческих сигналов ответных действия оператора, входящего в состав тренажера,Устройство содержит пульт 1 оператора, устройство 2 формирования логических сигналов ответных действий оператора со счетчиками 3 и 4, содержащими триггеры младшего 5 и старшего 6 разряда, и генератором 7, и блок 8 контроля. Пульт 1 содержит элемент 9 вводаотве.ов, соединенный посредством шины 10 ввода ответных действий оператора со счетчиками 3 и 4 (входами 11и 12 соответственно) . Счетчик 3 содержит кроме триггеров б и 5 элементы И 13, ИЛИ 14, иннерторы 15 и 16,элемент И 17. Счетчик 4 содержиткроме триггеров 5 и 6 элемент И 18.На чертеже позициями 19 - 23 обоэначены соответствующие входы и выходы счетчиков 3 и 4, Выход 23 является выходной информац онной шинойустройства 2,Предлагаемое устройство работаетследующим образом.При воздействии оператора на контролируемый орган управления пульта 1замыкается механический контакт элемента 9. Вследствие дребезга указанного контакта на шине 10 появляютсянеустановившиеся сигналы, представляющие собой произнольную серию импульсов, иначе говоря, произвольнуюпоследовательность чередующихся логических нулей и единиц. Этот неустановившийся сигнал поступает на вход11 счетчика 3 и на нход 12 счетчика 4.Единичный неустанониншийся сигнал со входа 11 поступает на один извходов элемента И 13, на другой входкоторого поступает выходной сигналсчетчика 3 с инверсного плеча триггера б старшего разряда. Сигнал свыхода элемента И 13 посредством эле-.мента ИЛИ 14 и иннертора 15 воздействует на входы установки нуля триггеров 5 и б счетчика 3, блокируядействие сигнала на счетный входтриггера 5, поступающего с выходаинвертора 16 через посредство элемента И 17. Выходной сигнал счетчика 4 эа время действия единичногонеустановившегося сигнала не изменится.Нулевой неустановившийся сигнал(а также установившийся сигнал) спервого входа 12 счетчика 4 поступает иа один вход элемента И 18 и непосредственно на входы установки нуля триггеров 5 и б, При этом за время действия нулевого неустановившегося сигнала выходной сигнал счетчика 3 также не изменится.Для изменения значений выходныхсигналов как одного, так и другогосчетчиков 3 и 4 необходимо, чтобы влинии связи закончилось чередованиенулевых и единичных значений входного сигнала, а сам входной сигнал принял одно из установившихся значений, т.е. нуль или единицу.По окончании переходного процес- са после замыканий контакта злемен" та 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 услонии отсутствия блокирующего сигнала с инверсного выхода триггера 5 младшего разряда, выходной сигнал которого поступает на счетный вход триггера б старшего разряда этого счетчика. После заполнения счетчи ка 3, к примеру тремя импульсами, изменяется состояние триггера б старшего разряда счетчика 3, при этом выходной сигнал с прямого плеча триггера б с выхода 23 передается 20 на вход блока 8, а выходной сигнал с инверсного плеча триггера б 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 свин вход элемента И 18, разрешая прохождение через него импульсов генератора 7, поступающих со входа 20 счетчика 4, Как и н счетчике 3, после отсчета трех импульсов генератора 7 н этом счетчике изменяется состояние триггера б, причем сигнал с выхода 21 счетчика 4 поступает на вход 22 счетчика 3. Этот сигнал че рез посредство элемента ИЛИ 14 и инвертора 15 обнуляют триггеры 5 и б счетчика 3, н результате чего значение выходного сигнала счетчика 3 изменяется на противоположное. 45При 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, заключающееся в повышении помехоустойчивости при формировании логических сигналов от элементов коммутации оператора путем использования простейших логических узлов-двоичных счетчиков,а также в расширении функциональныхвозможностей путем обеспечения припередаче сигналов изменения в широких пределах длительности задержкипри замыкании контакта относительнодлительности задержки при размыкании этого контакта, а также путемснятия ограничения по допустимой величине длительности задержки,Кроме того, исключаются требования передачи сигналов витыми парами,поскольку обеспечинается защита какот дребезга, так и от помех, которыемогут возникнуть при передаче сигнала по однопроводной линии связи,что позволяет вдвое уменьшить количество проводов, снижаются требования к динамическим характеристикамсигнала, поступающего от механического контакта, поскольку этот сигнал не воздействует непосредственнона счетный динамический вход счетчика, а лишь используется в установившемся значении в качестве разрешающего сигнала отсчета импульсовэталонного генератора, которыми заполняют дополнительные счетчики иснижаются требования к выбору типакабеля по допускаемой величине распределенной емкости, поскольку снижаются требования к динамическим характеристикам входного сигнала.Формула иэобрет.нияУстройство для формирования логических сигналов ответных действий оператора, содержащее генератор, шину ввод. ответных действий оператора и ныходную информационную шину, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит два счетчика, первые входы которых соединены с выходом генератора, а вторые входы - с шиной ввода ответных действий оператора, выход одного счетчика соединен с третьим входом другого счетчика, подключенного выходом к выходной информационной шине.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Гутииков В.С. Интегральная электроника н измерительных приборах. Энергия 1, 1979, с. 109.2. Руководство по применению интегральных микросхем серии К 155. РТМ 141-74 1974. п.32.10.3. Авторское свидетельство СССР 9 693425, кл. С 09 В 9/ОС, 1976 (прототип).В 58068 оставитель А. Карловехред А. Бабинец Корректор С, Щомак тор А. Шанд каэ 7253/8 Патент л город, ул. Проектная,Тираж 484 ВНИИПИ Государственного по делам иэобретений и 5, Москва, З, Раушска