Многоканальное устройство для ввода аналоговых данных

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 1)4 Г 3 05 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И СССРНРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 844512/24-241.01.850.11.86, Бюл. В налоговыеые входы комды которыхийся сигнал технивосибирский зле щего цифровпадении инст .В,Ап хман 81.32 вторс 57, кл орско 054,итутюхтин, В.А. и А,А.10 фере (088 8) тора ство СССР5, 1973.во СССР05,6,07.8 ое свидетел С 06 РЗ/ свидетельс л. С 06 Р 3льных си алоговых- расширетройства за ительных рейство сочетчик,ватель, блок о адреса амяти, коми второй АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВОВВОДА АНАЛОГОВЫХ ДАННЫХ(57) Изобретение относится к ирительной и вычислительной техни может быть использовано при строении высокопроизводистем сбора и обработкиданных. Цель изобретенияние области применения усчет введения двух дополжимов ввода данных. Устрдержит блок управления,цифроаналоговый преобразформирования приоритетно(БФПА), блоки буферной ипараторы, триггеры перво групп, мультиплексоры. данные поступают на пер параторов, на вторые вх поступает линейно меняю с выхода ЦАП, преобразу вой код счетчика. При с сигналов на входах комп мируется сигнал разрешения записикода счетчика в соответствующий блокбуферной памяти и выдается сигнална ввод информации в ЭВМ. Выработкууправляющих сигналов и их распределение по каналам производят блок управления и БФПА. Устройство имееттри режима измерения и ввода данных:первый - измерение и ввода данных вочередности срабатывания каналов;второй - измерение и ввод данных массивом упорядоченных в порядке возрастания номеров каналов; третий - измерение и ввод данных по выбранномуканалу. Применение блоков буфернойпамяти позволяет совместить процессы измерения и ввода данных во времени. Введение в устройство триггеров второй группы и мультиплексорови изменение связей позволило организовать работу в первом и третьем режимах. 2 ил.1 12739Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике иможет быть использовано при построении высокопроизводительных системсбора и обработки аналоговых данных.Цель изобретения - расширение области применения устройства путемвведения двух дополнительных режимовввода данных.На фиг. 1 приведена структурная 1 Осхема устройства; на фиг.2 - конструкция блока управления.Схема содержит каналы 1 преобразования, блок 2 управления, счетчик3, цифроаналоговый преобразователь(ЦАП) 4, блок 5 формирования приоритетного адреса (БФПА), компараторы6, триггеры первой 7 и второй 8 группы, мультиплексоры 9, блок 10 буферной памяти, На фиг,2 обозначены: генератор 11 импульсов, счетчик 12, дешифратор 13 временной диаграммы (ДВД)триггер 14 циклов преобразования,триггер 15 пуска, дешифратор 16 команд,триггер 17 режима, счетчик-регистр 18, дУстройство работает следующим образом.Внешнее устройство (ЭВМ) формирует команды "Пуск", поступающие напервый вход группы входов блока 2 уп- ЗОравления"Импульс считывания - навторой вход группы входов блока 2 управления, "Сброс" - на третий входгруппы входов блока 2 управления."Выбор устройства" - на пятый входгруппы входов блока 2 управления,"Код адреса" - на шестой вход группывходов блока 2 управления. Команда"Код операции" определяет один изтрех возможных режимов работы системы, первый - измерение и ввод данныхв ЭВМ в очередности срабатыванияканалов, второй - Измерение и вводданных в ЭВМ массивом упорядоченныхв порядке возрастания номеров каналов,третий - измерение и ввод данных вЭВМ по выбранному каналу.Рассмотрим работу системы во всехрежимах,В исходном состоянии при включениипитания или по команде "Сброс" триггер 14 циклов преобразования, триггер15 пуска, триггер 17 режима блока 255управления, триггер 7 и 8 канала 1 установлены в исходное (Нулевое) состояние. Состояние триггера 14 циклов 11 2преобразования определяет цикл записи (в исходном состоянии на третьем выходе блока 2 управления уровень "1", а на четвертом - "0"), Уровень выходного сигнала триггера 15 пуска блокирует работу счетчика 12 и ДВД 13, Генератор 11 импульсов вырабатывает импульсы с частотой ГВ первом режиме по соответствующей команде "Код операции" и по командам "Выбор устройства" и "Импульс считывания" триггер 17 режима блока 2 управления устанавливается в единичное состояние, что определяет работу в данном режиме ДВД 13 блока 2 управления и БФПА 5. По команде "Пуск" и "Импульс .