Программируемый мультивибратор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ПИСАН ЗОБРЕТЕНЕЛЬСТВУ(71) Научно-исследовательский институт вычислительной техники и информатики (72) А,-К,К.Петровский и В.А.Антонов (53) 621.373.431,1(088.8)(56) Зельдин Е.А. Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре, Л., 1986, с. 275-276, р,14-15.Авторское свидетельство СССР %1354395, кл. Н 03 К 3/28, 1982 (54) ПРОГРАММИРУЕМЫЙ МУЛЬТИВИБ- РАТОР импульсной и ике и может раммного уптью и количесериях в я параметров иф-лы 2 ил. ого измен мпульсов. прогрэ личест х управления. ние функциоимпульсной ике, предназнавления частоом импульсов зовано в авто- управления и ики,Цель изо циональных много управ количеством На фиг. схема програбретения - расширение функозможностей за счет програмения частотой, скважностью и импульсов в сериях.приведена функциональная ммируемого мультивибратора; ОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТ(57) Изобретение относит зле ктроизмеритель ной ех быть использовано для про равления частотой, скважнос ством импульсов в автоматизированных система Цель изобретения - расшир Изобретение относится к электроизмерительной техни чено для программного упра той, скважностью и количеств в сериях и может быть исполь матизированных системах других областях науки и техн(51)5 Н 03 К 3/28, 3/03 нальных возможностеи путем программного управления частотой, скважностью и количеством импульсов в сериях, Мультивибратор содержит счетный триггер 1, логические элементы 2 И 2, 3, инвертордифференциатор 4, элемент задержки 5, блоки программной задержки 6.1, 6.2, счетчик импульсов 7, схему 8 сравнения кодов, элемент ИЛИ-НЕ 9. Работа мультивибратора основана на сравнении программных и линейной нарастающих значений напряжений, формирующих длительность импульсов и пауз между ними в сериях, вырабатываемых счетным триггером, и на сравнении программного и подсчитываемого значений кодов, определяющих количество импульсов счетного триггера в сериях. Устройство обеспечивает высокую точность на фиг, 2 - диаграммы, поясняющие его работу.Программируемый мультивибратор содержит счетный триггер 1, первый 2 и второй 3 логические элементы .2 И, инвертор-дифференциатор 4, элемент 5 задержки, блоки 6.1, 6.2 программной задержки, счетчик 7 импульсов, схему 8 сравнения кодов, логический элемент ИЛИНЕ 9.(Схема 8 сравнения кодов выполнена на микросхеме К 559 СК 1).Второй выход инвертора-дифференциатора 4 является выходом инвертора, а первый его выход - дифференцирующий.Блоки 6.1, 6.2 программной задержки содержат прецизионные цифроаналоговые преобразователи 10.1, 10.2 типа КМП 817 ПА 1), генераторы 11,1, 11.2 линейно нарастающего напряжения с положительным выходным напряжением (ЛНН), аналоговые компараторы 12.1, 12.2 (типа КР 597 СА 2 с парафазным выходом и включенные без стробирования), для увеличения чувствительности которых в области малых временных длительностей подключают усилители постоянного тока аналоговыми коммутаторами (например, типа КР 590 КН 4 с объединенной парой нормально разомкнутых и нормально замкнутых перекидных контактов, управляемых одним битом информации).Генераторы 11.1, 11,2 содержат на входе аналоговый ключ на коммутаторе1 2 КР 590 КНЗ (четвертый ключ). Входы С, С коммутатора являются входами разрешения блоков 6,1, 6.2 а Ч-вход - входом их запуска. Во втором блоке 6.2 второй вход разрешения подключен к потенциалу высокого уровня напряжения,Цифроаналоговые преобразователи 10.1, 10.2 подключены к прямым входам компараторов 12.1, 12,2, к инверсным входам которых подключены выходы генераторов 11.1, 11,2 ЛНП.