Устройство для ввода-вывода аналоговой информации

ссюэ советснихСОЦИАЛИСТИЕСНИНРЕСПУБЛИН А 1 С 06 Р 3/ ЕНИ АВТОРСКОМУ ДЕТЕЛЬСТВУ ится к автома: технике и мов системах уп" бъектами для информации и воздействий, работке данных леративность ии точности во содержит ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относ тике и вычислительной жет быть использовано равления аналоговыми о ввода в ЦВМ аналоговой для вывода управлякших сформированных при об и позволяет повысить о устройства при повышен ввода-выучка. Устройст 8016157 2мультиплексор 1, демультиплексор 2,аналого-цифровой преобразователь 3,цифроаналоговый преобразователь 4,регистры 5, 6 и 7, селектор 8 адреса,шину 9 адрес/данные, контроллер 10прерывания, контроллер 11 прямого доступа к памяти, блок 12 управления,регистр 13, регистр 14 режима, ключи 15, 16 и 17, шину 18 управления,функционально соединенные между собой, Целью изобретения является повышение быстродействия устройства ирасширение области применения засчет организации ре;има вычисленияпогрешности преобразования, ПроцессорЭВМ после обращения к памяти эа очередной командой занимается ее расшиФ"ровкой и анализом, и в этом промежутке контроллер 11 может осуществитьоперацию ввода (в регистр 13) иливывода (из регистра 5) данных. 1 з,л.ф-лы, 2 ил,Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в системах управления аналоговыми объектами для вводав ЦВМ аналоговой информации и для вы5вода управляющих воздействий, сформированных при обработке данных.Целью изобретения является повышение быстродействия устройства и расширение области применения за счетЪорганизации режима вычисления погреш,ности преобразования,На фиг.1 представлена блок-схемаустройства; на фиг,2 - схема блока 15управлени,Устройство для ввода-вывода аналоговой информации содержит (фиг,1)мультиплексор 1, демультиплексор 2,аналого-цифровой преобразователь 3,цифроаналоговый преобразователь 4,первый, второй и третий регистры 57, селектор 8 адреса, шину 9 адрес/(КПр), контроллер 11 прямого доступа 25к памяти (КПДП), блок 12 управления,четвертый и пятый регистры 13 и 14фключи 15 - 17 и шину 18 управления,Блок 12 управления (фиг,2) содержит первый элемент И 19, КБ-триггер20, второй элемент И 21, первый элемент ИЛИ 22, третий, четвертый и пятый элементы И 23 - 25, элемент НЕ26, элемент 27 задержки и второйэлемент ИЛИ 28,Устройство работает следующим об, разом,Коммутация входных аналоговых сиг, налов Пз, осуществляется мультиплексором 1 в соответствии с кодомрегистра 13, После преобразования40аналогового сигнала в цифровой коданалого-.цифровым преобразователем 3информация через регистр 5 поступаетна шину адрес/данные ЦВМ, Запись ко-да в регистр 13, т,е, выбор необходи 45мого входного канала и считывание соответствующих ему данных преобразования с регистра 5, осуществляется врежиме прямого доступа к памяти (ПДП)ЦВМ, т,е, ввод аналоговой информациив ЦВМ осуществляется без участия центрального процессора, что дает возможность параллельно с вводом осуществлять обработку поступающей информации и на основании результатов обработки вырабатывать управляющие сигналы, Вывод управляющих сигналовП ,; на объект управления осуществляется записью соответствующей цифровой информации в регистр 6 с последующим ее преобразованием цифроаналоговым преобразователем 4 в аналоговый сигнал Выбор необходимого канала управления осуществляется демультиплексором в соответствии с кодомрегистра 7, Запись информации в регистры 6 и 7 осуществляется в адресном режиме,Перед началом обмена устройства собъектом управления во внутренние регистра КПДП 11 и КПр 10 по сигналамселектора адреса ВК 4 и ВКЗ соответственно записывается предварительнаяинформация, Данные регистров КПДП 11определяют последовательность опросавходных каналов и длительность циклаввода (число обращений к входным канала). Данные регистров КПр 10 определяют адрес вектора прерывания, покоторому после окончания цикла вводацентральный процессор переходит наподпрограмму оценки точности вводавывода, Для обеспечения режима ввода-.