Управляющий автомат цифрового устройства числового управления

Соиэз Соеетеккн СОЦИЕЛИСтнцжжжн республик(11) 5 О 73.53 ОЛ ИСАНИНА ИЗОБРЕТЕН ИЯ(53 У 8. 02,ата Опубликов ия Описан Е, К. ОВЛОВ 1 Д, С. Иванов,. В, Гайда,П. Козлов,и В. Ф2) ЛВТОрье изобретен П. Гульденбел . Г, КолосовМелехин нический институтэлектромеханический зав Ленинградский ордене Ленина поли м. М. И. Калинина и Ленннградск Предлагаемый упраьеяеощий автомат относится к упревлЯюепнм машинам на баз 8 средств вычислительной техники, В частности, он моэкет быть использовен В цифровых устройствах числового программного управленич металлорежушими стенеыыц;И 1 вестньее уееревляеощие авгомет,я управ лаощнх машин содержат следующие функциОнальные блоки; респр 8 делитель реализуЕО"щий работу 11 ВМ по программе путем возбужДЕНФИ ОД 11 ой НЗ СВОИХ ВЫХОДНЫХ ШИН, КЕЖ ф дой 1-ОЕ 1"цдо соответствует своя шина" ре гистр адЕэесе команды, хре 1 нящи 11 код адреса 1А,Жкомандь 1 при безусловных 11 условнык пере- ходах, р 6 е" еесер адр, са команды для хране ния ед:йе к;"заиды к чотэрОЙ необхОдимо Обрети 1 е ,".; л,ч А ч В;1 полеЕения станцартееой подпр 01 Езеьп 4 ы при дВухранГОВОМ реэКиме работы управляющего автомата; постоянное запомщ 1 аюшеа устройство для хранения кд" манд; дешифратор адреса команды; регистр кода операции; децееератор кода опе 1 эации; микролрограЕ,е.,п.Ый автомат обеспечиваЕощий, Выполнение однОЙ комае 1 ды путем Выдачи не 1 обхоллмой последовательности управляющих сигналОВ микроопераний регистрь адресаоперандов для хранения адресной части команды. Каэкдый из перечисленных блоковявляется функционально, а часто и кон структивно с самОстоятельным устройстВОм,поетому известные управляющие автоматыВесьма сложны еОтличие предлагаемого автомата состоит в томчтос целью сокращения оборудвВания и повьпцения надежности его работы,ЦЕПИ СЧИтЫВаНИИ СХЕМ УПРаВЛЕНИЯ ПРОГРаМмами и командами дешифраторы запоминэюших блоков Выполнены единообразно в видеразветвленной цепи с двумя переключатедяб ми импульсов тока дроссельного типа намагнитных сердечниках и диодной координатной сетки между ними, причем в выходныеветви цепи считывания схемы управленияпрограммами последовательно с диодами ко- О ординатной сетки включены шины записи соответствующих магнитных сердечников схемыуправления командами, дешифраторов адресазапоминающих блоков, а В выходные ветвицепи считывания схемы управления команда ми включены входные обмотки .соответствук) УПРАВЛЯЮШИИ 1 АВТОМА 1 У:;. РОЙСТВА ЧИСЛ ПРОГРАММНП"О УПРАВЛЕНИЯших магнитных сердечников схемы формиро вания контрольных сигналов, схема управления программой содержит два дополнительных переключателя импульсов тока дроссельного типа на магнитных сердечниках, шины записи которых включены в ветви диодной координатной сетки основной цепи считывания схемы управления программой,а в цепи считывания дополнительных переключателей включены шины записи сердечников основных переключателей, шины запрета которых подключены к выходам схемы формирования контрольных сигналов.На чертеже приведена схема предлагаемого автомата,Схема 1 управления программой, представляющая собой управляемый распределитель, своими выходными шинами 2 в виде прошивок связана с магнитными сердечниками схемы 3 управления командой, дешифратора 4 адреса буферного запоминающего блока, регистров 5 адреса, дешифратора 6 адреса, а также с входными цепями тактового устройства 7 и схемы приоритета 8. Считывание и начальная установка магнитных сердечников схемы 1 управления программой осуществляется от своег тактового устройства 9 по цепям 10, 11, 12 и 13. Настройкасхемы 1 на выполнение определенной программы осуществляется с пульта 14 упразднения или от схемы приоритета 8 по цепям 15 и 16, Приразветвлении программы дополнительная настройка схемы 1 осуществляется схемой 17 формирования контрольных сигналов по цепям 18. Считывание схемы управления командой 3 осуществляется от своего тактового устройства 7 по це пям 19 и 20. Накопитель 21 соединениями адресных шин разделен на три части: буферный запоминающий блок 22, оперативный запоминающий блок 23 и функциональный блок 24, Разрядные шины 25, общие для всего накопителя, подключены ко входам усилителей воспроизведения и выходам формирователей записи регистра регенерации 26. Выходные цепи усилителей воспроизведения коммутируются стробирующими ключами 27. Выходные шины схемы управления командой 3 по цепям 28 и 29, возбуждаемым в такт считывания и записи накопителя 21 соответственно, связаны со входами формирователей 30 импульсов тока, предназначенных для формирования импульсов тока в цепи опроса дешифраторов 4 и 6 и регистров 5, а также со входами формирователей схемы 17, ре веосивных ключей 31. Назначение этих связей - формировать необходимые управляющие сигналы за счет возбуждения соответствующих формирователей. Цепь 29 схемы 3 связана также с тактовым устройством 9 дляпередачи сигнала об окончании очереднойкоманды, Выходы реверсивных дешифраторов4 и 6 подключены к адресным шинам бло-ков 22 и 23 соответственно. Выходы регистров 5 адреса соединены с обмоткамизаписи магнитных сердечников дешифратора 6.Схема 1 управления программой содержит четыре группы магнитных сердечников32, 33, 34 и 35. На каждом сердечнике имеются многовитковые распределяющие) обмотки считывания и одновитковые обмотки записи. Распределяющие обмотки включены в 1 цепи распределения тока, подключенные кцепям 10 и 12 тактового устройства 9, ивыполняют роль переключателей тока. Междураспределяющими обмотками групп сердечников 32 и 33 включена диодная дешифрирущ юшая матрица с выходными шинами 2. Количество выходных шин равно произведениючисла сердечников. Выходные шины 2, помимо отмеченных выше связей, соединены такжес обмотками записи групп сердечников 34 и 3635. С помощью этих обмоток при считываниипо цепи 10 производится соответствующаяустановка магнитного состояния групп сердечников 34 и 35. В цепь 11 считываниягрупп сердечников 34 и 35 включены обмот ки записи групп сердечников 32 и ЗЗ,Еслипроисходит переход к следующей командепрограммы, то в соответствующую ветвь цепи 11 включается только одна обмотка записи группы сердечников 32 (33), Если требуется разветвление программы, то включается несколько обмоток записи тех группсердечников 32 (33), которые определяютвыходы схемы 1, соответствующие всем возможным следующим командам данного разветвления. При этом другие обмотки записигрупп сердечников 32 и 33 по цепи 18 соединяются с выходами схемы 17. Схемаконтроля выявляет условие перехода к той или 45 иной команде и формирует импульсы тока всоответствующих цепях 18. При этом группы сердечников 32 и 33 размагничиваютусловно " внизф, так, что в каждой группенамагниченным условно "вверх" остается тольр ко один сердечник соответственно требуемому выходу.Схема 3 управления командами содержиттакже четыре группы сердечников 36,37,38и 39. Между распределяющими обмотками 36 сердечников 36 и 37 включена диодная мачсрица с цепями 28 предназначенными дляформировании управляющих сигналов в тактсчитывания накопителя. Аналогично междураспределяющими обмотками сердечников 38и 39 включена диодная матрица с цепями29 для формирования управляющих сигналов управления программой и ее тактовое устройв такт записи. Обмотки записи сердечников ство 9. При этом в схему 1 в каждой из36 и 37 включены в выходные шины 2 схе- групп основных сердечников 32 и 33 (предмы 1 управления программой и служат для варительно намагниченных " вниз" импульсомсоответствующей настройки схемы 3 схемойот устройства 9) по одному сердечнику пере 1 согласно выполняемой команде. Другие об- магничивается "вверху, В следующий тактмотки записи сердечников 36 и 37 включены тактовое устройство 9 формирует импульсв цепь 20, а обмотки записи на сердечниках тока в цепи 10, который группами сердеч 38 и 39 - в цепь 19, Эти связи обеспечи- ников 32 и 33 коммутируется на соотвечвают подготовку необходимого магнитного Ю ствующую выходную шину 2 и производитУ Фсостояния одной группы сердечников при счи- соответствующую подготовку вверх магнитывании другой группы в соответствии с тного состояния одного из серде н (ого из се ечников 36 ипереходом от одной микрокоманды к дру, 40 и 41, 44 и 4, 34 и 35) в кажгой. дой группе, а также записывает код адресадешифратор 4 адреса содержит четыре второго операнда и результата в регистрыруппы магнитных сердечников 40 41 42 5 и возбуждает тактовое устройство 7, Далее схемы 1 и 3, возбуждаемые своими тактовыми устройствами, работают параллельно.