Инверсный выход счетного триггера 1 подключен к своему входу и к входу запуска первого блока 6.1 программной задержки, Прямой выход счетного триггера 1 подключен к счетному входу счетчика 7 импульсов и к входу запуска второго блока 6.2 программной задержки. Первый вход разрешения первого блока 6,1 программной задержки подключен через элемент 5 задержки к, входу инвертора-дифференциатора 4, ко второму входу элемента 2 И 2, к первому входу элемента 2 И 3 и к первому входу разрешения второго блока 6.2 программной задержки. Вход Я счетного триггера 1 соединен с первым выходом инвертора-дифференциатора 4, вторым выходом соединенного с входом установки счетчика 7 импульсов, Счетный вход С счетного триггера 1 соединен с выходом элемента 2 И 2, первый вход которого подключен к выходу первого блока 6,1 программной задержки, Вход В счетного триггера 1 подключен к выходу элемента 2 И 3, второй вход которого соединен с выходом второго блока 6.2, программной задержки, Информационные выходы счетчика 7 импульсов соединены с входами А схемы 8 сравнения кодов, выходом подключенной через элемент 9 ИЛИ-НЕ ко второму входу разрешения первого блока 6,1 программной задержки. Программируемый мультивибратор работает следующим образом.В начальный момент времени на шине"Вход" программируемого мультивибрато ра присутствует низкий уровень напряжения. На прецизионные цифроаналоговые преобразователи 10.1, 10,2 блоков 6.1, 6.2 и на схему 8 сравнения кодов подаются коды от внешнего управляющего комплекса. На 10 преобразователь 10.1 подается коддлительности пауз между импульсами йтп, на преобразователь 10,2 - код длительности импульсов Мтл, а на схему 8 сравнения кодов - код количества импульсов Ми в серии, 15 Низкий уровень по шине "Вход" поступает через элемент 2 И 3 на В-вход счетного триггера 1; на втором входе элемента 2 И 3 присутствует высокий уровень с выхода блока 6,2 (задействован инверсный выход ана логового компаратора 12.2). На первомвходе элемента 2 И 2 присутствует низкий уровень с выхода блока 6,1 (задействован прямой выход аналогового компаратора 12,1). На входе С счетного триггера 1 поэто му присутствует низкий уровень, а на еговход поступает высокий уровень с выхода дифференциатора 4 по цепи резистора.В результате на прямом выходе счетного триггера 1 присутствует низкий (запреща ющий запуск блока 6.2) уровеньнапряжения, а на инверсном - высокий(разрешающий запуск блока 6.1) уровень.Низкий уровень по шине "Вход." такжепоступает на первые входы разрешения 35 блоков 6,1, 6,2, блокируя подачу положительных импульсов с выходов счетного триггера 1 на запуск генераторов 11.1, 11.2 Л Н Н.Низкий уровень на шине "Вход", проинвертированный в установочный высокий ин вертором 4, со второго его выхода поступаетна установочный вход счетчика 7 импульсов, устанавливая на его информационных выходах нулевой код.Один из разрядов кодом Ктп, йти ис пользуется для подключения через аналоговые коммутаторы усилителей либо для подключения через аналоговые коммутаторы непосредственно входов аналоговых коммутаторов 12.1, 12.2 без усилителей 50 (коммутаторы и усилители не показаны). Впоследнем случае от выходов усилителей отключаются входы компараторов 12.1, 12,2, а к ним подключаются выходы преобразователей 10.1, 10.2 и генераторов 11.1, 55 11.2.Подача кода Ми на схему 8 сравнениякодов и на входы элемента ИЛИ-НЕ 9 в зависимости от трех режимов работы программируемого мультивибратора;1) генерации одиночного импульса;) генерации этому моменту присутствует высокии (раз 3) генерации непрерывной последова- решающий запуск генератора . ) ур тельности импульсов. Для устранения ложного запуска генератоОсуществляется следующиме ющим образом. ра 11.1 на первый вход разрешения блока О 3 азрядов кода йи подается на 5 6.1 положительный перепад с шины " ход вход строба, а другой из разрядов этого поступает через элемент 5 задержки, д ликода - на первый вход ИЛИ элемента тельность которой должна превышать вре- ИЛИ-НЕ 9, на второй вход которого посту- мя опрокидывания счетного триггера в пает низкий уровень напряжения с выхода противоположное исходному состояние.я ко ов, П и совпадении 10 Все происходящие процессы рассматривакодов Йи информационных выходов счет- ются для случая режима генерации серии чик а 7 импульсов в схеме 8 сравнения ко- импульсов.