считывания" триггер 15пуска устанавливается в единичное состояние и на входы счетчика 12 и ДВД13.поступает сигнал разрешения. Счетчик 12 управляет работой ДВД 13, на выходе которого формируется последовательность сдвинутых по времени импульсов, определяющих процессуравновешиванияНа пятом выходе блока 2 управления устанавливается уровень "1", а на шестом - "0", Высокий уровень на пятом уровне блока 2 управления определяет адрес считывания блока 10 буферной памяти на первом цикле преобразования, Мультиплексор 9 подключает выход первого триггера 7 к соответствующему входу второй группы входов БФПА 5. С первого выхода ДВД 13, являющегося первым выходом блока 2 управления, поступают импульсы "+1 СТ ЦАП" с частотой Е = Г /8 на счетный вход счетчика 3, на выходе которого изменяется код уравновешивающего напряжения. На выходе ЦАП 4 формируется ступенчато-изменяющееся напряжение. В момент совпадения уровня образцового напряженияи напряжения на одном или несколькихвходах устройства на выходе соответствующего этому входу (входам) компаратора 6 формируется сигнал разрешения записи в блок 10, по которому происходит запись кода счптчика 3 в соответствующий (соответствующие) блок 10, С второго выхода ДВД 13 (второй выход блока 2 управления) поступают импульсы "СИТ", сдвинутые относительно импульсов "+1 СТ ЦАП" на . время, равное сумме задержек на счетчике 3, ЦАП 4, компараторе 6. При срабатывании компараторов 6 по сигналу "СИТ" соответствующий триггер3 12737 устанавливается в единичное состояние, что является запросом на обслуживание соответствующего канала, Выходные сигналы с выходов триггеров 7 поступают через мультиплексор 9 на соответствующие входы второй группывходов БФПА 5. При наличии одногоили,нескольких сработавших триггеров 7 на выходе БФПА 5 выставляетсялогический уровень сигнала, который 10поступает на пятый вход ДВД 13 (второй вход блока 2 управления) . На пятом выходе ДВД 13 (девятом выходеблока 2 управления) формируется "Синхроимпульс , по которому на первой 15группе выходов БФПА 5 формируетсяунитарный двоичный код номера сработавшего канала 1 (если произошло срабатывание в двух и более каналах 1,то выставляется код наиболее приоритетного канала), а на второй группевыходов - позиционный двоичный кодданного канала 1. Сформированныйсигнал на соответствующем выходевторой группы выходов БФПА 5 поступает на вход разрешения счить 1 вания(17 ) соответствующего блока 10, навыходе которого выставляются данные,а также на первый К-вход соответствующего триггера 7, который по сигналу СИТ" устанавливается в нулевоесостояние и снимает запрос. Данные,выставленные на выходе блока 10, иномер канала на выходах первой группы БФП 5 при сформированном иэвес 35тительном сигнале "СИП" считываютсяв ЭВМ,Таким образом, осуществляется преобразование всех входных напряжений,запись в блоки 10буферной памяти40и ввод данных и номеров каналов в порядке срабатывания, а при одновременном срабатывании нескольких каналов по их приоритету.По окончании цикла преобразованияна выходе переполнения счетчика 3формируется сигнал "Конец преобразования", который поступает на четвертый вход ДВД 13 и С-вход триггера 14циклов преобразования (первый вход50блока 2 управления), Во временнойпоследовательности импульсов образуется пауза, необходимая для обратного хода уравновешивающего напряжения,триггер 14 циклов преобразования ус 55танавливается в единичное состояние,на третьем выходе блока 2 управленияустанавливается уровень "0", а на чет 911вертом - "1". По окончании паузы навыходе ДВЛ 13 формируется последовательность импульсов, аналогичнаяпоследовательности в первом цикле,определяющих процесс уравновешивания.На пятом выходе блока 2 управленияустанавливается уровень 0, а нашестом - "1". Уровень "0" на пятомвыходе блока 2 управления определяет адрес считывания блоков 10 на втором цикле. Мультиплексор 9 подключает выход второго триггера 8 к соответствующему входувторой группы выходов БФПА 5.