Устройство для программного управления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) 01 19/18 ГОСУД ПО ДЕ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕТЕ Н АВТОРСНОМУ ВуВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР В 1238032, кл. С 05 В 19/18, 1985.Авторское свидетельство СССР В 1238035, кл. С 05 В 19/08, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО ПРАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для автоматического управления промышленными объектами. Цель изобретения состоит р повышении надежности работы устройства. Устройство содержит первый 1 и второй 4 регистры, первый 2 и второй 5 буферные регистры, блок памяти 3,счетчик 11, генератор тактовых импульсов 7, элемент И 10, элемент ИЛИ12, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 9,триггер 6 и мультиплексор 8. Изобретение позволяет повысить надежностьработы устройства за счет введениядополнительных элементов и соответстющих связей, осуществляющих контрольвведенных команд непосредственно самимустройством и осуществляющих блокировк синхронизации устроиства в случае ввода неправильной команды. В аварийных ситуациях устройство посыпает запрос прерывания старшему уровню системы управления и не выдает управляю- аф щнх воздействий на объект управления до решения старшим уровнем задачи выхода из конфликтной ситуации, 2 ил,Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано для автоматическогоуправления промышленными объектами,Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для программного управления; на Фиг. 2 - Формат и 10Наименование полей микрокоманды устройства.Устройство для программного управления содержит первые регистр 1 и буферный регистр 2, блок 3 памяти, втоалые регистр 4 и буферный регистр 5,триггер 6, генератор 7 тактовых импульсов, мультиплексор 8, элементЙСК 5 ПОЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 9, элемент И 10,счетчик 11, элемент ИЛИ 12, входы 20устройства: первого адреса программы 13, начальной установки 14, записи начального адреса 15, логическихусловий 16, выходы устройства: управляющий 17, запроса прерывания 18. 25ВТорой регистр имеет выходы: адресаперехода 4 управляющих воздействий4, адреса мультиплексора 4 з, обнуления счетчика 44, переключения буферов 4. Мультиплексор 8 имеет входьи адреса 8, и информационные (логических условий) 8, Регистр 1 принимает и хранит код начального адреса программы, которая хранится в блоке 3 памяти, Триггер 6 идентифицирует 35наличие адреса в первом регистре 1.С помощью мультиплексора 8 производится выбор логического условия,Элементы 9 и 10 осуществляют блокировкусинхронизации при неправильном коде 40начального адреса или при его отсутствии к,моменту окончания программы,Счетчик 11 формирует в этом случаезапрос прерывания для старшего уровня (СУ),. 45Устройство работает следующим образом,Для установки устройства в исходное состояние на вход 14 устройстваподается импульс, который обнуляетсодержимое второго регистра 4 и сбрасывает триггер 6 в нулевое состояние. Логический нуль с выхода 4 второго регистра 4 включаетвторой бу-ферный регистр 5 и отключает первыйбуферный регистр 2 от адресных разрядов блока 3 памяти. Логический нуль свыхода 44. второго регистра 4 обнуляет счетчик 11. На управляющие выходы устройства поступают логические нули с выхода 4 второго регистра 4, Так как второй буферный регистр 5 находится во включенном состоянии, а первый буферный регистр 2 - в отключенном, то на первый адресный вход блока 3 памяти (младшие адресные разряды) поступают логические нули с выхода 4, второго регистраВследствие того, что на адресные входы 3, мультиплексора 8 подаются логические нули с выхода 4 з второго регистра 4, то на старший адресный разряд (второй адресный вход) блока 3 памяти поступает состояние информационного входа мультиплексора 8, выбираемого по нулевому адресу.На этот информационный вход постоянно подается нулевой логический уровень. Следовательно, на старший адресный разряд блока 3 памяти поступает логический нуль, В соответствии с этим из блока 3 памяти выбирается информация, расположенная по нулевому адресу. Ин" Формация, записанная в блоке 3 памяти,представляет собой микрокоманду, формат которой показан на фиг, 2,В поле "Адрес перехода" микрокоманды, расположенной по нулевому адресу, записана единица в двоичном виде. В поле "Адрес мультиплексора" этой микрокоманды записан адрес, соответствующий выбору информационного входа мультиплексора 8, соединенного с выходом триггера 6. Во всех остальных разрядах этой микрокоманды записаны логические нули, Так какс выхода 4 второго регистра 4 напервый вход элемента ИСКЛЮЧАВ 1 ЕГ ИЛИНЕ 9 поступает логический нуль, ана второй вход этого элемента с второго выхода блока 3 памяти, соответствующего разряду "Признак началапрограммы" микрокоманды, также поступает логический нуль, то на первый вход элемента И 10 с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 9 подается ло 1гическая единица, разрешающая прохождение тактовых импульсов с выхода генератора 7 через элемент И 10 на вход записи второго регистра 4. Первый тактовый импульс записывает информацию, выбранную из блока 3 памяти, во второй регистр 4. Следовательно, на первый адресный вход блока 3 памяти устанавливаются единица в двоичном виде, а на второй адресный вход блока 3 памяти через мультиплек 314256сор 8 передается состояние выходатриггера 6. Так как триггер 6 сброшенустановкой устройства в исходное состояние, то на второй адресный вход5блока 3 памяти поступает логическийнуль. Таким образом, из блока 3 памяти выбирается микрокоманда, записанная по первому адресу, Зта микрокоманда полностью повторяет записанную 10по нулевому адресу, и, следовательно, тактовые импульсы, поступающиена вход записи второго регистра 4,не изменяют состояние устройства.