Устройство для ввода информации

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 С 06 Г 3/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ стит в, В.Е.К во ССС 1984 СССР 1984ФОР вода логое в л реал системах автомичесния д обрет ния жности устр стра ижет мутатозовател элемент ИЛИ 4второй элементий элемент ИЛпу регистровчетвертый элемПозициями 14 наоды Бло вых сумматор третий 27 ый .2 пе схема блока сравнения ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА 57) Изобретение относится к вычисл ельной,технике и автоматике и може быть использовано для в4вой информации в цифровьтельные машины, работающиеном масштабе времени вматического регулироваких объектов. Целью изляется повышение надества за счет обнаружения и Изобретение относится к вычис тельнои технике и автоматике и м быть использовано в системах упр ления динамическими объектами, в частности газотурбинными двигате ми, для ввода информации о парам рах объекта в управляющую ЦВМ. Цель изобретения - повышение дежности устройства. На фиг. 1 представлена структ ная схема устройства; на фиг. 2ния сбоев при преобразовании входныхсигналов и уменьшения аппаратных затрат вследствие уменьшения разрядности вводимой информации, Устройствосодержит блок управления, коммутатор,аналого-цифровой преобразователь,регистр, блок сравнения, группу регистров, счетчик, триггер, элементы ИЛИ, элемент И, Сущностью изобретения является то, что при опросевходных сигналов в ЦВМ вводятся только младшие разряды кода преобразования. Кроме того, в процессе преобразования входных сигналов производится анализ старших разрядов кода преобразования с результатом предыдущего преобразования. На основаниианализа устройство формирует сигналы, информирующие ЦВМ о направленииизменения параметра или о сбое в работе устройства, который может привести к перерегулированию объектауправления. В результате повышаетсянадежность устройства. 1 з.п. ф-лы,2 ил. йство содержит (фиг. 1) ком 1, аналого-цифровой лреобра(АЦП) 2, регистр 3, первыйблок 5 управления,т ИЛИ 6, триггер 7, треИ 8, элемент И 9, груп 1 О, блок 11 сравнения,ент ИЛИ 12, счетчик 13.23 на фиг. 1 обозначеныоды устройства.сравнения содержит5, второй 26 и(фиг. 2),Блок 11 осуществляет сравнениецифровых кодов Й , Йна своих информационных входах, Сравнение происходит при единичном сигнале конца преобразования (КП) с выхода АЦП 2,поступающем на управляющий вход бло" 10ка 11, Сигналы на первом, втором,третьих выходах блока 11 появляютсясоответственно в следующих случаяха,-а, =о,й,-й, =1, 15а -аСигнал на четвертом выходе блока 11 появляется в случае отсутствияпри сигнале КП единичного сигнала наодном из первых трех его выходах,что соответствует случаю (Й- Й 171,т.е. сбою. Элемент 29 обеспечиваетзадержку фронта (1/О) сигнала КП свыхода элемента НЕ 28 на время задержки считывания узлов 25-27 сравнения и предотвращает появление ложных сигналов на выходе элемента ИЛИНЕ 30.Блок 5 управления представляет собой распределительимпульсов - счетчик с дешифратором на выходе. Посигналу на втором входе блока происходит сброс счетчика. По сигналам напервом входе блока последовательнопоявляются сигналы на его 1 п выходах, обеспечивая опрос всех входных сигналов и запись 1 старших разрядов их кодов в соответствующие регистры 10,оЗапись в регистр 3 происходит поединичному сигналу КП, считываниеп 9 единичному сигналу,на входе счи"тывания, а сдвиг информации - пофронту (1/0) этого сигнала, что обес- .печивает сдвиг информации вправо в 45регистре 3 после каждого цикла чтения ЦВМ информации из регистра 3.Временная диаграмма сигналов науправляющих входах устройства сооти:зтствует временной диаграмме интерфейса микроЭВМ "Электроника",ФВ цифровой системе автоматического управления динамическим объектомразрядность (тп+1) цифрового кодавводимых сигналов определяется требуемой точностью цифрового представления входных аналоговых сигналов.В основу работы устройства положентот факт, что за период дискретизации величины входных сигналов х, изменяются лишь на несколько единицмладших разрядов. Величина максимального изменения вводимых за периоддискретизации сигналов х, определяется как что соответствует единице (ш+1) разрядка (ш+1)-разрядного кода, формируемого АЦП 2, причем ш+1 (ш+1, Этоимеет, место при переходе системы автоматического управления от одногоустойчивого состояния к другому.Большую часть времени система автоматического управления находится врежиме стабилизации, в котором изменения входной величины(д х; ( (с (д х; Акс (Это дает воэможность на каждомтакте дискретизации вводить лишьмладшие ш разрядов кода входного сиг"нала, производя лишь в случае необходимости (изменение (ш+1)-разрядапо сравнению с значением на предшествующем такте ввода) коррекцию старшей части вводимого сигнала, хранящегося в памяти ЦВМ.При работе. устройства ввода возможны.сбои, при которых за периоддискретизации изменения входных сиг, налов соответствуют (й х; ( ) (л хокс(Устройство обеспечивает выявление иустранение сбоев.Устройство работает следующим образом,После включения питания на вхо",де 14 устройства появляется короткийимпульс,. обнуляющий счетчик 13, блок5 и устанавливающий триггер 7 в единичное состояние.Режим начального прогона,Режим начального прогона имеетместо после включения питания и обеспечивает первоначальную запись достоверных значений 1 старших разрядовкодов преобразованных входных аналоговых сигналов в соответствующие регистры 10.По линии 16 запуска ЦВМ запускаетАЦП 2, который производит преобразование первого входного сигнала, поокончании которого передним фронтом(О/1) сигнала КП происходит записькода, сформированного АЦП 2, в ре-гистр 3, а блок 11 переводится в активный режим. Коды на информационных5 14 входах блока 11 (случайная информа- . ция, записанная в регистры 1 О и 1старших разрядов кода входного сигнала) с вероятностью р1 удовлетворяют неравенству с 1, - д 71, что расценивается как сбой и приводит к появлению сигнала на четвертом выходе блока 11. В ином случае (1 Й 1 - д1) появляется сигнал на одном из первых трех выходах блока 11 и соответственно на одном из трех первых управляющих выходах устройства 20 - 22, По заднему фронту (1/О) сигнала КП происходит запись в соответствующий номеру входного сигнала регистр 10 1-старших разрядов кода АЦП 2 а по сигналу с четвертого выхода блока 11 - перезапуск АЦП 2.Аналогичная процедура происходит при сбое работы АЦП 2,Постоянные сбои приводят к переполнению счетчика 13 и появлениюсигнала на четвертом управляющем выходе 23 устройства, сообщающего ЦВМо неисправности устройства по данному информационному входу, При исчезновении сбоев до переполнения счетчика 13, процесс перезапуска прекращается и появляется сигнал на первом, втором или третьем управляющемвыходе 20 - 22 устройства, поступающий в ЦВМ и являющийся для последнейзапросом прерывания.По первому, второму или третьемусигналу 20 - 22 прерывания в режименачального прогона ЦВМ осуществляетввод полного (ш+1)-разрядного кодавходного. сигнала с группы младшихвыходных разрядов регистра 3 в ЦВМ;Достигается это за счет сдвига вправо после каждого считывания информации иэ регистра 3, что позволяет ЦВМпосле дополнительных 1 считыванийполучить все, включая и 1-старших,разряды кода входного сигнала. Аналогично осуществляется начальныйпрогон по остальным входным сигналам. После этого ЦВМ вновь вырабатывает сигнал на линии запуска, чтоприводит к появлению сигнала на и+1выходе блока 5, который сбрасываеттриггер 7 и запрещает элемент И 9.Режим начального прогона закончен,Рабочий режим,функционирование устройства в рабочем режиме аналогично функционированию в режиме начального прогона,отличаясь следующими особенностями 62287 30 35 1 О 15 20 25 40 45 50 55 Элемент И 9 закрыт. Перед новым циклом опроса входных сигналов в регистрах 10 хранятся достоверные значения 1-старших разрядов всех входных сигналов на предыдущем такте дискретизации, записанные по заднемуфронту сигнала на первом, втором илитретьем выходе блока 11. Новый циклввода входных сигналов начинается свыдачи ЦВМ сигнала по линии начальной установки, сбрасывающего блок 5.По сигналу, сбрасывающему блок 5,на первой, второй, третьей линияхпрерывания управляющая ЦВМ лишь разсчитывает информацию иэ регистра 3,получая значения т младших разрядоввводимого входного сигнала, По сигналу прерывания с первой линии 20прерывания ЦВМ не производит коррекцию ячейки памяти, в которой содержатся старшие 1 разрядов кода. Посигналу прерывания по второй линии 21прерывания ЦВМ инкрементирует, а стретьей 22 - декрементирует содержание данной ячейки памяти. Тем самымЦВМ получает информацию о полном ш+1разрядном коде вводимой величины. Таким образом, предлагаемое устройство повышает надежность ввода, поскольку обеспечивает обнаружение и устранение сбоев при преобразовании входных сигналов, а уменьшение разрядности вводимой информации дополнительно позволяет уменьшить аппаратные затраты. Формула изобретения о1. Устройство для ввода информации, содержащее коммутатор, аналогоцифровой преобразователь, блок управления, блок сравнения, счетчик, регистр, триггер и элемент И, информационные входы коммутатора являются информационными входами устройства, вход запуска блока управления является входом запуска устройства, выходы группы блока управления соединены с адресными входами коммутатора, выход которого соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, информационные выходы первой и второй групп которого соединены с информационными входами регистра, выходы которого являются информационными выходами устройства, информационные входы первой группы блокасравнения соединены с информационными входами первой группы аналого-цифрового преобразователя, первый входэлемента И соединен с управляющимВыходом аналого-цифрового преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения надежностиустройства, в него вверены группа регистров, четыре элемента ИЛИ, первыйВход первого элемента ИЛИ являетсяВходом начальной установки устройст"ва, вторые входы первого и третьегоэлементов ИЛИ и вход установки триггера являются входом сброса устройСтва, первые входы второго и третьего элементов ИЛИ соединены с входомзапуска блока управления, вход сброа которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выход блока управЛения соединен с входом сброса триггера, выход которого соединен с вторым входом элемента И, вход записирегистра и управляющий вход блокаФравнения соединены с управляющимВыходом аналого-цифрового преобраЗователя, вход сдвига регистра является входом считывания устройства,информационные входы регистров группы соединены с информационнымй выходами первой группы аналого-цифрового преобразователя, входы разрешения регистров группы соединены с соОтветствующими выходами группы блокауправления, выходы регистров группысоединены с информационными входамиВторой группы блока сравнения, первый, второй и третий выходы блокасравнения соединены с первым, вторым и третьим входами четвертого элемента ИЛИ и являются первым, вторым итретьим управляющими выходами устройства соответственно, четвертый5,выход блока сравнения соединен свторым входом второго элемента ИЛИи со счетным входом счетчика, выходкоторого является четвертым управляющим выходом устройства, выход элемента И соединен с четвертым входомчетвертого элемента ИЛИ, выход котороГо соединен с входами записи регистров группы, выход третьего элемента ИЛИ соединен с входом сбросасчетчика, выход второго элемента.ИЛИсоединен с входом запуска аналогоцифрового преобразователя.2: Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок срав"нения содержит сумматор, три узласравнения, элемент ИЛИ-НЕ, элементНЕ, элемент задержки, входы первойи второй групп сумматора являются25 информационными входами соответственно первой и второй групп блока,выходы сумматора соединены с входами узлов сравнения, выходы которыхсоединены соответственно с первым.,вторым и третьим входами элементаИЛИ-НЕ и являются первым, вторым итретьим выходами блока, вход элемента НЕ является управляющим входомблока, выход элемента НЕ соединен свходами разрешения узлов сравненияи через элемент задержки с четвертым входом элемента ИЛИ-НЕ, выходкоторого является четвертым выходомблока.