Запись кода входного напряженияпроизвбдится в соответствующий блок10 по адресу второго цикла, а фактсрабатывания компаратора 6, установка запроса и обслуживание канала происходят с использованием соответствующего триггера 8,Таким образом, данный режим обеспечивает ввод данных в ЭВМ беэ остановок уравновешивающего напряжениямассивом упорядоченных в порядке возрастания значений входных напряжений,Во втором режиме по соответствующей команде Код операции" и по команде "Выбор устройства" и "Импульссчитывания" триггер 17 режима блока2 управления устанавливается в нулевое состояние, что определяет работу в данном режиме ДВД 13 блока 2управления и БФПА 5. Одновременновыставляется команда "Пуск", по которой триггер 15 пуска устанавливается в единичное состояние и на выходы счетчика 12 и ДВД 13 поступаетсигнал разрешение, Счетчик 12 управляет работой ДВД 13, на выходекоторого формируется последовательность сдвинутых по времени импульсов,определяющих процесс уравновешиванияЗа время цикла преобразованияпроисходит срабатывание всех компараторов и запись кода входных напряжений в соответствующие блоки 10.Поокончании цикла преобразования на выходе счетчика 3 формируется сигнал"Конец преобразования", который поступает на первый вход блока 2 управления. Во временной последовательности импульсов образуется пауза, необходимая для обратного хода уравновешивающего напряжения, триггер 14 циклов преобразования устанавливаетсяв единичное состояние (таким образом,устройство подготовлено для второгоцикла преобразования:на третьем выходе блока 2 управления устанавливается уровень "1" а на четвертом -"О"), на пятом выходе блока управления устанавливается уровень "1",который определяет адрес считыванияблока 10, а на шестом - уровень "0".Таким образом, устройство подготовлено для считывания результатов первого цикла преобразования. По окончании 1 Опаузы на выход ДВД 13 формируетсявременная последовательность импульсов, аналогичная последовательностив первом цикле, определяющих процессурановешивания. Запись кода входных 15напряжений производится в соответствующие блоки 10 по адресу второго цикла. Одновременно с преобразованиемвторого цикла осуществляется ввод результатов первого цикла в ЭВМ, По соответствующей данному режиму команде"Коц операции" и команде "Выбор устройства" на втором выходе дешифратора 16 команд формируется сигнал, покоторому выходной код счетчика-регистра 18 увеличивается на единицу, ана пятом выход ДВД 13, являющемся девятым выходом блока 2 управления, формируется "Синхроимпульс", Код адресаканала поступает на первую группу 30ьходов БФПА 5 и по сигналу "Синхроимпульсна второй группе выходов формируется позиционный двоичный кодномера канала. Сформированный сигнална соответсвующем выходе второй груп-З 5пы выхоцов БфПА 5 поступает на входразрешения считывания (Ч ) соответствующего блока 10, на выходе которого выставляются данные, которые присформированном известительном сигнале "СИП" считываются в ЭВМ,Таким образом, осуществляетсяввод массива данных, упорядоченныхв порядке возрастания номеров каналов, в ЭВМ.45По окончании второго цикла преобразования происходит установка первого цикла, а ввод результатов второго цикла в ЭВМ осуществляется завремя первого цикла преобразования.Ввод данных осуществляется без остановок уравновешивающего напряжения,В третьем режиме процесс уравновешивания, запись кода напряженийв блоки 10, переключение триггера 14циклов преобразования и циклов чтения происходят аналогично второмурежиму. Ввод данных в ЭВМ осущест" вляется по командеКод операции",соответствующей третьему режиму, икоманде "Выбор устройства", Сигнал,сформированный на третьем выходе дешифратора 16 команд, поступает навход разрешения счетчика-регистра18, в который записывается код выбранного канала, выставленный ЭВМна шестом входе группы входов блока2 управления, и на девятый вход ДВД13. С выхода счетчика- регистра 18код номера канала поступает на первую группу входов БФПА 5 и по сигналу Синхроимпульс" на второй группевыходов формируется позиционный двоичный код выбранного канала, На выходе соответствующего блока 10выставляются данные, которые считываются в ЭВМ при софрмированном известительном сигнале "СИП,Таким образом, в третьем режимепроисходит ввод данных в ЭВМ по выбранному адресу. Данный режим также, как и предыдущий, позволяетсовместить по времени ввод результатов преобразования в ЭВМ и следующийцикл преобразования.Таким образом, устройство имеетдостаточно широкие функциональныевоэможности за счет обеспечения возможности ввода в ЭВМ результатов преобразования массивов, упорядоченнымв порядке возрастания их значений,или массивов, упорядоченным в порядке возрастания номеров каналов, илипо выбранному каналу. Возможностьввода данных в ЭВМ тем или иным способом позволяет упростить и ускоритьобработку результатов для различныхзадач,Блоки устройства могут быть реализованы на серийно выпускаемых интегральных микросхемах (ИМС), напримерсерий К 521, К 155, К 531. При исполь-,зовании микросхем этих серий компаратор 6 представляет собой микросхемуК 521 СА 4 А, триггеры 7 и 8 - К 155 ТВ 1,мультиплексор 9 - К 531 КП 11, двухпортовое ЗУ (блок буферной памяти) 10 -К 155 РП 1.