заны с выходными шинами 2 схемы 1 управаРабота схемы 1. В следующем такте усления программой и служат для ввода адре- тройство 9 фоРмиРУет импУльс тока в песа в дешифратор 4 другие обмотки записи пи 12, который намагничивает группы серео гъ д исердечников 40 и 41 включены в соответ- дечники 32 и ЗЗ вниз . Далее импульсомствующие цепи считывания сердечников 42 п оисходит считывание серн 43. Обмотки записи сердечников 42 и 43дечных групп 34 и 35. Если в соответствии свключены в соответствующие цепи считыва- алгоритмомвыполняемой программы, посления сердечников 40 и 41. Эти связи обес- выполнения данной команды (соответствуюпечивают регенерацию магнитного состояния шей рассмотренному ци лу р оте" ассмот енном цикл аботы схемы 1),сердечников и возможность многократного азветвления то в соответствующих ветобращения по заданному адресу блока 22. р вях цепи 11 последовательно с обмоткамиМежду обмотками считывания сердечников считывания групп серд чнип се дечников 34 и 35 вклю 40, 41 и 42, 43 включены диодные матри- чаются шины записи на одну из групп сердечи этом в группах этих серцы считывания и записи, на объединенные ников 32 и ЗЗ.При эт м рувыходы которых включены адресные шиныдечников оказь ваются н мч к в оказываются намагниченными "вверхблока 22. Щ только по одномч из сердечников, а остальФные- намагничены вниз," Магнитное состояДешифратор адреса 6 имеет также четы- ние этих сердечников определяет новое сосре группы магнитных сердечников 44, 45, тояние схемы 1, соответствующее следую 46 и 47 и формирователь импульсов тока. шей команде, Работа тактового устройстваОбмотки записи сердечников 44 и 45 вклю- Щ 9 на этом заканчивается,чены в выходные шины 2 схемы 1, По этимсвязям происходит запись адреса первого опе- Если по алгоритму, после выполненияранда. Другие обмотки записи этих же сер- данной команды, идет разветвление, по кодечников включены в выходные цепи регист - торому возможен переход к одной из "к"ров 5. По этим связям записываются адре- д команд в зависимости от некоторых условий,са второго операнда и результата. Обмотки то отличие в работе схемы 1 от расмотрензаписи сердечников 46 и 47, распределяю- ного заключается в следующем, Каждой изших импульсы записи блока 23, включены этих "к" команд соответствует намагничивав цепи считывания сердечников 44 и 45, ние "вверх" по одному из групп сердечниковпредназначенных для считывания блока 23. Ю 32 и 33 в группах. В рассматриваемомЭти связи обеспечивают подготовку магнит- случае в соответствующей ветви цепи 11ного состояния сердечников 46 и 47 в последовательно с обмотками считываниясоответствии с адресом, записанным на сер- групп сердечников 34 и 35 включены шиныдечниках 44 и 45, Между обмотками считы- записи всех тех сердечников, которые опревания сердечников 44, 45 и 46, 47 включеныВделяют выходы упомянутых "к" команд, кдиодные матрицы считывания и записи, на которым возможен переход. При этом в кажобъединенные выходы которых включены ад- дой из групп сердечников 32 и 33 намагниресные шины блока 23. тятся "вверх" более чем один сердечник, иПо сигналу с пульта 14 или со схемы перед считыванием по цепи 10 требуетсяприоритета 8 поступает сигнал на схему 1 фф доопределить состояние схемы 1, размаг7нитив вниз" "ненужные сердечники, Это размагничивание осуществляется по шинам запрета импульсами тока, формируемыми схемой 17, на которую поступает необходимая информация с выходов операционного . Э блока. Возбуждаетсй схема 17 от.схемы 3.Из рассмотрения,;работы схемы 1 сле" дует, что включение в нее групп сердечников. , 34 я 38 с соответствующими связями позволяет выполйять функцию выборки следующей ф команды и функцию раэветвлеййя алгоритмов.Работа схемы 3. После возбуждения уст,ройства 7 оно формирует импульсы тока последовательно в цепях 19 й 20. Эти импульсы коммуФируются соответственно распределяюшими обмотками групп сердеч- никоВ 36, 37 и 38 39 ыа,;.,р;Ось, -тая, ние схемы 3 перед начала;1 лабазы устрой-. ства 7 определяется импуль:.:О; така о саат", ветствующей выходной шине 2, В соответствии с этим состоянием первый импульс ТО- ка коммутириется по цепи 29, соответствующей первой микроап"рации аыпалняемой комаидьь При этом ИО шнееам записы ОООти т ф ствемно готовится магнитное состояние групп/ сердечников 38 и 39. Г 1 О цепи 28 импульстоке поступает в формирователи ЗО, на ъ Входы реверсивных ключей 31, . также на ущжвляющий вход стоабиауеоеинх ,ц.,:.,О",: . у", яВ соответствии с характерам выналняамОй микрооперации праисхадит лнба ьазбу.:ьпение., формирователей считывания дещифратора 4, либо Возбуждение фармирае:атлей Очи гываНня дЕШИфратОра б, либо ИОЗ 6:.;:-.в ра"; М Версивных ключей 31, ИООО; ждэнне-. ООО ее-зт-: ствующего стробируеашега ключа 27 пазва-, ляет коммутировать счБтаивеук 1 инфармаинеа В ЦЕПИ ЗаПИСИ В РЕГИСТР Р:Г(;-ПОР,ЗПИН .-, О г-,д;:и. гом или без сдвнгаа т-;,.ИО-е.;.-,и зи . 46 - в схему контроля и внешние бликиез е.иыдуюший такт импульс така комму тируется в цепи 29 в сООтветствуеащей атОрай .;4 пкрО операции и определчемый магнитным состоянием групп сердечников 38 и 39, ПЯ этам 46 по шинам записи готовится магнитна,е ние групп сердечников 36 и 37, соатвтст 1.у.ющее следующей (третьей) мнкрааприлн; ПО цепи 29 импульс така посту 1 еает нафармирователи ЗО, на вхады. реверсивиых клеаче й бй 31 на вход считывенп 1 я Десен тра 1 снзаеии,.:.а также если выполняемая микрааперация я;. -. Ляется последней в выполняемой команде, навход возбуждения устройства 9 и иа вход счи-, тывания схемы 17, Голи выполняемая микро"операция не является паследизй, та сда за набуждается устройство 7. В аааеьатсти ,:, с характером выполняемой (второй) микра. операции происходит возбуждение формирователей записи даин 1 фратора 4 или 6 или ревер-Ф 8сивныз ключей. Одновременно с ипываетсярегистр регенерации . и формируются Импульсы тока записи в разрядных шинах 25. Всоответствии с этим происходит запись в на,копитель 21. Следует заметить, что в сооъвЕтствии с возбуждением формирователейзаписи. запись может производиться одновременно В ячейки блоков 22, 23 и 24, причемэ.,ячейках блока 24 при записи выполня-итси логические операции дизъюнкции илияъюкции," При выполнении рассжатриваемой микро.ь операции В формирователях .ЗО импульсоме ео цепи 28 может-возбудиться также формиро-, вятель, считывающий один из регистров.б. При этом адяс из, рее истр передается в дешифратор 6 и определяет магнитное сась. таяние групп сердечников 44 и 45. Следует заметить, что адрес первого операнда запоминается . Непосредственно сердечниками дешифратора 6. Если выполняемая микрооцб рацич является последней в команде, то по цепи 29 снова возбуждается устройство 9,. а устройство 7 прекращает работу, пока не получит новый сигнал с выходных шин 2 от схемы 1.Одновременно с возбуждением устройства 9 происходит считывание схемы 17, кото рая в соответствии с результатом выполненйой команды формирует импульс тока по цепи 18, которые доопределякур состояние схемы , 1, После этого в каждой из групп сердеч+ ников 32 и 33 Остаются ненамагниченнымв;. "вверх" только по одному сердечнику; Устройство 9 начинает работу с формирования импульса тока по цени 13. Далее рабо та прадалжается ц соответствии с тем, как было рассмотрено выше. Если выполненйая команда является последней в данной программе, то сигнал об атом с выходных,шин 2 поступает в схему приоритета 8. В сооьветствии с состаякием этой схемы форйируется сигнал настройки схемы 1 по цепи 16 на вЫполнение новой команды,Работа дешифраторов 4 и 6. Группы сердечников 40 и 41 коммутируют импульс тока считывания блока 22, форщщ 1 емый фармиравателями ЗО, Группы сердечников 42 и 43 коммутируют импульс тока записи в блоке 22. Последовательно с обмотками считывания одной группы сердечниковвклеочены шины записи другой группы. Это позволяет регенериравать магнитное состояние сердечников и многократно обрашаться па заданному адресу, Этот режим используется при вводе в блок 22 исхаднайУправляющий автомат устройства числового программного управлении, содержащийоперационный блок, выполненный на однородных магнитных матрицах с общей разряднойсистемой воспроизведения записи, включающий вычислительно-логический блок, буферное и оперативные запоминающие блоки,подсоединенные соответственно к реверсивным ключам и к двум дешифраторам адреса,схемы управления программами и командами,схему формирования контрольных сигналовусловных переходов и схему приоритета, соединенную со схемой управления программами,отличающийся тем,что,сцелью сокрашения оборудования и повышениянадежности его работы, схемы управленияпрограммами и командами, дешифраторы запоминающих блоков выполнены в виде разветвленной цепи с двумя переключателямиимпульсов тока дроссельного типа на магнитных сердечниках и диодной координатнойсетки между ними, причем в выходные ветвицепи считывания схемы управления программами последовательно с диодами координатнойсетки включены шины записи соответствующих магнитных сердечников схемы управлениякомандами, дешифраторов адреса запоминающих блоков, а в выходные ветви цепи считывания схемы управления командами включены входные обмотки соответствующих магнитных сердечников схемы формирования контрольных сигналов, причем схема управленияпрограммой содержит два дополнительныхпереключателя импульсов тока дроссельноготипа на магнитных сердечниках, шины записи которых включены в ветви диодной координатной сетки основной цепи считываниясхемы управления программой, а в цепи считывания дополнительных переключателей вклнчены шины записи сердечников основных переключателей, шины запрета которых подключены к выходам схемы формирования контропьных сигналов,Спедоватепьно, построение схем 1, 3 и дешифраторов 4, 6 по схеме дешифраторов: диодной матрицей и переключатепями импупь:ов тока на магнитных сердечниках с прямоугольной петпей гистерезиса позволяет повы:ить экономичность и надежность устройства, Это достигается за счет многофункциэнапьного использования магнитных сердечников и соответствующих связей, выпопненных в виде прошивок через сердечники. Многофункциональное использование магнитных 46 сердечников заключается в том, что при эа писи они выпопнчют погические функции,связанные с преобразованием кода и выявлением условий перехода, при считывании - коммутации выходных сигналов, а в проме кутках между записью и считыванием функцию памяти. информации, Числа поступают поспедовательно по одному десятичному разряду в двоично десятичном коде. Программой ввода обеспечивается последовательное преобразование его в двоичный код. При выполнении этойпрограммы требуется многократное обращу ние к бпоку 22,Поддпючение дешифрирующих диодныхматриц к распределяющим обмоткам сердечников дешифратора, а также подключение последних к формироватепям считыванияэаписи более подробно рассмотрены в описании к авт. св, 247351, 1 Э Отпичием дешифраторов 4 и 6 является топько то, что в цепь считывания группы сердечников 46 и 47, коммутирующих импульс тока записи бпока 23, шины записи 30 групп сердечников групп 44 и 45, предназначенных дпя коммутации тока считывания блока 23, не включены, так как регенерация состояний дешифратора 6 не требуется. Состояние дешифратора 6 перед каждым фф обращением к бпоку 23 определяется сигналами от схемы 1 ипи от регистров 5. формула изобретения