Программно-временное устройство

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Соеэ СоветскихСоциалистическихРеспублик оц 960737(И 1 М.Кл.з с присоединением заявки Йо(23) Приоритет 6 05 В 19/18 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 230982(54) ПРОГРАММНО-ВРЕМЕННОЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к автоматике и может найти применение притепловакуумных и прочностных испытаниях различных изделий, а такжев различных технологических процессах, где требуется программное управление,Известна система для программно-.го управления группой объектов,содержащая генератор импульсов,реверсивный счетчик, делитель частоты, коммутатор программки, блокхранения программ, блок сравнения,а в каждом канале блок формированияимпульсов, блок памяти, блок контроля состояния исполнительного механизма, исполнительный механизм ицифроаналоговый преобразователь,соединенные между собой 1).Недостатком указанной систеьиявляется то, что при аппроксимациисимметричных кривых необходимо вблоке хранения программ и блокахпамяти каждого канала устанавливать,коды интервалов времени и амплитудуприращения аппроксимирующих отрезков .пряьаах как для левой, так иправой ветвей симметричной кривой,несмотря на то, что интервалы времени и модуль амплитуды приращения этих,пряьих в левой и правой ветвяхсоответственно совпадают,Это приводит к увеличению разрядности коммутатора, а также информационных емкостей блока храненияпрограмм и блоков памяти в два раза,что значительно усложняет систему.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты и счетчик времени, соединенные через элемент И, элемент ИЛИи первые входы первых элементов И среверсивным счетчиком, подключеннымк токовым ключам, а через блок коррек.ции к первому выходу запоминающегоблока, вторые, третий и четвертыйвыходы которого соединены со счетчиком времени, элементом И, элементомНЕ, а вход запоминающего блока - спервыми выходами счетчика номеракоманд 2,Однако устройство при аппроксима 25 ции симметричных кривых требует установки в запоминающем блоке кодовинтервалов времени и частоты аппроксимирующих отрезков пряьих, какдлялевой, так и правой ветвей симмеЗО тричной кривой, несмотря на то, чтовторого элемента И,. первым и вторымвыходами соответственно - к третьимвходам первых элементов И к первымвходам переключателя, соединенноговторым входом с четвертым выходомблока памяти и с входом элементаНЕ, подключенного выходом к третьемувходу переключателя, связанногопервым выходом с вторым входом третьего элемента И, подключенного третьимвходом к первому входу четвертогоэлемента И, связанного вторым входомс вторым выходом переключателя, атретьим входом - с вторым выходом.блока памяти, подключенного пятымвыходом к входу блока коррекции,шестыми выходами - к первым входамделителя частоты, а седьмым выходомк первому входу пятого элемента И,соединенного вторым входом с третьимвходом счетчика импульсов с вторымвходом и выходом делителя частоты,третий вход которого подключен к Выходу генератора импульсов причемвход элемента задержки связан с первым выходом второго триггера.На чертеже дана блок-схема устройства.Устройство содержит генератор 1,импульсов, делитель 2 частоты, счетчик 3 импульсов, счетчик 4 номеракоманй, элемент ИЛИ 5, пятый элементИ б, блок 7 памяти, блок 8 коррекции, реверсивный счетчик 9, третийэлемент И 10, токовые ключи 11, элемент НЕ 12, первые элементы И 13,переключатель 14, первый триггер 15,второй элемент И 16, Второй триггер17, элемент 18 задержки, четвертыйэлемент И 19,Устройство работает следующимобразом,Перед началом работы в блоке 7памяти устанавливаются коды интервалов времени для счетчика 3 импульсови коды частоты для делителя 2 частоты.По команде общего сброса делитель2 частоты, счетчик 3 импульсов, счетчик 4 номера команд, реверсивныйсчетчик 9, триггеры 15, 17 и переключатель 14 устанавливаются в исход.ное положение, при этом на выходеделителя 2 частоты, счетчика 3 импульсов, выходах счетчика 4 номеракоманд, реверсивного счетчика 9 появляются сигналы, соответствующие ихнулевому содержанию, на втором выходе первого триггера 15, и Йа первомвыходе Второго триггера 17 устанавливаются сигналы логических единиц,При этом переключатель 14 соединяетвход и выход элемента НЕ 12 черезэлементы И 10, 19 соответственно свходамн "+ф и "-" реверсивного счетчика 9,Импульсы с генератора 1 импульсовна вход делителя частоты не поступают. коды интервала времени и частотыэтих прямых в левой и правой ветвяхсоответственно совпадают.