Данное состояние является исходным. 15Как только в первый регистр 1 произведена запись первого адреса, сопровождающаяся подачей строб-импульсана вход записи первого регистра 1 ина вход установки триггера б, выход 20триггера 6 и, соответственно, старший адресный разряд блока 3 памятиустановится в "1" и иэ блока 3 памятивыберется новая информация, записанная по тому же, но с единицей в старшем разряде, адресу. Новая микрокоманда отличается от предыдущей следующим: в поле "Адрес перехода" записана двойка в двоичном виМ, в разрядах "Обнуление счетчика" и "Переключение буферных регистров" записаны логические единицы, Во всех остальных разрядах микрокоманды записанылогические нули. Так как на оба входа элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 9 поданы логические нули, то тактовый импульс беспрепятственно проходит навход записи второго регистра 4 и происходит запись новой микрокоманды вовторой регистр 4,40Вследствие того, что на выходе 4второго регистра 4 появилась логическая единица, происходит переключениебуферов и, следовательно, на первыйадресный вход блока 3 памяти поступает информация, записанная в первомрегистре 1, Триггер 6 сбрасывается в"0", Так как на адресные входы 8,мультиплексора 8 подаются логическиенулиу то на старшем адресном разряде 50блока 3 памяти устанавливается логический нуль.В соответствии с установленным адресом на выходах блока 3 памяти устанавливается первая микрокоманда про".граммы. В раэряде "Признак началапрограммы" первой микрокоманцы программы записана логическая единица вотличие от последующих микрокоманд 07программы, где в разряде Л записан логический нуль, В поле "Адрес перехода" записан адрес следующей микро- команды программы, в полях "Управляющие воздействия" и "Адрес мультиплексора" записана информация, соответствующая алгоритму программы. В разрядах "Обнуление счетчика" и "Переключение буферных регистров" записаны логические нули.На первый вход элемента ИСКЛ 10 ЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 9 подается логическая единица с выхода 4 второго регистра 4, на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ пъдается также логическая единица с управляющего выхода блока 3 памяти. Следовательно, на первый вход элемента И 10 поступает логическая единица, разрешающая прохождение тактовых импульсов на вход записи второго регистра 4. Первый тактовый импульс записывает выбранную из блока 3 памяти информацию во второй регистр 4, Буферные регистры 2 и 5 переключаются в исходное состояние - на адресные входы блока 3 памяти поступает информация с выхода 4 второго регистра 4, на старший адресный разряд блока Зпамяти передается состояние информационного входа мультиплексора 8, выбранного в соответствии с установленным на входе 8адресом. Управляющие воздействия с выхода 4 второго регистра 4 поступают на выход 17 устройства. Счетчик 11 сбрасывается в "О",В блоке 3 памяти выбирается следующая микрокоманда программы,в разряде "Признак начала программы" которой записан уже логический нуль, подаваемый на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 9. На первый Вход этого элемента подается также логический н.,ль с выхода 4 второго регистра 4, Таким образом, начинает выполняться программа, начавшаяся с адреса, поступившего от внешних устройств на вход 13, В конце этой программы устройство выполняет действия, аналогичные тем, которые выполнялись при установке начального состояния: анализируется состояние триггера 6При этом в поле 4 адреса перехода последней микрокоманды записывается ее собственный адрес (для организации перехода "на себя", если триггер 6 находится в состоянии логического нуля), в поле 44 записывается логи 14256ческая единица, разрешающая счет счетчику 11.Если триггер 6 находится к этомумоменту В единичном состоянии (т,е,поступил очередной начальный адресс входа 13), та устройство начинаетфункционировать, как описано. Еслиочередного начального адреса не поступило, то устройство переходит в режим ожидания. Переходы осуществляются "на себя" в последней микрокомандепРограммы. Одновременно йачинаетсяийкремент счетчика 11. Время ожиданйя определяется временем заполнениясчетчика 11. Если за время ожиданияна устройство не поступит очереднойначальный адрес, то устройство сформирует запрос прерывания для системыуправления верхнего уровня с выхода 2 Опереноса счетчика 11 на выход 18,Этот сигнал побуждает старший уровеньсистемы управления выдать адрес первой микрокоманды программы, если зтоне произошло ранее. 25Однако возможен случай,.