Устройство для сопряжения источника информации с эвм

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУ БЛИН 1229 в 4 ОП И БР 3,вычисетения -ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Европейский патент ЕРУ 0071747 А 1, кл. С 06 Р 3/Оопублик. 1983.Авторское свидетельство СУ 1068926, кл. С 06 Р 3/04,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯТОЧНИКА ИНФОРМАЦИИ С ЭВМ(57) Изобретение относится клительной технике. Цель изоб ЕНИЯ :",сч увеличение гибкости устройства. Устройство содержит блок связи с ЭВМи блок связи с источником информациисоединенные двухпроводной линиейсвяэи. Блок связи с ЭВМ содержитусилитель, передающий и приемный оптроны, два резистора. Блок связи систочником информации содержит усилитель, передающий и приемный оптроны, элемент задержки и резистор. Вблок связи с источником информациивведены счетчик, одновибратор и элемент ИЛИ с соответствующими связями.3 ил.12Изобретение относится к цифровойвычислительной технике и может бытьиспользовайо при построении системысвязи электронной вычислительной машины (ЭВМ) с удаленными источникамиинформации.Целью изобретения является расширение области применения.На Фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - функциональная схема счетчика; на Фиг.З - временнаядиаграмма работы устройства,Устройство содержит блок 1 связис ЭВМ и блок 2 связи с источникоминформации, соединенные двухпроводной линией 3 связи, содержащей первый 4 и второй 5 провода. Блок 1 связи с ЭВМ содержит усилитель 6 (неинвертирующий логический элемент с выходом типа открытый коллектор"),передающий оптрон 7, приемный оптрон 8, первый 9 и второй 10 токозадающие резисторы. Блок 2 связи с источником информации содержит усилитель 11 (неинвертирующий логическийэлемент с выходом типа "открытыйколлектор"), передающий оптрон 12,приемный оптрон 13, элемент 14 задержки и токоэадающий резистор 15,а также счетчик 16, Формирователь 17импульса и элемент ИЛИ 18, источник 19 положительного пита.ния, ши-ну 20 нулевого потенциала, источники положительного 21 и отрицательного 22 питания устройства, вход 23опроса и выход 24 устройства, шину 25 положительного питания блока 2,шину 26 нулевого потенциала блока 2,счетный вход 27 счетчика 16, входы 28устройства, управляющий вход 29 счетчика 16, выходы 30 счетчика 16.Счетчик 16 (Фиг.2) содержит 0 триггеры 31, элементы И 32 и элементы НЕ 33.На эпюре 34 (фиг,З) показан сигнал Б на выходе формирователя 17. Наэпюрах 35-39 показан ток 1. в линии 3при различных начальных числах всчетчике 16, Эпюра 35 соответствуетначальному числу, равному нулю,эпюра 36 - единице, эпюра 37 - двум,эпюра 38 - трем, эпюра 39 - пятнадцати. Счетчик 16 может работать в двух режимах. При наличии на управляющемвходе 29 логического нуля (Б=О) счет 1 чик работает в режиме вычитания еди29768 2 45 50 55 15 10 25 ЗО 35 с 0 ниц иэ старого содержимого при поступлении положительных Фронтов сигнала на счетный вход 27. Например,если в счетчике 16 первоначально хранилось число "7", то по положительному фронту первого счетного импульсапроизойдет вьгчитание единицы и всчетчике будет храниться число "6",затем, при поступлении последующихфронтов "5", "4" и т.д. При Б = 0счетчик закрьгг по входам 28, т.е.его состояние не зависит от состояния этих входов.При наличии на управляющем входе 29 логической единицы (Б = 1) счетчик открывается по входам 28 и транслирует сигналы с этих входов на выходы 30, В этом режиме сигнал С на входе 27 не влияет на состояние счетчика.В примере реализации счетчика 16 (фиг,2) укаэанные режимы реализуются элементами И 32, При Б = 0 элементы И. 32 закрьггы и цепь последовательно включенных триггеров 31 работает как вычитающий счетчик. При Б = 1 элементы И 32 открываются и "принудительно" устанавливают по входам Б или К соответствующие триггеры 31. Входы К и Б в стандартном 0-триггере имеют более высокий приоритет,чем вход С Поэтому вход 27 счетчика и межразрядные цепи переноса оказываются заблокированньпж и счетчик выполняет Функции проводов, соединяющих входы 28 с выходами 30. В момент перехода сигнала Б из единичного в нулевое состояние элементы И 32 закрываются и счетчик запоминает транс. лируемое в данный момент число,формирователь 17 вырабатывает на выходе Б отрицательный (по логическому значению) импульс при поступлении на его вход положительного Фронта сигнала с выхода элемента 14 задержки. Длительность отрицательного импульса Б на выходе формирователя 17 выбирается большей, чем длительность одного сеанса связи ЭВМ с источником информации (в расчете на "наихудший" случай),Элемент 14 задержки предотвращает возможные гонки" при совпадающих или близких по времени процессах смены режима работы счетчика 16 и поступлении положительного импульса на счетный вход 27, Благодаря этому элементу первый (в сеансе связи) поло1229768 5 1 О 15 20 жительный фронт сигнала на входе 27 воздействует на счетчик 16 и при Б = 1, как указано, теряется. Лишь после этого срабатывает формирователь 17 й счетчик 16 переходит в режим вычитания, ожидая следующего положительного фронта (предыдущий потерян). Элемент 14 задержки может быть выполнен, например, в виде четырех последовательно включенных инверторов той же серии логических элементов, которая выбрана для реализации счетчика 16.