вывода по сигналу ВК 2 селектора адреса в регистр режима записываетсякод 001, при котором обеспечиваютсяпрохождение сигнала Запись регистра"КПДП на регистр 13, замыкание ключей15 и 16 и размыкание ключа 17,По окончании очередного аналогоцифрового преобразования входногосигнала П , на выходе АЦП 3 сигнал"Конец преобразования переходит всостояние "Лог,1", указывая тем самым, что данные преобразования готнвы. По положительному перепаду данного сигнала цифровой код с АЦП 3записывается в регистр 5, ПоявлениеЛог,О на выходе "Запись выполнена"регистра 5 свидетельствует о том, чтоинформация записана в регистр, Данныйсигнал поступает на 8-вход ЕБ-триггера 20, устанавливая его в состояние"Лог,1", тем самым переводя КПДП врежим записи данных из регистра 5 всистемную память, Этот же сигнал через элемент И 19 поступает на вход"Запрос ПДП" контроллера 10, С этогомомента начинается цикл прямого доступа к памяти ЦВМ, Контроллер орга-;низует запрос на ПДП, после полученияразрешения на ПДП организует выдачуадреса на шину адрес/данные. ЗатемКГЩП 11 выдает сигнал "Чтение регистра", поступающий на вход Чтениерегистра 5, Появление "Лог.О" на вы 5 16 15 70ходе "Чтение выполнено" регистра 5свидетельствует о том, что информация считана с регистра, Данный сигналчерез элемент И 21 поступает на вход"Ответ регистра" КПДП 11, завершаяцикл ПДП. Обмен информацией между устройством ввода-вывода и памятью ЦВМв режиме ГЩП осуществляется в соответ"ствии с ГОСТ, Адрес ячейки памяти,в которую будет записана информациярегистра 5, определяется текущимзначением внутреннего регистра адреса КПДП 11, Сигнал "Чтение выполнено" регистра 5 через элемент 27 за 15держки поступает на Е-вход ЙЯ-триггера 20, устанавливая его в состояние"Лог,О", тем самым переводя КГЩП 11в режим считывания данных из систеьгной памяти. Этот же сигнал через элемент И 19 поступает на вход "ЗапросПДП КПДП 11. С этого момента начинается новый цикл ПДП. Задержка сигнала "Чтение выполнено" регистра 5на элементе 27 необходима для завершения предыдущего цикла ПДП, В новомцикле по сигналу "Запись регистра"КПДП 11 осуществляется запись в регистр 13 кода номера следующего кана"ла мультиплексора. По сигналу "Записьвыполнена" регистра 13, поступающемучерез элемент И 23, осуществляется,очередной запуск АЦП 3По этому жесигналу завершается цикл ПДП, По гокончании аналого-цифрового преобра 35зования инициируется новый цикл ввода данных преобразования в ЦВМ,Таким образом, ввод аналоговой информации в ЦВМ от объекта управленияосуществляется под управлением КПДП 4011 без участия центрального процессора.Одновременно с вводом данных устройство позволяет осуществлять выводаналоговой информации, Запись кода 45номера канала демультиплексора в регистр 7 осуществляется по сигналуВК 1 селектора адреса, Цифровое значение управляющего сигнала записывает. ся в регистр 6 по сигналу ВК 5 селектора адреса, поступающему через элемент ИЛИ 22 на вход "Запись" регистра 6, При этом сигнал "Запись выполнена" данного регистра через элементИЛИ 28 не проходит и на выходе элемента сохраняется высокий уровень напряжения, Информация регистра 6 пре."образуется на ЦАП 4 в аналоговый сигнал Увы, , который через открытый канап демультиплексора поступает на.объект управления,Таким образом, высвобождение центрального процессора от ввода информа-ции в ЦВМ позволяет осуществлять подего управлением вывод из ЦВМ управляющих сигналов, При этом оба цикла совмещены во вре ени, что повьшает оперативность устройства,Пос.е того, как завершен заданныйцикл ввода информации, длительностькоторого задается внутренним регистром КПДП 11, на выходе Прерывание"КПДП 11 формируется сигнал, поступающий на вход "Требование прерывания"КПр, По этому сигналу КПр О выдаетна шину управления сигнал требованияпрерывания, После предоставления прерывания центральным процессором КПр10 выдает на шину адрес/данные адресвектора прерывания, по которому центральный процессор переходит на подпрограмму оценки точности ввода-вывода, В адресном режиме в регистр режима по ВК 2 селектора адреса записывает"ся код 110, при котором обеспечивают"ся прохождение сигнала "Запись регистра" КПДП.11 на регистр 6, замыканиеключа 17 и размыкание ключей 15 и 16.При этом выход ЦАП подключается квходу АЦП 3. Последовательно подаваяэталонные коды, хранящиеся в.системной памяти, на ЦАП 4, преобразуявыходное напряжение ЦАП 4 аналогоцифровым преобразователем и сравнивая эталонные коды с полученными зна-.чениями, вычисляют погрешность преоб .разования, В предложенном устройствеможно задать такой набор кодов, с помощью которого можно оценить всю характеристику квантования аналого-цифрового преобразователя.Начальный адрес области системной памяти, в которой хранится последовательность эталонных кодов, содержится во внутреннем регистре адреса .КПДП 11, записываемый в него по ВК 4селектора адреса, Требуемое количество эталонных воздействий также определяется внутренним регистром КПДП11,Запись эталонного кода в регистр 6и считывание данных преобразования срегистра 5 осуществляются в режимеПДП. Ввод в ЦВМ данных преобразованияв режиме оценки точности аналогиченвводу в режиме ввода-вывода данныхобъекта управлея:ч, Отличием являет- .ся то, что запуск АЦП 3 осуществляется по сигналу "Запись выполнена ре1 истра 6, поступающему на АЦП 3 через1 лементы ИЛИ 28 и П 23.По окончании цикла оценки точноси ввода-вывода сигналом Прерывание"ПДП 11 инициируется контроллер 10рерывания, который в режиме прерыания выдает на шину адрес/данные ад ес вектора прерывания, предваритель-о записанный в КПр 10, по которомуентральный процессор выходит из под-,рограмма и начинает новый цикл ввоа"вывода аналоговой информации,Таким образом, возможность зада-.ия широкого диапазона эталонных возействий на устройство ввода-выводаозволяет оценить точностные характе"истики узлов устройства, вычислитьогрешности преобразования и учестьх при обработке данных, тем самымвеличить точность ввода-вывода,роме этого, применение режима ПДП викле оценки точности ввода-вывода , 25озволяет существенно сократить врецикла, так как выполнение операЦий обмена, в режиме ПДП в 2-3 разаМеньше, чем выполнение адресных коМанд по программе. 30формула изобретения1. Устройство для ввода-вывода ,аналоговой информации, содержащеемультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, первый, второй и третий, регистры, селектор адреса, цифроаналоговый преобразователь, демультиплек-., сор информационные выход" и вь 1 ход 40 конца преобразования аналого-цифрово-, го преобразователя соединены с информационными входами и входом записи первого регистра, информационные вхо- ды цифроаналогового преобразователя соединены с информационными выходами второго регистра, информационные вы" ходы первого регистра, информацион- ные входы второго и третьего регист" ров и адресные входы селектора адре-,50 са подключены к шине адрес/данные для подключения к ЭВИ, первый выход селектора адреса соединен с входом , записи третьего регистра, выходы ко торого соединены с управляющими входами демультиплексора, выходы ко 55торого являются информационными выходами устройства, информационные входы мультиплексора являются информационными входами устройства, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства и расширения области примененияэа счет организации режима вычисления погрешности преобразования, в устройство введены контроллер прерывания, контроллер прямого доступа кпамяти, блок управления, четвертыйи пятый регистры, три ключа, информационные входы четвертого и пятогорегистров, первые входы-выхода контроллера прерывания и контроллера прямого доступа к памяти подключены кшине адрес/данные для подключения кЭВИ, вторые входы-выходы контроллерапрерывания и контроллера прямого доступа к памяти и входы-выходы селектора адреса подключены к шине управ-,ления для подключения к ЭВМ, второй,третий, четвертый и пятый выходы селектора адреса подключены соответст-(венно к входу записи пятого регистра,входам выборки контроллера прерыванияи контроллера прямого доступа к памяти и первому входу обращения блокауправления, выход разрешения прерывания, выходы чтения и записи контроллера прямого доступа к памяти соединенысоответственно с входом требованияпрерывания контроллера прерывания,входом чтения первого регистра и первым входом записи блока управления,первый, второй, третий, четвертый,пятый и шестой выходы которого соединены соответственно с входами запросазаписи/чтения, управляющим входомконтроллера прямого доступа к памяти,входом записи второго регистра, входом запуска аналого-цифрового преобразователя и входом записи четвертогорегистра, управляющий выход которогосоединен с вторым входом записи блокауправления, первый и второй управляющие выходы первого регистра соединеныс входом чтения и третьим входом записи блока управления, первый выходпятого регистра соединен с вторымвходом обращения блока управления,управляющий выход второго регистрасоединен с четвертым входом записиблока управления, второй выход пятого регистра подключен к,входам управления первого и второго ключей, атретий выход - к входу управлениятретьего ключа, информационные выхо- .ды четвертого регистра соединены садресными входами мультиплексора,"ВФ 5 3 апрог, Зп(у йпВЯ яо. Ре С рее. Же Составитель Техред М.Хо Карнованич тор Т, Колбактор О,ЮрковецкетпТираж каз 398 1етениям и откр шская наб., д. Подписнотини при ГК4/5 И Государственного комит 113035, Москвпо изобрЖ., Ра Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгоро, улГагарина выход которого соединен с информационным входом первого ключа, выходцифроаналогового преобразователя соединен с информационными входами вто-,рого и третьего ключей, выход второго5ключа соединен с информационным входом демультиплексора, выход третьегоключа объединен с выходом первогоключа и подключен к информационному.входу аналого-цифрового преобразова."теля,2Устройство по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок управле "ния содержит пять элементов И, дваэлемента ИЛИ, триггер, элемент задержки, элемент НЕ, первый вход пер-вого элемента И и вход установки в11111 триггера являются третьим входомзаписи блока, выход элемента задержки 20соединен с вторым входом первого элемента И и входом установки в "0" триггера, выход которого является вторымвыходом блока, а выход первого элемента И является первым выходом блока, вход элемента задержки и первыйвход второго элемента И являются входом чтения блока, выход второго эле-.мента И является третьим выходом бло-ка, второй вход второго элемента Ии первый вход третьего элемента И являются вторым входом записи блока,выход третьего элемента И являетсяпятым выходом блока, первые входычетвертого и пятого элементов И являются первым входом записи блока, второй вход пятого элемента И и входэлемента НЕ являются вторым входомобращения блока, выход пятого элемента И соединен с первым входом первогоэлемента ИЛИ, выход которого является четвертым выходом блокаа второйвход является первым входом обращенияблока, выход элемента НГ соединен свторым входом четвертого элемента Ии первым входом второго элемента ИЛИ,выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И и третьимвходом второго элемента И, второйвход второго элемента ИЛИ и выход четвертого элемента И являются соответственно четвертым входом записи и шестым выходом блока,