Устройство для формирования серий импульсов

,13092 А 1)4 Н 03 К 3/64 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОБРЕТЕН Яг ЕТЕЛЬСТВ(57) Изобретение импульсной техни ройство для Фор пульсов элементо НЕ 12, пересчетн ра 14 конца счет нова, формироват пульсов элемент 17,18 и блока 19 вание новых элект объеди ксни о СССР 1978. СССР 1978. ВАНИЯ ду Функциональными ряет Функциональн ройства, 3 ил. ОПИСА К АВТОРСКО(71) Рижское производственннение ВЭФ им,В.И,Ленина(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОРИЙ ИМПУЛЬСОВ относится к области ки. Введение в устмирования серий им-.И 10;11, элементовго блока 13, триггетриггера 15 осталя 16 коротких имв ИСКЛ 10 ЧА 101 ЦЕЕ ИЛИ .управления и образорических связей межэпементами расшиые возможности уст130926Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в автоматических устройствах управления и контрольно-измерительнойаппаратуре для проворки импульсныхустройств.Целью изобретения является расширение Функциональных возможностейустройства,На Фиг,1 приведена Функциональная Осхема устройства для Формирования серий импульсов; на Фиг, 2 - Функциональная схема блока управления; наФиг3 - алгоритм управления устройством. 15Устройство для Формирования серийимпульсов содержит генератор 1 опорных импульсов, первый элемент И 2,первый пересчетный блок 3 второйэлемент И 4 второй пересчетный блок5, триггер 6 запуска, триггер 7, элемент ИЛИ 8 шиФратор 9, третий 10,четвертый 11 элементы И, элементНЕ 12, третий пересчетныи блок 1 3,триггер 14 конца счета, триггер 15 25останова, Формирователь 16 короткихимпульсов первый 17, второй 18 элементы ИСКЛОЧА 1 ОШЕЕ ИЛИ, блок 19 улравления, адресную шину 20 шину 21 данных, шину 22 сигналов управления выходную шину 23 внешней синхронизацииустройства, выходную шину 24 концасчета устройства и выходную шину 25импульсного сигнала устройства, причем первый выход элемента И 2 соединен со счетным входом первого пересчетного блока 3 первый вход - свходом запуска первого пересчетного, блока 3, авторой вход - спервым входом второго элемента И 4, выход .кото- А 0рого подключен к счетному входу второго пересчетного блока 5 вход запуска которого соединен с вторым вхо,цом второго элемента И 4, единичныйвыход триггера 7 соединен с вторым 5входом второго элемента И 4 Явход - с выходом второго пересчетного блока 5, а К-вход - с выходом элемента ИЛИ 8, первая группа выходовшиФратора 9 соединена с входами установки первого пересчетчого блока 3,вторая группа выходов - с входамиустановки второго пересчетного блока5, первый вход элемента ИЛИ 8 ссединен с выходом первого пересчетнсго ублока 3, первый выход блока 19 управления соединен с 0-входом триггера6 запуска, К-вход которого соединенс вторым выходом блока 19 управления,9 2вторым входом элемента ИЛИ 8, первым входом третьего элемента И 1 О и входом запуска третьего пересчетного блока 13, группа входов которого соединена с третьей группой выходов шифратора 9, первая группа входов которого связана с первой группой выходов блока 19 управления, вторая группа выходов которого подключеча к второй группе входов шиФратора 9, выход генератора 1 опорных импульсов соединен с первым входом четвертого элемента И 11 и входом элемента НЕ 12, выход которого соединен с тактовым входом триггера 6 запуска единичный выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И 11 и ши - ной 23, третий вход четвертого элемента И 11 соединен с нулевым выходом триггера 15 останова, инФормационный Р-вход которого соединен с единичным выходом триггера 14 конца счета и шиной 24 выход третьего пересчетного блока 13 соединен с Я-входом триггера 14 конца счета, К-вход которого подключен к третьему выходу блока 19 управления, четвертый выход которого соединен с К-входом триггера 15 останова, С-вход которого соединен с выходом Формирователя 16 и вторым входом третьего элемента И 1 О выход которого соединен со счетным входом третьего пересчет- ного блока 13, пятый выход блока 19 управления соединен с первым входом первого элемента ИСКЛ 10 ЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ 1, второй вход которого соединен с шиной 25 и выходом второго элемента ИСКЛ 10 ЧАЕЩЕЕ ИЛИ 18, первый вход которого подключен к шестому выходу блока 19 управления, второй вход - к единичному выходу триггера 7 и первому входу первого элемента И 2, выход четвертого элемента И 11 соединен с вторым входом первого элемента И 2 и первым входом второго элемента И 4, седьмые входы блока 19 управления соединены с адресной шиной 20 шина 21 данных соединена с входами блока 19 управления, шина 22 сигналов управления - с восьмыми входа - ми блока 19 управления.