когда наустройство поступил начальный адрес,но при передаче в его коде произошелсбой. В этом случае паследоватеяьноСть действий устройства такова, у)Устройство в исходном состояниипостоянно анализирует состояние выхода триггера 6. Если это состояние -единичный логический уровень, то происХодит переключение буферных регист- Зров, а следовательно, на первый входэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 9 поступает логическая единица. Для дальнейшего функционирования устройства необходимо, чтобы и на второй вход эле Омента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 9 также пос-тупЬла логическая единица. Однако,как указано, в разряде "Признак начала программы" микрокоманды логическая единица записана лишь в первоймикрокоманде программы. Так как рассматривается случай ошибочного вводаадреса в первый регистр. 1, то на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ9 подается логический нуль. Вследствие этого прохождение тактовых импульсов от генератора 7 к входу записи второго регистра 4 невозможно иустройство прекращает. дальнейшую смену состояний,При этом тактовые импульсы подаются на инкрементирующий вход счетчика11, а так как иа вход обнуления счетчика 11 с выхода 4 второго регистра О 7 64 поступает логическая единица (счет разрешен), то происходит последовательное заполнение счетчика 11, Как только произойдет его переполнение, сигнал с выхода 18 устройства поступает к старшему уровню системы управления, сигнализируя о том, что введен неправильный адрес микрокоманды. Дальнейшая работа устройства зависит от алгоритма действий всей системы управления в целом. Может быть либо осуществлен повторный ввод адреса микрокоманды в первый регистр 1, либо подачей на вход 14 устройства устройство может быть установлено в исходное состояние.Таким образом, устройство позволяет повысить надежность работы нижне" го уровня.и, следовательно, всей системы управления в целом. Благодаря введению новых элементов и соответствующих связей между ними устройство для программного управления самостоятельно осуществляет непосредственный контроль вводимого адреса микрокоманды, и в случае ввода неправильного адреса прекращает работу, выдав старшему уровню (СУ) запрос на повторный ввод адреса. Кроме того, устройство может осуществлять аналогичным образом контроль за работой исполнительного устройства. Например, если в процессе выполнения программы анализируется то или иное логическое условие и при этом разрешена работа счетчика, то по истечении времени, необходимого для заполнения счетчика, на старший уровень с выхода счетчика также поступает запрос прерывания, сигнализирующий о том, что за отведенное время не произошла необходимая смена состояния сигнализируемого логического условия. В этом случае сложившаяся ситуация может быть проанализирована старшими уровнями, и нижнему уровню выдается соответствующая команда.Формула изобретенияУстройство для программного управления, содержащее генератор тактовых импульсов, счетчик, первый и второй регистры, триггер, элемент И, второй вход которого соединен с выходом генератора, мультиплексор, элемент ИЛИ, блок памяти, первый выход которого соединен с информационным входом второго регистра, выход которого яв14 25607 аддин его г Составитель А.федоровТехред А.Кравчук Корректор С.Шекмар едактор Н.Туп аказ 4767/4 ираж 866 Подп И. Государственного ко делам изобретений и о Москва, Ж, Раушска исноентета СССРкрытийнаб., д. Н п 1130355 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектн ляется управляющим выходом устройства, о т л и ч а ю ш е е с я тем,что, с целью повышения надежности работы устройства, в него введены пер"вый и второй буферные регистры, соединенные информационными входами синформационными вьжодами соответственно первого и второго регистров,причем первый адресный вход блока памяти подключен к выходам первого ивторого буферных регистров, элементИСКЛЮЧАЮ 51 ЕГ ИЛИ-НЕ) первый вход которого подключен к пятому выходу второго регистра, второй вход - к второму выходу блока памяти, а выход соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом записи второго регистра, при этом пятыйвьжод второго регистра соединен с 20первым входом элемента ИЛИ, с входомразрешения работы первого буферногорегистра и с входом запрещения работывторого буферного регистра, адресныйвход мультиплексора соединен с третьим 75 входом второго регистра, первый информационный вход мультиплексора соединен с вьжодом триггера, с второгопо (п)-й информационные входы мультиплексора являются входами логических условий устройства, при этом выход мультиплексора соединен с вторымадресным входом блока памяти, информационный вход первого регистра является входом первого адреса программы устройства, вход записи первогорегистра, соединенный с входом установки триггера, является входом записи в устройство первого адреса программь 1, обнуляющий вход второго регистра, соединенный с вторым входомэлемента ИЛИ, является входом установки устройства в исходное состояние,при этом выход элемента ИЛИ подключенк входу сброса триггера, а выход переполнения счетчика является выходомзапроса прерывания устройства, четвертый выход второго регистра соединен с входом обнуления счетчика.1