Усилители 6 и 11 выполнены по схеме с "открьггым коллектбром" и предназначены для управления светодиодами передгющх оптронов 7 и 12. При подаче на вход усилителя 6 (11) логического нуля выходной транзистор этого усилителя насыщается и шунтирует соответствующий светодиод, вызывая его выключение и, следовательно, выключение выходного транзистора оптрона. При подаче на вход усилителя 6 (11) логической единицы, этот усилитель выключается и ток через резистор 9 (15) вызывает излучение света светодиодом оптрона. Оптрон при этом переходит в низкоомное состояние по выходам за счет насыщения выходного транзистора.Приемные оптроны 8 и 13 вырабатывают на своих выходах 24 и 27 логический нуль при излучении света светодиодами этих оптронов и логическую единицу при выключении светодиодов, т.е. при отсутствии тока . Ток д в линии 3 при открытых выходных цепях оптронов 7 и 12 обусловлен наличием линейного" источника питания положительный полюс которого соединен с шиной 21, а отрицательный с шиной 22, Этот источник предпочтительно должен быть "развязан" по постоянному и переменному току с источником питания блока 1 с.целью повышения помехозащищенности устройства при больших длинах линии 3 и/или прн наличии интенсивных внешних помех. В качестве такого источника может бьггь выбран аккумулятор, батарея и т.п.Входы 28 устройства подключаются к источнику информации (не показан), например, к четырем пороговым тензодатчикам. Блок 2 находится в непосредственной близкости к источнику информации, блок 1 в непосредственной близости ЭВМ или какому-либо другому прибору, способному генерировать импульсы на входе 23 и считывать ответные реакции с выхода 24.Задача, решаемая устройством, состоит в том, чтобы ЭВМ могла в произвольные моменты времени, по собственной инициативе, считывать информацию с входов 28, используя последовательный канал связи и асинхронный принцип обмена, без жесткой привязки к какой-либо синхронизирующей сетке.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии на вход 23 устройства подана логическая единица, следовательно, транзистор оптрона 7 включен, На выходе формирователя 17 сформирована логическая единица, так как отрицательный импупьс от предьщущего сеанса связи уже кончился. Счетчик 16 транслирует информацию с входов 28 на входы 30. Сигнал 8 = 1 проходит через элементы 18 и 11 и под держивает транзистор оптрона 12 вовключенном состоянии. Ток д в линии 3есть, на выходах оптронов 8 и 13поддерживаются логические нули.Сеанс связи начинается в момент З 0,времени г, (фиг.3) по инициативе ЭВМ,которая выдает нулевой сигнал 4 =Она вход 23 устройства, что вызываетпрекращение тока з линии. На выходеоптрона 13 формируется первый положительный фронт сигнала, который,как было показано, не воздействуетна состояние счетчика 16.Предположим сначала, что в моментперехода сигнала Б из .единичного состояния в нулевое в счетчике 16 зарегистрирован нулевой код. В этом случае на выходе элемента ИЛИ 18 формируется логический нуль и транзистороптрона 12 выключается, "подтверждая"разомкнутое состояние линии 3.В момент времени , ЭВМ "пытаетя" вызывать протекание тока в линиистановкой сигнала "с" в единичноесостояние и через интерваЛ времени,достаточный для срабатывания оптронов и окончания переходных процессовв линии, опрашивает состояние выхода 24 (сигнал "Ь"). При нулевом начальном содержимом счетчика, как было, оптрон 12 выключен и такая "по пытка" дает отрицательный результат -тока не будет и сигнал Ь= 1 (эпюра 35, построенная для нулевого начального содержимого счетчика). Та 1229768ким образом, ЭВМ "узнает", что в момент опроса на входах 28 присутствовал нулевой код.Если первоначальное состояние счетчика 16 равно 0001, то первая попытка выдачи токав линию 3 будет успешной (импульс тока "1" на эпюре 36, построенной для этого начального состояния). При выдаче иэ ЗВМ сигнала а=О и окончании импульса тока "1" (точка на его отрицательном фронте) из старого содержимого счетчика (0001) вычитается единица, поэтому, как и в предыдущем пРимере, на выходе элемента ИЛИ 18 формируется логический нуль и уже разомкнутая оптроном 7 линия 3 дополнительно размыкается оптроном 12. Вторая попытка возбуждения тока в линии в этом случае будет безуспешной и, обнаружив что 6 =1, ЗВМ "узнает", что на входах 28 к началу сеанса связи был установлен код 0001.Эпюры 37, 38 и 39 показывают вре менные диаграммы токадля случаев, когда начальное состояние счетчика 16 равно 0010, 0011 и 1111. Из этих диаграмм видно, что число импульсов токав линии 3 в течение сеанса связи (Б = О) точно соответствует двоичному числу, первоначально загруженному в счетчик 16.Разомкнутое состояние линии после обнуления счетчика 16 поддерживается до тех пор, пока Я = О. После окончания отрицательного импульса Б устройство возвращается в исходное состояние.При работе одновременно с несколькими устройствами (при сборе информации машиной от нескольких удаленных объектов) их опрос может производиться параллельно с использованием общего разряда "а" выходного порта ЭВМ. В этом случае входы 23 всех устройств объединяются, Ответные реакции считываются машиной в разные разряды В входного порта, так что машина получает результат в виде параллельного кода, где каждый разряд соответствует определенному каналу. Полученный код анализируется на каждом шаге программным путем. Когда во всех разрядах кода зарегистрированы единицы (попытка выдачи тока во все каналы оказалась безуспешной), сеанс связи заканчивается. Формула изобретения 1, Устройство для сопряжения источника информации с ЭВМ, содержащее, блок связи с источником информации и блок связи с ЗВМ, причем блок связи с источником информации содержит передающий и приемный оптроны, усилитепь, элемент задержки и токозадающий резистор, выход усилителя соединен с пергым управляющим входом передающего оптрона, соединенным через токоэадающий резистор с шиной питания положительного напряжения устройства, второй управляющий вход передающего оптрона соединен с шине . нулевого потенциала, линейный выход передающего оптрона соединен с линейным входом приемного оптрона, выход приемного оптрона соединен с входом элемента задержки, при этом блок связи с ЭВМ содержит передающий и приемный оптроны, усилитель и два токозадающих резистора, первый управляющий вход передающего оптрона соединен с выходом усилителя и через первый токозадающий резистор - с шиной питания положительного напряжения устройства, линейный вход передающего оптрона через второй токоэадающий резистор соединен с шиной питания положительного напряжения устройства, линейный выход передающего оптрона и линейный вход приемного оптрона блока связи с ЭВМ соединены через двупроводную линию связи соответственно с линейным входом передающего оптрона и линейным выходом приемного оптрона блока связи с источником информации, линейный выход приемного оптрона блока связи с ЭВМ соединен с шиной питания отрицательного напряжения устройства, второй управляющий вход передающего оптрона блока связи с ЭВМ соединен с шиной нулевого потенциала, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устРойства в блок связи с источником информации введены счетчик, элемейт ИЛИ и формирователь импульса, причем группа разрядных входов счетчика соединена с группой выходов источника информации, счетный вход счетчика соединен с выходом приемного оптрона выход элемента задержки соединен через.формирователь импуль 1229768са с вхоцрм режима счетчика и входомэлемента ИЛИ, группа входов и выходкоторого соединены соответственнос группой разрядных выходов счетчика и входом усилителя, выход приемного оптрона и. вход усилителя блока связи с ЭВМ соединены соответственно с информационным входом и выходом сигнала опроса ЭВМ,2. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что счетчиксодержит в каждом разряде элемент НЕ,два элемента И и Р-триггер, причемпервые входы первого и второго элементов И всех разрядов объединены иявляются входом режима счетчика,второй вход первого элемента И каждого разряда является соответствующимразрядным входом счетчика и черезэлемент НЕ соединен с вторым входомвторого элемента И своего разряда,в каждом разряде выходы первого ивторого элементов И соединены с установочными входами Э-триггера, информационный вход которого соединенс его нулевым выходом, синхровход10 Р-триггера младшего разряда является счетным входом счетчика, синхровход Р-триггера каждого последующегоразряда соединен с единичным выходомР-триггера предыдущего разряда, еди 15 ничные выходы Р-триггеров всех разрядов образуют группу разрядных выходов счетчика,ь ВФф фа фМ фФ оставитель И.Хазова ехред Г.Гербер Коррект актор Р.Цицик.Самборская 9 Тирах 671 НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д.