Блок 2.управления может быть реализован на серийно выпускаемых ИМС,например, серий К 155 и К 556. При использовании микросхем этих серий генератор импульсов может быть выпол-.нен на микросхеме К 155 ЛАЗ, соедйненный с времязадающими резисторами иконденсаторами по схеме мультивибра 7 12тора; счетчик 12 может быть выполненна микросхеме К 155 ИЕ 7, триггеры 14,15 и 17 - на микросхемах К 155 ТМ 2;ДВД 13 - на микросхеме К 556 ТР 5; де.шифратор команд 16 - на микросхемеК 155 РЕЗ;,счетчик-регистр 18 - намикросхеме К 155 ИЕ 7,Счетчик 3 может быть выполнен,например, на серийно выпускаемых ИМСК 155 ИЕ 7,ЦАП 4 представляет собой, например, последовательно соединенные микросхемы токового ЦАП - К 594 ПА 1 иоперационного усилителя К 574 УД 1 А.БФПА 5 представляет собой приоритетный шифратор и регистр кода адреса, выходы которых соединены помонтажному ИЛИ,подключенные к дешифратору, и соединенную параллельно свходами шифратора Х-входовую схемуИЛИ. Приоритетный шифратор, регистр,дешифратор, И-входовая схема ИЛИ могут быть выполнены соответственно наИМС 155 ИВ 1, 155 ИР 15, К 155 ИДЗ,К 155 ЛЛ 1.Формула изобретенияМногоканальное устройство для ввода аналоговых данных, содержащее блок управления, счетчик, цифроаналоговый преобразователь, блок формирования приоритетного адреса, блоки буферной памяти, компараторы, триггеры первой группы,. входы группы блока управления являются управляющими входами устройства, первый выход блока управления соединен с входом счетчика,информационные выходы которого соединены с информационными входами блоков буферной памяти и входами цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с вторыми входами компараторов, первые входы которых являются информационными входами устройства, выход каждого компаратора соединен с первым 1-входом соответствующего триггера первой группы, выходпереполнения счетчика соединен с первым входом блока управления,к второму входу которого подключен выходблока формирования приоритетного адреса, каждый из выходов второй группы которого соединен с входом разрешения чтения соответствующего блока буфер 73911 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ной памяти, соответствующие выходыблока буферной памяти объединены иявляются информационными выходамиустройства, третий и пятый выходыблока управления соединены соответственно с входами адресов записи ичтения блоков буферной памяти, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения путем введения двух дополнительных режимов ввода информации, устройствосодержит триггеры второй группы имультиплексоры, выход каждого мультиплексора соединен с соответствующим входом второй группы блока формирования приоритетного адреса, выходы первой группы которого являются адресными выходами устройства,второй выход блока управления соединен с С-входами триггеров первой ивторой групп, четвертый и шестой выходы блока управления соединены соответственно с вторыми 1-входами ивторыми К-входами триггеров второйгруппы, седьмой выход блока управления соединен с К-входами триггеровпервой и второй групп, восьмой и девятый выходы блока управления соединены соответственно с первым и вторым входами блока формирования приоритетного адреса, девятый выходблока управления является управляющимвыходом устройства, выходы группы блока управления соединены с входамипервой группы блока формирования при- .оритетного адреса, вторые 1-входытриггеров первой группы объединеныс входами адресов записи блоков буферной памяти, вторые К-входы триггеров первой группы объединены с адресными входами мультиплексоров ивходами адресов чтения блоков буферной памяти, первые К-входы соответствующих триггеров первой и второйгрупп объединены между собой и с входами разрешения чтения соответствующих блоков буферной памяти, вход разрешения записи которого объединен спервыми 1-входами соответствующихтриггеров первой и второй групп,выходы которых соединены соответственно с первым и вторым информационными входами соответствующих мультиплексоров.1273911 Составитель В,ФайзрахманоТехред Л. Сердюкова рректор В.Бутяга Редактор М.Дылы аказ 6477/46 Тираж 671 Подп ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., ное 5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектн