Устройство для контроля импульсных последовательностей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)5 С 06 1- 11/16 РЕТЕН ше тельство СССРЕ 11/00, 1986.тельство СССРР 11/10, 1986. ТЕЙ лительано для тройст- чительтся то, оследоО ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛ ПУЛЬСНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОС 157) Изобретение относится к вычис ной технике и может быть использов контроля выполнения операций в ус вах управления и сопряжения, Отли ной особенностью устройства являе что оно контролирует циклические и 1614020 А 1 вательности сигналов с самым различным наперед известным сочетанием сигналов, в том числе с многократным появлением сигналов в течение цикла контроля на одних и тех же выходах контролируемого устройства. Кроме того, формирование разрешения на прием входного сигнала устройством обеспечивается как по переднему, так и по заднему фронту. Целью изобретения является расширение области применения за .счет обеспечения контроля циклических последовательностей с переменным периодом и переменной длительностью. Поставленная цель достигается за счет введения двух групп 1 одновибраторов, триггера 4, элемента 5 задержки, групп 8 триггеров, групп 9 элементов И, элементов ИЛИ 10, 11, элемента И 12, элемента ИЛИ 13, элемента НЕ 14, 4 ил, 1614020Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для контроля выполнения операций в устройствах управления и сопряжения.Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения контроля циклических последовательностейпеременным периодом и переменной длительностьь ю.На фиг.1 изображена блок-схема устройСтва; на фиг,2 - временная диаграмма для Общего случая контроля последовательности сигналов; на фиг.З - то же, для случая совпадения фронтов сигналов в контролируемой последовательности; на фиг,4 приведен пример выполнения коммутационного поля,Устройство для которая последовательности сигналов содержит группу одновибраторов 1.1, 1.3, , 1.(2 п - 1) с нечетными номерами, группу одновибраторов 1.2, 1.4, , 1.2 п с четными номерами, элемент ИЛИ 2, триггеры 3.1 - З.п первой группы, триггер 4, элемент 5 задержки, коммутационное поле б, группу 7 элементов И, триггеры 8,1 -.п второй группы, группу 9 элементов И, лементы ИЛИ 10,.11, элемент И 12, элемент ЛИ 13, элемент НЕ 14, группу 15,1 - 15,п ходов контролируемых последовательнотей, выход 16 сигнала ошибки, выход 17 ризнака готовности устройства,Одновибраторы обеих групп 1,1 и 1.2 предназначены для формирования импульов малой длительности ти, которая опрееляется суммой времен; максимального Времени задержки элемента И из первой группы 7,1 в ,7.п, максимального времени задержки элемента ИЛИ 2, а также максимального времени срабатывания триггера 4. Причем каждый одновибратор из группы с нечетными номерами формирует импульс при изменении состояния соответствующего входа устройства из "0" в "1", а каждый одновибратор из группы с четными номерами - пои изменении состояния из "1" в "0",Элемент ИЛИ 2 предназначен для формирования сигнала ошибки на выходе 16 устройства,Триггеры первой группы 3.1 - 3 и предназначены для запоминания факта постуйления сигналов на входы устройства, причем для определенности в контролируемой циклической последовательности сигналов первым должен прийти сигнал, например, на вход 15.1 устройства (для задания исходного состояния устройства), Триггеры первой группы переключаются в единичное состояние при поступлении за 45 50 55 10 1520 253035 40 днего фронта сигнала на обьединенные 1- иС-входы.Триггер 4 предназначен для блокировки отслеживания второй группой триггеров8.1 - 8,т изменения состояния входов 15,115,п устройства на время нарушения контролируемой последовательности.Элемент 5 задержки предназначен для задержки появления сформированного импульса на входе элемента И 12 на время, которое определяется суммой времени длительности импульса и максимального времени задержки срабатывания триггера из второй группы 8.1 - 8,гп.Коммутационное поле 6 предназначено для задания вида контролируемой последовательности сигналов и может быть выполнено, например, по схеме, содержащей клеммы 18, 19 входных и 20 - 25 выходных цепей (не показаны), между которыми устанавливаются перемычки, соответствующие ожидаемой последовательности сигналов, группу элементов ИЛИ 26,1 - 2 б.п (фиг.З). Количество входных клемм соответствует удвоенному количеству сигналов в контролируемой циклической последовательности сигналов при отсутствии наложения фронтов, количество элементов ИЛИ в группе26.1 - 2 б,п соответствует числу входов устройства, количество входов каждого элемента ИЛИ 26, из группы 26,1 - 26.п соответствует числу ожидаемых сигналов насоответствующем входе 1 устройства заодин контролируемый цикл.Посредством определенной установки перемычек в коммутационном поле б обеспечивается подготовка устройства (установка в "0" соответствующих триггеров первой группы 3.1 - З,л) к приходу очередного сигнала только после соответствую цего фронта - переднего или заднего - предшествующего сигнала(после установки в "1" соответствующего триггера второй группы 8.1 - 8,в), т,е. задачей коммутационного поля б является передача состояний триггеров второй группы 8,1 - 8.гп, фиксирующих поступление фронтов входных сигналов, на входы соответствующих элементов И второй группы 9.1 - 9,п, подготавливающих триггеры 3,1 - З.п первой группы к приходу очередных входных сигналов, 8 соответствии с этим и устанавливаются перемычки в коммутационном поле,На фиг.4 приведен пример установки перемычек в коммутационном поле для реализации контроля последовательности сигналов, приведенных на первом фрагменте диаграммы фиг.2, считая ее циклической, т,е, после окончания сигнала на входе 15,2 вновь поступает сигнал на вход 15.1,На фиг.4 приведена привязка подклю- Вторая группа элементов И 9.1 - 9,пчения входов и выходов коммутационного предназначена для разрешения поизменеполя к элементам устройства для контроля нию состояния любого входа устройства пепоследовательности сигналов (фиг.1), а так- ревода соответствующих триггеров первойже указаны функциональная привязка вхо группы 3.1 - З.п в состояние ожидания появдов и функциональное назначение выходов ления сигнала на соответствующем входекоммутационного поля по отношению к сиг- устройства,налам контролируемой последовательности Элемент ИЛИ 10 служит для формиро(первый фрагмент диаграммы фиг.2). вания импульса, свидетельствующего об изПеремычки устанавливаются следую менении состояния хотя бы одного входащим образом. устройства.1) клемма 6.1 - вход элемента ИЛИ 26,3 Элемент ИЛИ 11 служит для определедля разрешения поступления сигнала по ния состояния триггеров первой группы 3.1 -входу 15,п после прихода переднего фронта З.п. Только в случае приведения триггеровсигнала по входу 15.1; 15 первой группы в исходное состояние, что2) клемма 6.4 - вход элемента ИЛИ 26,2- происходит в начале работы и в конце кажразрешение поступления сигнала по входу дога проверочного цикла, на выходе эле 15.2 после прихода заднего фронта сигнала мента ИЛИ 11 формируется "0",по входу 15,п; Устройство работает следующим обра 3) клемма 6,6 - вход элемента ИЛИ 26,1- 20 зом.разрешение поступления сигнала по входу Перед началом работы в коммутацион 15.1 после прихода заднего фронта сигнала ном поле 6 устанавливают вручную перепо входу 15.2. мычки в соответствии с ожидаемойТаким образом, как показано на первом циклической последовательностью сигнафрагменте временной диаграммы фиг.2, с 25 лов. Кроме того, триггеры 8.2 - 8.т, 3.1, 4помощью коммутатора осуществляется ус- устанавливаются в нулевое состояние, тригтановка в "0" триггеров 3.1 - З.п: . геры 8.1, 3.2 - З.п - в единичное (- .и - в единичное (цепи устатриггераЗ,п- попереднемуфронтусиг- новки триггеров в исходное состояниенала на входе 15.1 (перемычка между клем- условно не показаны).мой 6.4 и входом элемента ИЛИ 26,3); 30 На примере фиг.2, когда контролируетриггера 3.2 - по заднему фронту сигна- мая последовательность представляет сола на входе 15.п (перемычка между клеммой бой поочередный приход сигналов на входы6.1 и входом элемента ИЛИ 26.2); 15.1, 15.п, 15.3устройства, причем на вхотриггера 3.1 - по заднему фронту сигна- дах 15,1 и 15.п сигналы перекрываются пола на входе 15,2 (перемычка между клеммой 35 времени, рассмотрим работу устройства без6,6 и входом элемента ИЛИ 26.1), Установка искажений входной последовательности.в "0" триггера 3,1 на диаграмме фиг.2 не По переднемуфронту сигнала, поступившепоказана, так как первый фрагмент диаг- . го первым на вход 15.1 устройства, одновибраммы рассматривается как часть более ратором 1,1 формируется короткийимпульс,сложной. последовательности сигналов и 40 который, пройдя через элемент ИЛИ 10 итолько в данном примере для иллюстрации открытый коммутационным полем 6 элеработы коммутатора считается закончен- мент И 9.п, сбрасывает триггер З.п в "0".ным. Задним фронтом сформированный импульсПервая группа элементов И 7.1 - 7.п переводит триггер 8.1 в "0", триггер 8,2 - вслужит для формирования сигнала ошибки 45 "1". Импульс, поступавший на вход элеменна соотьетствующем входе элемента ИЛИ 2 та И 12 с выхода элемента 5 задержки, непри нарушении заданной последовательно- вызовет появления на выходе 17 импульса,сти. сигнализирующего о нахождении. устройства не в исходном состоянии, так как на втоВторая группа триггеров 8,1 - 8.п пред рой вход элемента И 12 с выхода триггераназначена для отслеживания изменения со- .8.1 подан "0". Поскольку триггер 3,1 нахостояний входов устройства и представляет дился в нулевом состоянии, элемент И 7.1собой сдвиговый регистр с бегущей "1" с закрыт и на выходе 16 сигнал ошибки будетчислом состояний а, равным количеству отсутствовать.ожидаемых изменений на входе устройства 55 Следующим поступит сигнал на вход 15в контролируемом цикле, Изменение состо- устройства, по переднему фронту которогояния выходов триггеров происходит при по- одновибратором 1,(2 п - 1) будет сформироступлении заднего фронта импульса на ван импульс, задний фронт которого пересинхровход при соответствующем состоя- ведет триггер 8.2 в "О", а триггер 8.3 - в "1".По приходу заднего фронта сигнала на вход10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 15,1 устройства триггер 3,1 переводится е состояние "1", Кроме того, одноеибратором 1,2 сформируется импульс, который задним фронтом переводит триггер 8.3 вУ, а триггер 8,4 - в "1", Наличие единицы на выходе триггера 8,4 является условием для открытия коммутатором б элемента И 9.2, По приходу заднего фронта сигнала на вход 15.п устройства триггер З.п устанавливается в "1", одновибратором 1.2 п сформируется импульс, который через открытый коммутационным полем б элемент И 9,2 сбросит триггер , 3.2 в "0", тем самым подготавливая устройство к появлению сигнала на входе 15.3, и так далее. При появлении предпоследнего фронта на одном из ожидаемых входов устройства соответствующим одновибратором вырабатывается короткий импульс, по заднему фронту которого сбрасывается в "0" триггер 8 (щ) и устанавливается в "1" триггер 8.в, что является условием для открытия коммутационным полем 6 элемента И 9.1 (фиг,З). По приходу на вход 15, заднего фронта последнего в циклической последовательности сигнала одновибратором 1,2 сформируе 1 ся импульс, по которому триггер 3,1 сбросится в "0". По заднему фронту импульса триггер Я.в сбросится в "0", триггер 8.1 установится в "1", что является условием для открытия коммутационным полем 6 элемента И 9,п,Через интервал времени, задаваемый элементом 5 задержки, на входе элемента И 12 появится короткий импульс, который совместно с "1", поступившей с выхода триггера , 8.1 на второй вход элемента И 12, отпираетэлемент И 12, Поскольку триггеры 3,1 3 иустановлены в исходное состояние, то на выходе элемента ИЛИ 11, а следовательно, на выходе 17 устройства сигнал неприведения в исходное состояние отсутствует. В дальнейшем устройство будет функционировать аналогично описэнному,Рассмотрим примеры работы устройства при наличии искажений в контролируемой последовательности.Пусть при единичном состоянии триггера 3,2 нэ вход 15.2 устройства поступит ложный сигнал (фиг.2), Это приведет к тому, что триггер 3,2 останется в единичном состоянии, а сигнал пройдет через открытые элемент И 7,2 и элемент ИЛИ 2, сигнализируя появлением "1" на выходе 16 устройства об искажении контролируемой последовательности, в то же время взводит триггер 4 в "1", который высоким уровнем блокирует появление заднего фронта импульса нэ выходе элемента ИЛИ 13, тем самым сохраняя состояние выходов триггеров 8,1- 8.п 1, Блокировка будет, снята проинвертироеанным импульсом. сформированным по приходу переднего фронта сигнала, пришедшего на соответствующий вхо,". устройства первым после ложного сигнала. В дальнейшем устройство будет функционировать аналогично описанному. Пусть на вход 15.1 не поступит сигнал при нулевом состоянии триггера 3.1 (фиг,2), Это приведет к тому, что не будут сформированы условия приема сигналов по входам 15,п, 15,2 устройства, так как триггеры З.п, 3.2 останутся в единичном состоянии. Очередные сигналы, поступившие на вход 15.п,затем на вход 15,2 устройства и другие. пройдут через открытые элементы И 7. и, 7.2. На выходе 16 устройства появится сигнал искажения поступившей последовательности сигналов. В то же время сигнал ошибки с выхода элемента ИЛИ 2, взведя триггер 4 в "1", заблокирует изменение состояния триггеров 8.1 - 8.щ до появления ожидаемого сигнала на входе 15.1 устройства. В дальнейшем устройство будет работать аналогично описанному (режим нормального функционирования),Пусть изменение состояния входа 15, устройства не задано коммутационным полем б как условие для отслеживания состояния других входое устройства, а приход переднего и заднего фронтов по времени совпадает с приходом фронтов сигналов на других входах устройства (фиг.З). Если при нулевом состоянии триггера 3. на вход 15. не поступит ожидаемый сигнал или поступит, но не установит триггер 3. в состояние "1", что может случиться при выходе из строя триггера, то по приходу заднего фронта последнего в цикле сигнала контролируемой последовательности (в приведенном примере на вход 15.2) одновибратором 1.4 сформируется импульс, по которому триггер 8 сбрасывается в "0", триггер 8,1 устанавливается в "1". На выходе элемента 5 задержки появится сдвинутый по времени импульс, который совместно с "1", поступившей с выхода триггера 8.1, откроет элемент И 12, Поскольку группа триггеров 3.1 - З,п находится не в исходном состоянии, на выходе элемента ИЛИ 11 сформируется "1", которая через открытый элемент И 12 поступит на выход 17, Появление на выходе 17 сигнала свидетельствует о том, что в конце проверочного цикла устройство находится не в исходном состоянии, ч 1 о может произойти при нарушении последовательности сигналов на входе устройства либо при выходе изстроя соответствующего триггера группы3,1 - З.п,Формула изобретенияУстройство для контроля импульсныхпоследовательностей, содержащее первуюгруппу триггеров, коммутационное поле, первую группу элементов И, первый элемент ИЛИ, причем выходы элементов И первой группы соединены с входами первого элемента ИЛИ, первый вход -го.элемента И 5 ( = 1, , п, где и - число контролируемых последовательностей) соединен с 1- и С-входами 1-го триггера первой группы и является соответственно 1-м входом контролируемой последовательности устройства, прямой 10 выход 1-го триггера первой группы соединен с вторым входом 1-го элемента И первой группы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения контроля циклических по следовательностей с переменным периодом и переменной длительностью, в него введены две группы одновибраторов, триггер, элемент задержки, вторая группа триггеров, вторая группа элементов И, три 20 элемента ИЛИ, элемент И и элемент НЕ, причем выход -го элемента И второй группы соединен с входом сброса в "0" -го триггера первой группы, выход второго элемента ИЛИ соединен с первым входом третьего 25 элемента ИЛИ, с входом элемента задержки, с входом элемента НЕ и с первыми входами элементов И второй группы, вторые входы которых соединены соответственно с выходами коммутационного поля, выход 30 первого триггера второй группы соединен с 1-входом второго триггера второй группы, с первым входом элемента И и с первым информационным входом коммутационного поля, выход)-го триггера второй группы Д= 35 =2, , в - 1, где п - число переходов контролируемой последовательности второй группы), соединен с 1-входом +1)-го триггера второй группы и с )-информационным входом коммутационного поля, выход щ-го триггера второй группы соединен с 1-входом первого триггера второй группы и с т-м информационным входом коммутационного поля, прямой выход первого триггера первой группы соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, инверсные выходы триггеров с второго по и-й первой группы соединены с входами четвертого элемента ИЛИ соответственно с второго по п-й, выход четвертого элемента ИЛИ соединен с вторым входом элемента И, выход элемента задержки соединен с третьим входом элемента И, выход которого является выходом признака готовности устройства, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом установки в "1" триггера и является входом ошибки устройства, выход элемента НЕ соединен с К- и С-входами триггера, 1-вход которого соединен с К-входами триггеров первой группы и с шиной логического нуля устройства, К-входы триггеров второй группы соединены с шиной логической единицы устройства, выход третьего элемента ИЛИ соединен с синхровходами триггеров второй группы, вход 1-го одновибратора первой группы соединен с входом -го одновибратора второй группы, с первым входом 1-го элемента И первой группы, выходы одновибраторов первой и второй групп соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход триггера соединен с вторым входом третьвго элемента ИЛИ.1614020 Функциональная прцбязка Жункццонольннозноченце Роеднцй дюжПабгаду 151Передний доант по Йоду б:и разрешениеэлементу поступленияУУ 1 сигнала поЬоду 6:1 злементгюг Пере дниц лоб.году Задниц ф по йоду дюитб:Р разрешенцэлементу поступленнкпсигнала поЙоду оп онтюг Ют На незадейстбобанные дходы злементоб иЛй Е 1- Ыз подается согнал логццегкоео нуля услобно не показано),ФигФ Составитель Н,Тороповаедактор А.Маковская Техред М,Моргентал . Корректор Т.Палий Заказ 3893 Тираж 568 ВНИИПИ Государственного комитета 113035, Москва, ЖПодписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ СС , Раущская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 Зодиии по ЙодуЗаднийпо Аиду 151рантоп Разрешение поступления согнала по коду аг