Устройство для сопряжения датчиков аналоговых сигналов с вычислителем

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧГЧИХРЕСПУБЛИН 9) ( С 06 0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Д":ТЕЛЬСТ К АВТОРСКОМ 17 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ П 1 НТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР У 1087962, кл, С 05 В 23/02, 1984Авторское свидетельство СССР В 1095166, кл. С 06 Р 13,00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ДАТЧИКОВ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ С ВЫЧИСЛИТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к автоматизированным системам управления технологическими процессами и может быть использовано в системах с большим числом объектов контроля и управления для автоматического сбораи обработки информации. Целью изобретения является повышение достоверности выходной информации. Устройствосодержит генератор 1 тактовых импульсов, регистр 2, первый и второй счет"чики 3,9, цифроаналоговый преобразователь 4, нуль-орган 5, блок 6 Формирователей импульсов, первый и второй мультиплексоры 7,11, селектор 8адреса и триггер 10. Указанная цельдостигается ,за счет введения первого и второго мультиплексоров 7,11,селектора 8 адреса, второго счетчика9 и триггера. Устройство обладаетбольшей, чем известные, оперативностью и достоверностью выходной информации, 1 ил,Изобретение относится к автоматизированным системам и может быть использовано для создания устройствв которых имеется большое числообъектов контроля и управления и требуется обеспечить автоматическийсбор и обработку информации.Целью изобретения является повышение достоверности выходной информа Оции.На чертеже изображена схема устройства сопряжения вычислителя с датчиками аналоговых сигналов.Устройство сопряжения вычислителя с датчиками аналоговых сигналонсодержит генератортактовых импульсов, регистр 2, первый счетчик 3цифроаналоговый преобразователь 4,нуль-органы 5, блок 6 Формирователей 20импульсов, первый мультиплексор 7,селектор 8 адреса, второй счетчик9, триггер 10 и второй мультиплексор 11..На чертеже обозначено; первый и 25второй информационные выходы 12, 13,управляющий выход 14, тактовый вход15, вход 16 записи, вход 17 адреса,группа информационных входов 18 и инФормационный вход 19.30Первый счетчик 3 предназначендля Форжрования числовой последовательности в коде 8-4-2-1, начинаяс нулевого числа. Счетчик 3 можетбыть выполнен на микросхемах типа 35564 ИЕ 11, 133 ИЕ 5,Цифроаналоговый преобразователь 4выполняет Функцию преобразования,цифрового кода в аналоговую величину и может быть выполнен на основе 10.микросхем типа 572 ПА 1,Нуль-органы 5 предназначены дляпреобразования пороговых сигналов вцифровую форму и могут быть выполнены на основе операционных усилителей,а также с использованием интегральных компараторов типа К 554 СА 1,521 СА 4,Блок 6 Формирователей импульсовпредназначен для Формирования импульсов при определенных соотношенияхвходных сигналов и может быть выполнен на микросхемах типа 133 ТМ 2,564 ТМ 2, 564 ЛА 7 а также для согласования логических уровней сопрягаемыхмикросхем с использованием микросхемтипа 564 ПУ 9.Первый мультиплексор 7 предназначен для передачи импульсов, поступающих с блока 6 Формирователей импульсов и отображающих состояние анализируемого датчика. Может быть выпол-.нен на ьякросхемах типа 564 КП 2,533 КП 15, 133 КП 5Селектор 8 адреса предназначендля селективного выбора одного изгруппы элементов и выполнения в немопределенной операции и может бытьвыполнен на микросхемах типа 133 ИЛЗ,588 ВГ 1.Второй счетчик 9 выполняет Функциюопределителя номера датчика, которыйв данный момент времени должен бытьпроанализирован, Счетчик 9 можетбыть выполнен на микросхемах типа564 ИЕ 11, 564 ИЕ 14.Второй мультиплексор 11 выполняет Функцию селектора каналов, по которым транслируются импульсы тактовыхчастот, определяющих ритм работы устройства, и может быть выполнен намикросхемах типа 133 КП 5, 564 КП 1.Принцип работы устройства сопряжения вычислителя с датчиками аналоговых сигналов следующий.Устройство может работать в одномиз двух режимов. Первый режим характеризуется постоянной скоростью обработки и определяется техническимихарактеристиками импульсной последовательности, которая Формируется генератором 1 тактовых импульсов. Второйрежим описывается временной характеристикой, определяемой частотой импульсной последовательности внешнего генератора и поступающей на тактовый вход 15.Устройство имеет группу информационных входов Я, по которой непрерывно во времени поступает информация н аналоговом виде на вторые входы нуль-органов; информационный вход19, по которому поступает информацияв цифровой Форме, определяющая режимработы устройства; вход 17 адреса,с помощью которого совместно с импульсами на входе 16 записи производится обращение к выбранному микро- .модулю устройства, Наличие укаэанныхвходов является необходимым и достаточным условием для совместной работы с вычислителем, использующим микропроцессорные средства,Напряжение с выходов сопрягаемыхдатчиков аналоговых сигналов постоянно поступает через группу информационных входов 18 на вторые входыра 10, Если на инВормационном входе триггера 10 присутствует уровень напряжения логической "1", то выходным сигналом первого мультиплексора 7 триггер 10 будет установлен в единичное состояиие и выходной сигнал запретит работу первого счетчика 3 и установит его в нулевое состояние и устройство перейдет в режим ожидания.Если же на информационном входе триггера 10 присутствует сигналс уровнем напояжения логического "0", то выходной сигнал первого мультиплексора 7 подтвердит нулевее состояние триггера 10. В этом случае выходное состояние второго счетчика 9 и триггера 10 определяет дальнейшую работу устройства, т,е, адрес на адресном входе первого мультиплексора 7 будет соответствовать +1 номеру датчика и процесс будет повторен. В этом случае первый счетчик 3 в начальный момент времени .(момент установления адреса с номером +1) начнет подсчет импульсов тактовой частоты не с нулевого значения, а с текущего, который определяется состоянием ранее анализируемого датчика, Процесс 5 158928 нуль-органов 5. Ритм работы устройства задается вычислителем, фазы работы которого определяют следующие . состояния устройства. Цифровая информация, поступающая на информацжн 5 ный вход 19, стробируется выходными сигналами селектора 8 адреса. ИнВормация, записанная в регистр 2,является управляющей и делится на два сектора: с второго выхода информация поступает на третий вход второго мультиплексора 11 и определяет адрес, по которому выбирается один из двух каналов прохождения импульсной последовательности тактовой частоты, первый выход является одноразрядным и определяет цикличность работы. устройства, Если на этом выходе присутствует напряжение с уровнем логического 20 "0", то триггер 10 будет находиться в нулевом состоянии, что определяет непрерывный и последовательный просмотр состояний датчиков. Начальное состояние второго счетчика 9 опреде ляется циВровой информацией, поступающей по информационному входу 19, и сигналом записи, Формируемым на третьем выходе селектора 8 адреса и поступающим на вход записи второго 30 счетчика 9. Характерной особенностью используемого селектора 8 адреса является наличие входа 17 адреса и входа 16 записи.Для более полного представления о принципе работы устройства предположим, что в первой фазе первичная цифровая информация записывается во второй счетчик 9 и определяет номер 1-го нуль-органа, т.е. необходимо 40провести анализ состояния соответствующего датчика, Во второй фазе задания условий работы устройства цифровая входная информация записываетсяв регистр 2, т.е. выбирается темп и 45 цикличность работы В третьей Вазена втором выходе селектора 8 адреса формируется одиночный импульс, который устанавливает триггер 10 в нулевое состояние; Выходной сигнал 50 триггера 10 (напряжение с уровнем логического "0") поступает на.установочный вход первого счетчика 3 и дает разрешение на подсчет импульсов тактовой частоты. Первый счетчик 3 работает в режиме последовательного счета, начиная с нулевого состояния, Числовая последовательность с выхода первого счетчика 3 поступает на пер 6 6вый инВормационный выход 12 и одновременно на вход цийроаналогового преобразователя 4. Изменяющаяся величи"на аналогового напряженияпоступаетна первые входы нуль-органов 5 исравнивается с аналоговыми сигналами,поступающими с датчиков на вторыевходы, При равенстве входных величинна выходах нуль-органов Формируетсялогический перепад напряжений, который далее поступает на соответствующий вход блока 6 Вормирователей импульсов. По логическому перепаду внем Вормируется одиночный:импульс,который поступает на информационныйвход первого мультиплексора 7, а наадресный вход поступает с выхода второго счетчика 9 числовой эквивалент1.-го нуль-органа,Если в какой-то момент временина выходе 1.-го нуль-органа появитсясигнал, то он, пройдя через блок 6формирователей импульсов, поступитна выбранный по адресу информационныйвход первого мультиплексора 7 и появится на управляющем выходе 14 и одновременно поступит на тактовый входвторого счетчика 9, что приведет кизменению его состояния на единицу,а также на вход синхронизации тригге 1589286просмотра состояний сопрягаемых датчиков в этом случае является последовательным и будет продолжаться до тех пор, пока в регистр 2 не будет записано число, которое определит на нервом его выходе состояние с напряжением логической "1" и при первом же появлении импульса на управляющем выходе 14 триггер 10 установится в 10 единичное состояние, что приведет к установке в нулевое состояние первого счетчика 3 и будет сохранятьсядо появления импульса запуска, который Формируется на втором выходе се лектора 8 адреса.