Недостатком устройства являетсятакже то, что разрядность делителячастоты зависит не только от разрядности счетчика времени, но и отзаданных минимальных темпов приращения и времени стабилизации, и неможет быть уменьшена, за счет счетчика номера команд, а также необходимость включения дешифратора и схемИ для йзменения частоты импульсовна выходе делителя частоты.Все это приводит к увеличениюразрядности счетчика номера команд .и 15информационной емкости запоминающего блока в .два раза, а также к увеличению разрядности делителя частотыи избыточности аппаратуры для изменения частоты импулвсов на Выходеделителя частоты; что значительноусложняет устройство.Цель изобретения - упрощение устройства, путем сокращения разрядностей счетчика номера команд, делителячастоты, информационной емкости запоминающего блока, а также аппаратуры1 дешнфратор, схемы И ) для изменениячастоты импульсов нЬ выходе делителячастоты,Поставленная цель достигаетсятем что в программно-временное устройство, содержащее генератор импуль-,сов, делитель частоты, элемент НЕ,первые и второй элементы И, счетчикимпульсов, связанный выходом с первым входом элемента ИЛИ., а первыми .входами - с первыми выходамиблока памяти, подключенного входамик первым выходам счетчика номера команд, а вторым "выходом - к первому40входу третьего элемента И, связанного выходом с суммирующим входомреверсивного счетчика, подключенного входами к выходам блока коррекции, выходами - к входам токовых клю.чей, а вычитающим вхором - к выходучетвертогоэлемента И,. соединенногопервым входом с выходом элемента ИДИ,подключенного вторым входом к выхоДу пятого элемента И, введены переключатель, два триггера и элементзадержки, соединенный выходом с пер"вым входом первого триггера, подключенного вторым входом к третьему выходу блОка памяти, первым Выходомк первому входу второго элемента И,а вторым выходом - к первым входампервых элементов И, соединенных Вторыми входами с вторым входом и с выходом счетчика импульсов и вторым входом второго элемента И, а выходами - 6 фсоответственно с суммирующим и вычитающим входами счетчика номера команд, связанного вторым выходом спервым входом второго триггера, подключенного вторым входом к: выходу 65По импульсу запуска код первого временного интервала и код частоты, соответствующие исходному ( нулевому,) состоянию счетчика номера команд 4; переписываются из блока 7 памяти в делитель 2 частоты и счетчий 3 импульсов, а импульсы с генератора 1 импульсов начинают поступать иа вход делителя 2 частоты. 60 65 Содержимое делителя 2 частоты исчетчика 3 импульсов при поступлениина счетный вход импульсов уменьшается. Содержимое счетчика 4 номера команд увеличивается при поступлениилогической единицы с первого выхода второго триггера 17 (при этом навтором выходе О и уменьшается припоступлениилогической единицы свторого выхода (при этом на первомвыходе 0) При поступлении логической 0единицы на первые входы первых эле.ментов И 13 с второго выхода первоготриггера 15 сигналы с выхода счетчика 3 импульсов поступают на счетныйвход счетчика 4 номера команд (при 5этом на первом выходе триггера 15-0) .При поступлении сигнала логической единицы на первые выходы первоготриггера 15 сигналы с выхода счетчика 3 импульсов поступают на второй 2 Овход второго элемента И 16 ( при этомна втором выходе первого триггера15-0),Содержимое реверсивного счетчика9 увеличивается, если с второго и Я 5четвертого выхода блока 7 памяти поступают сигналы, соответствующиелогической единице, и переключатель14 находится в исходном состоянии иуменьшается при поступлении с чет-,вертого выхода блока 7 памяти сигнала логического О.Переключение переключателя 14.припоявлении сигнала логической единицына втором выходе второго триггера17 приводит к соединению суммирующего входа реверсивного сметчика 9 через четвертый элемент И 19 с выходомэлемента НЕ 12, а вычитающего входачерез третий элемент И 10 с входомэлемента НЕ 12, что приводит к увели- фчению содержимого реверсивного счетчика 9. при наличии сигнала 0 на четвертом выходе блока 7 памяти и уменьшению его содержимого при сигнале логической единицы на чертвертом выходе 45блока 7 памяти.При наличии сигнала, соответствующего логическому 0 на втором выходезапоминающего блока 7 и поступающегона первый и третий входы соответст- Явенно третьего и четвертого элементов И 10 и 19, реверсивный счетчик9 не изменяет своего содержимого независимо от сигналов, поступающих надругие входы третьего и четвертого 55элементов И.Б = 1 од, (1) где В - разрядность счетчика 3 им-:пульсов ( реверсивного счетчика 9);б - заданная точность воспроизведения ( точность выражается десятичной дробью).Разрядность (,емкость) делителя 2 частоты зависит от минимальных темпов изменения выходного сигнала устройства или от времени его стабилизации и определяется по Формуле(2) А =1 ояЮ 2 где А - разрядность делителя частоты 2,- время стабилизации, илиминимальный темп изменениявыходного сигнала (времяизменения содержимого реверсивного счетчика 9на 1;Ю - частоты генератора импульсов;В. - разрядность счетчика 3 импульсов. Запись кодов интервала времени и частоты из блока 7 памяти в делитель частоты 2 и счетчик 3 импульсов происходит прн дальнейшей работе .устройства по их нулевому состоянию.Импульсы нулевого состояния делителя 2 частоты поступают на вход счет чика 3 импульсов и второй вход пятого элемента И б, первый вход которого соединен с седьаюм выходом блока 7 памяти. Соединение первого входа пятого элемента И б с седьмым выходом блока 7 памяти обуславливает изменение на один импульс содержимого реверсивного счетчика 9 или стабилищацию выходов канала устрОйства в период выбранного интервала времени счетчиком 3 импульсов.Импульсы нулевого состояния счетчика 3 импульсов через элемент ИЛИ 5, также поступают на вход реверсивного счетчика 9 через третий и четвертый элементы И 10 и 19,Разрядность счетчика 3 импульсов выбирается такой, чтобы обеспечить за один интервализменение выходного сигнала устройства от нуля до его максимального значения, что происходит при изменении содержимого реверсивного счетчика от нуля до его заполнения.Спедовательио, разрядность ( ем" кость) счетчика 3 импульсов и реверсивного счетчика 9. равны. Разрядность этих счетчиков определяется по фор- мулеСоединением второго выхода блока 7 памяти с первым и третьим входами соответственно третьего и четвертого элементов И 10 и 19 ( при условии, что на втором выходе сигналом является логический нуль) обеспечивает ся стабилизация состояния реверсивного счетчика 9, независимо от сигналов, поступающих на остальные входы третьего и четвертого элементов И 10 и 19 соответственно от элемен та ИЛИ 5 и переключателя 14. Это позволяет сократить разрядность делителя 2 частоты, использовав для этих целей, как правило, имеющуюся избыточность счетчика 4 номера команд, Тогда уравнение (2) можно записатьГЛ = 10 2-Р - У э 1 Ъ)где щ в ;количество избыточных командсчетчика 4 номера команд.Импульс нулевого состояния счетчикаимпульсов 3 изменяет состояние счетчика. 4 номера команд. 25В соотвЕтствии с новым состоянием счетчика 4 номера команд из памяти 7 блока в делитель 2 частоты исчетчик 3 импульсов записываются но"вые коды интервала времени и частоты,30при этом соответствующие сигналы по.ступают с пятого, седьмого, четвертого и второго выходов блока 7 памяти.При воспроизведении левой ветви З 5симметрической кривой содержимоесчетчика 4 номера команд увеличивается, а правой, ветви - уменьшаетсяот состояния, соответствующего точке симметрии кривой,Переключение работы счетчика 4номера команд переключателя 14,обеспечивающего переключение сигналов, поступающих на вход реверсивного счетчика 9, происходитв точке симметрии кривой следующимобразом.В строке блока 7 памяти, которая соответствует определенной команде счетчика 4 номера команд,в конце которой выходной сигнал реверсивного счетчика 9 приходит в точку симметрии, сигнал третьего выхода устанавливается равным логической единице.Таким образом, после перепл.учения счетчика 4 номера, команд в команду, по окончании которрй выходной сигнал реверсивного счетчика 9 соответст- вует точке симметрии кривой, вклю- б 9 чаются по второму входу первый триг-гер 15, логический сигнал второго выхода которого становится равныМ нулю и запрещает поступление сигнала от счетчика 3 импульсов через первые 5 элементы И 13 на вход счетчика 4 номера команд.Сигнал первого выхода, первого триггера 15, поступающего на первый вход второго элемента И 16 становится равным логической единице, что обеспечивает включение второго триггера 17 при появлении импульса на выходе счетчика 3 импульсов в момент времени, когда выход реверсивного счетчика 9 достигает точки симметрии кривой, при этом этот импульс со счетчика 3 импульсов в счетчик 4 номера команд не проходит, оставляя его в команде, конец которой соответствует точке симметрии, т. е. концу левой ветви и началу правой ветви симметричной кривой.При срабатывании второго триггера 17 на первом его выходе появляет" ся сигнал, соответвтвующий логичес" кои единице который .выключает первый триггер 15 ( сигнал выключения триггера 15 преобладает над сигналом его включения, т. е, при наличии двух сигналов включения и выключения одновременно триггер 15 занимает положение, соответствующее сигналу выключения).Выключение первого триггера 15, т. е. появление на втором его выходе логической единицы, приводит к соединению выхода счетчика импульсов 3 через первый элемент И 13 с минусовым входом счетчика 4 номера команд; Подключение выхода счетчика импуль сов 3 к минусовому входу счетчика 4 номера команд через первый элемент И 13 обеспечивается появлением логической единицы на втором выходе второго триггера 17, которая также пеебрасывает переключатель 14, чтобеспечивает необходимую работу реверсивного счетчика 9 при воспроизведении правой ветви симметричной кривой. Выключение второго триггера 17 происходится по импульсу нулевого состояния счетчика 4 номера команд в которое он приходит в конце правой ветви кривой.Выключение первого триггера 15 с задержкой по времени обеспечивается элементом 18 задержки после включения второго триггера 17 обеспечивает подключение минусового входа счетчика,4 номера команд к выходу счетчика 3 импульсов (через первый элемент И 13) после формирования ра выходе счетчика 3 импульсов сигнала ( фронта)., производящего переключение счетчика 4 номера команд При дальнейшей работе устройства по этому сигналу счетчик 4 номера команд переключается.Предложенное устройство может воспроизводить как несимметричные кривые на третьем выходе блока 7 памяти сигнал логической единицы отвутствует,так и симметричные, при этом при вос- произведении несимметричных кривых уменьшение информационной емкос- ти блока 7 памяти происходит за счет сокращения разрядности делителя 2 частоты, а при воспроизведении 5 симметричных кривых происходит дополнительное сокращение информационной емкости блока 7 памяти за счет сокращения разрядности счетчика 4 номера команд в два раза. 1 ОТаким образом, предложенное уст ройство позволяет уменьшить разрядность делителя частоты и счетчика номера команд, информационную емкость запоминакщего блока в два и более раз, что сокращает аппаратуру, необходимую для построения устройства, снижает его стоимость, по". требление электроэнергии, уменьшает вероятность ошибок при наборе про грамм, сокращает время. подготовки его к работе тем самым упрощает устройство и условия его эксплуатации.Формула изобретенияПрограммно-временное устройство, содержащее генератор импульсов, делитель частоты, элемен НЕ, первые и второй элементы И счетчик импульсов,О связанный выходом с первым входом элемента ИЛИ, а первыми входами - с первыми выходами блока памяти, подключенного входами к первым выходам счетчика номера команд, а вторым вц ходом -.к первому входу третьего эле.- мента И, связанного выходом с суммирующим входом реверсивного счетчика, подключенного входами к вйходам блока коррекции, выходами - к входам 4 О токовых ключей, а вычитающим входомк выходу четвертого элемента К, соединенного первым входом с выходом элемента ИЛИ, подключенного вторьаа вхо-, ом к выходу пятого элемента И, о т 45и ч а ю щ е е с я тем, что, а целью упрощения устройства, в него введены переключатель, два триггера и элемент задержки, соединенный выходом с первым входом первого триггера, подключенного вторым входом к третьему выходу блока памяти, первым выходом - к первому входу второго элемента И, а вторым выходом - к первым входам первых элементов И, соединенных вторыми ,входами с вторым входом, с выходом счетчика импульсов, с вторым входом второго элемента И, а выходами - соответственно с суммирующий и вычитающим входами счетчика номера команд, связанного вторым выходом с первым входом второго триггера, под клвиенного вторым входом к выходу второго элемента И, а первым и вторым выходами соответственно - к третьим входам первых элементов И и к первым входам переключателя, соединенного вторым входом с четвертым выходом блока памяти и с входом элемента НЕ, подключенного выходом к третьему входу переключателя, связанного первюг выходом с вторым входом третьего элемента И, подключенного третьим входом к первому входу четвертого элемента И, связанного вторим входом с вторым выходом пере" ключателя, а третьим входом - с вторым выходом блока памяти, подключенного пятым выходом к входу блока коррекции, шестыми выходами - к первым входам делителя частоты, а седььвм выходом Е к первому входу пятого элемента И, соединенного вторым входом с третьим входом счетчика импульсов, с вторым входом и с выходом делителя частоты, третий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, причем вход элемента задержки связан с первь 3 м выходом второго триггера.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР В 643836, кл. 6 05 В 19/18, 1976.2. Авторское свидетельство СССР 9 647655, кл. С 05 В 19/18, 1976 (прототип).960737 Составитель Н. ГорбуноваРедактор С. Патрушева Техред З.Палий Корректор Н. Коро Закаэ рс об иал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная 77/55 ВНИИПИ Госу по делам" 13035, Иоск ираж 914 нного коми ений и от 5, Раушск Подпитета СССРрытийя наб д, 4/5