дов последняя вырабатывает на выходе Положительный перепади на шине высокий уровень (код Ми подается на В- "Вход", инвертируясь и дифференцируясь входы схемы 8), 15 инвертором-дифференциатором 4 в имВ режиме генерации одиночного им- пульс отрицательной полярности на первом пульса на входы ст оба и ИЛИ подаются выходе, по входу Я счетного триггера 1 опвысокие уе уровни двух из разрядов кода Ми. рокидывает его из исходного в противопо- В этом сл чае на выходе элемента ИЛИ-НЕ ложное исходному состояние. р 9 постоянно присутствует низкий (запреща выходе счетного триггера 1 появляется.выющий генерацию длительности паузы гене- сокий (запускающий генератор 11.2) уроратором; ) У11.1) ровень, подаваемый на вень, а на инверсном - низкий.е аз ешения второй вход разрешенияшения блока 6.1, Осталь- Поскольку на втором вход р р ные разряды кода и и у вМ ро ень с выхода блока 6.2 постоянно присутствует высокийнения ко ов безразличны, 25 уровень, то на вход собственно генераторовт зап скаю ий пе епад. НаВ режиме генерации серии импульсов ЛНН поступает запуска щ рна вход строба элементаа ИЛИ-НЕ 9 подает- выходе генератора 11,2 начинает нарастатьы окий ровень одного из разря- напряжение, подаваемое на инверсный дов кода Ми, а на первый вход ИЛИ этого вход компаратора 2 р р12.1. Компа ато 12,2 элемента - низкий уровень. р. В результате 30 сравнивает напряжения с выходов преобрапоявление низкого (запрещающего) уровня зователя 10.2 и генератора 11,2. В момент с выхода элемента ИЛИ-НЕ 9 возможно в совпадения этих напряжений на инверсном случае, когда количество импульт импульсов, под- выходе компаратора 12.2 появляется коротсчитанное счетчиком 7, не станет равным кий импульс (его длительность определяет- запрограммированному количеству импуль ся вре еменем оп окидывания счетногорсов, соответствующему коду и. ыв ем ко Ки. Высокий триггера 1 из противоположного в исходное ровень с выхода схемы 8 сравнения кодов, состояние) отрицательной полярности, коупреобразуясь в низкий элементом ИЛИ-НЕ торый, пр д р9, запрещает дальнейшую генерацию интег- вход счетного триггера 1, опрокидывает его рала паузы генератором 11,1 и останавлива в первоначальное состояние. На прямом выет генерацию серии импульсов. ходе триггера 1 формируется импульс длиВ режиме генерации непрерывнои по- тельностью, о р дследовательельности импульсов на вход стро- длительностями задержек используемых нта ИЛИ-НЕ 9 подается низкий элементов. На прямом выходе но ба элементань и ек а ающий науровень. е. Б зотносительно уровней на вхо ляется низкии уровень, пр р щн это а 11,2 и дах ИЛИ элемента 9 на его выходе постоян- растание напряжения генератора но и ис тств ет высокий (разрешающий снимающий напряжение с инверсного вхогенерацию длительности паузы генерато- да компаратораа входе том 11.1) уровень. Длительность непрерыв- устанавливается высокий уровень. На инной последовательности импульсов 50 версном выходе триггера 1 также устанавнь зап скающий определяется длительностью подачи поло- ливается высокий уровень, уг пе епада на шину "Вход" про- генератор 11,1, напряжение которого сравм 12.1 с нап яжениаммируемого мультивибратора с нивается компаратором . р грамми усохранением длительности последнего им- ем й преобрй и еоб азователя 10,1 При и льса последовательности.Инициализация генерации импульсов вырабатывает короткий импульс положи- программируемым мультивибратором осу- тельнойполярности,проходящийчерезэлеществляется, в отличие от прототипа, поло- мент 2 И 2 на счетный вход триггера 1. жительным. перепадом на шине "Вход". На Поскольку на его входе О с инверсного выинверсном выходе счетного триггера 1 к хода присутствует высокий уровень, то триг 1723654510 вания триггера 1,15 20 гер 1 по счетному входу опрокидывается в и ротивоположное исходному состояние. На инверсном выходе триггера 1 формируется импульс длительностью, определяемой кодом йтл и длительностями задержек используемых элементов. На инверсном выходе триггера 1 появляется низкий уровень, прекращающий нарастание напряжения генератора 11.1 и снимающий напряжение с инверсного входа компаратора 12.1, На счетном входе триггера 1 устанавливается низкий уровень напряжения, а на прямом его выходе - высокий. В дальнейшем повторяются процессы циклического опрокидыСчетчик 7 подсчитывает импульсы с прямого выхода счетного триггера 1. На информационных выходах счетчика 7 импульсов увеличивается значение кода. При достижении его значения Ми схема 8 сравнения кодов на выходе выдает высокий уровень, напряжения. На выходе элемента ИЛИ НЕ 9 появляется низкий уровень, запрещающий очередной запуск генератора 11.1, и выработка серии импульсов программируемым мультивибратором завершена.Генерированные програмируемым мультивибратором серий импульсов с теми же параметрами и количеством импульсов осуществляется подачей на шину "Вход" Отрицательного и затем положительного перепадов с повторением циклических процессов триггера 1 после получения отрицательного перепада по шине "Останов" внешним измерительным комплексом,Генерирование программируемым мультивибратором серий импульсов с другими параметрами и количеством импульсов осуществляется следующим образом, После получения отрицательного перепада по шине "Останов" внешний измерительный комплекс сначала выдает отрицательный перепад на шину "Вход". Затем ИЗМЕНЯЮТСЯ ЗНаЧЕНИЯ КОДОВ Кти, Ктп И ПОДается положительный перепад на шину "Вход", запуская циклические процессы в программируемом мультивибраторе.Программируемый мультивибратор обеспечивает программное изменение частоты, скважности и количества импульсов в сериях. Программным воздействием обеспечивается точность в области малых времен значений длительности импульсов и пауз между ними и выбор одного из трех режимов генерации; одиночного импульса, серии импульсов, непрерывной последовательности импульсов; обеспечивает более высокую точность программного изменения параметров и количества импульсов; имеет 25 30 35 40 45 50 55 более широкие функциональные возможности за счет программного управления частотой, скважностью и количества импульсов всериях. Формула изобретения Программируемый мультивибратор, содержащий счетный триггер, элемент задержки и первый логический элемент 2 И, выход которого соединен со счетным входом счетного триггера, инверсный выход которого соединен с его О-входом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем программного управления частотой, скважностью и количеством импульсов в сериях, в него введены второй логический элемент 2 И, инвертор-дифференциатор, два блока программной задержки, счетчик импульсов, схема сравнения кодов, логический элемент ИЛИ-НЕ, при этом инверсный выходсчетного триггера соединен со второй выходной шиной мультивибратора и с входом запуска первого блока программной задержки, а прямой его выход - с первой выходной шиной устройства, со счетным входом счетчика импульсов и с входом запуска второго блока программной задержки, первый вход разрешения которого соединен с первым входом первого логического элемента 2 И, со входом инвертора-дифференциатора, с первым входом второго логического элемента 2 И и с входной шиной устройства, а также через элемент задержки - с первым входом разрешения первого блока программной задержки, второй вход разрешения которого соединен с выходом логического элемента ИЛИ-НЕ и с шиной "Останов" мультивибратора, выход первого блока программной задержки соединен со вторым входом второго логического элемента 2 И, выход которого соединен со входом счетного триггера, Я-вход которого соединен с первым входом инвертора-дифференциатора, второй вход которого соединен с входом установки счетчика импульсов, информационные выходы которого соединены с входами А схемы сравнения кодов, входы В которой соединены с шинами кода количества импульсов в серии и с входами логического элемента ИЛИ-НЕ, входы первого и второго блоков программной задержки соединены соответственно с шинами кода длительности пауз между импульсами и кода длительности импульсов, а выход второго блока программной задержки соединен со вторым входом первого логического элемента 2 И.1723654 5 Составитель Н,Ферапонтовех е М.Мо гентал едактор Т.Орловская Т р д р Корректор Н. Король НТ ССС ул. Гагарина, 10 ательский комбинат "Патент", г. Уж оизводственн Ий ГГд Ц И з 1069ВНИИПИ Госуда Тивенного113035,ж Подписное омитета по изобретениям и открытиям пр осква, Ж, Раушская наб., 4/5