Выходной сигнал с выхода первого мультиплексора 7 поступает в вычислитель, который считывает с первого информационного выхода 12 и второго 20 информационного выхода 13 информацию, отображающую соответственно состояние анализируемого датчика и его номер. Если отсутствует приоритетная информация в вычислителе о просмотре состояния датчика с отличным номером от номера (числового значения) ва втором счетчике 9, то на информационном входе триггера 10.присутствует сигнал с уровнем логического "0" и производит ся автоматическое переключение состояний второго счетчика 9, что соответствует последовательному. обзору состояний сопрягаемых датчиков. Если же информация в вычислителе содержит признаки приоритетности,.то для реализации этого алгоритма вычислитель выставляет адресную информацию на входе 17 адреса, по которой выбирается для записи второй счетчик 9, число вое представление о номере необходимого датчика на информационном входе 19 и подает на вход 16 записи импульс, по которому производится запись информации о датчике во второй 45 счетчик 9. Далее рабата устройства производится по описанному алгоритму.По сравнению с прототипом в предлагаемом устройстве сапрягаемый вычислитель работает в режиме прерывания основной программы, а не в режиме программного опроса внешних устройств, что уменьшает программные ,затраты и повышает производительность вычисления, Прн этом устройст 55 во сопряжения вычислителя с датчиками аналоговых сигналов имеет полный набор информационных и управляющих шин и является программно доступным внешним устройством, что является важным преимуществом в системах с диагностическим контролем работоспособности узлов и блоков устройства.Кроме того, возможность просмотра состояния датчиков аналоговых сигналов с различной скоростью, задаваемой вычислителем, а также работать в режиме контроля критического состояния процессов, контролируемых датчиками аналоговых сигналов, позволяет сократить затраты на программное обеспечение и машинную память.Таким образом, устройство сопряжения вычислителя с датчиками аналоговых сигналов обладает по сравнению с известным большей оперативностью и достоверностью выходной информации за счет введения первого мультиплексора, обеспечивающего коммутацию импульсных последовательностей различной тактовой частоты, селектора адреса, обеспечивающего оперативность управления режимами и скоростью обработки, второго мультиплексора,выполняющего функцию селективной коммутации сигналов обработки первичной входной аналоговой информации.Формула изобретенияУстройства для сопряжения датчиков аналоговых сигналов с,вычислителем, содержащее генератор тактовых импульсов, регистр, первый счетчик, выход которого является первым информационным выходом устройства и соединен с входом циФроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первыми входами нуль-органов, вторые входы которых являются группой информационных входов устройства, а выходы соединены с входами блока формирователей импульсов, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности выходной ннформаци, в него введены первый мультиплексор, селектор адреса,второй счетчик, триггер, второй мультиплексор, первый инФормационный вход которого соединеч с выходом генератора тактовых импульсов, второй информационный вход второго мультиплексора является тактовым входом уст 1 ройства, выход второго мультиплек" сора соединен со счетным входом пер- вого счетчика, установочный .вход которого подключен к лрямому выходу89286 10 Составитель С.КулишТехред А.Кравчук Корректор М.Максиьышииецр Редактор М. Бандура Заказ 2542 Тираа 567 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 9 .15 триггера, установочный вход которого соединен с первым выходом регистра, второй выход которого соединен с адресным входом второго мультиплексора, тактовый вход регистра подключен к первому выходу селектора адреса, первый вход которого является входом записи устройства, второй вход селектора адреса является адресным входом устройства второй и третий выходы селектора адреса соединены соответственно с информационным входом триггера и входом записи второго счетчика, выход которого является вторым информационным выходом устройства и соединен с адресным входом первого мультиплексора, информационные входы которого соединены с соответствующимивыходами блока формирователей импульсов, выход первого мультиплексора является управляецим выходом устройства и соединен с входом синхронизациитриггера и тактовым входом второгосчетчика, вход установки которогосоединен с информационным входом ре"гистра и является информационнымвходом устройства.15