Блок 19 управления (Фиг.2) содержит клавиатуру 26, селектор 27 адреса, дешиФратор 28 адреса первую 29 и вторую 30 группы элементов И, первый 31 и второй 32 регистры,ШиФратор 9 может быть выполнен на дешиФраторе и трех регистрах.09269 3 13Пересчетный блок 3 Формирует длительность импульса, а пересчетныйблок 5 - длительность паузы в импульсной последовательности на выходе устройства,Генератор 1 опорных импульсов вырабатывает импульсы опорной (эталонной) частоты и является времязадающим элементом устройства.Управление устройством осуществляется от магистрали ЭВМ с помощьюклавиатуры 26, включающей адреснуюшину 20, шину 21 данных и шину 22сигналов управления в соответствии салгоритмом (Фиг.3). На шине 24 конца счета вырабатывается сигнал предварительной сигнализации при Формировании импульсных серий с заданнымколичеством импульсов.На шине 23 внешней синхронизациилогический сигнал высокого уровня устанавливается синхронно с запускомустройства и предназначен для синхронизации внешних устройств, управляемых данным устройством.Шина 25 импульсного сигнала - основной Функциональный выход устройства, с которого снимается формируемаяимпульсная последовательность,Устройство для Формирования серийимпульсов работает следующим образом,В исходном состоянии на второмвыходе блока 19 управления установлен низкий уровень сигнала (логический "0"), которым триггер 6 и триггер 7 сброшены. Сигналом высокогоуровня (логическая "1") на нулевомвыходе триггера 7 открыт элемент И 4и подготовлен для загрузки пересчетный блок 5. По шестому выходу блока19 управления на шине 25 импульсногосигнала задан логический уровень начального состояния.До запуска устройства также необходимо выбрать режим работы и приФормировании импульсной серии с за,данным количеством импульсов подготовить схему останова устройства,Дляэтой цели подачей низкого потенциалапо третьему выходу блока 19 управления сбрасывается триггер 14, а почетвертому выходу блока 19 управления - триггер 15Поддерживая на четвертом выходеблока 19 управления низкий уровеньсигнала устройство генерирует непрерывную импульсную последовательность,так как на нулевом выходе триггера15 независимо от состояния входов 5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 С и Р поддерживается высокий потенциал, разрешающий прохождение тактовых импульсов через элемент И 11.Приустановке высокого уровня на четвертом выходе (выбора режима работы устройства) блока 19 управления послесброса триггера 15 устройство подготовлено для останова после заверше -ния формирования импульсной серии,По пятому выходу (выбора Фронтасинхронизации счета) блока 19 управления осуществляется выбор фронтасчета импульсов, При логическом 0на пятом выходе блока 19 управлениясчет импульсов осуществляется по положительному Фронту, а при логической "1" - по отрицательному Фронтувыходных импульсов устройства.Для запуска устройства формирования серий импульсов необходимо разблокировать устройство установкой высокого потенциала на втором выходе(сброса устройства) блока 19 управления и подать на первом выходе (запуска) блока 19 управления высокийуровень сигнала, По первому послеустановки сигнала запуска отрицательному фронту опорных импульсов устанавливается в состояние "1" триггер 6, открывая для прохождения опорных импульсов элемент И 11, с выходакоторого импульсы поступают на первые входы элементов И 2 и 4, Сигнал с единичного выхода триггера 6также поступает на шину 23 внешнейсинхронизации которую можно использовать для синхронизирования управляемой данным устройством аппаратуры,Через открытый элемент И 4 тактовые импульсы поступают на счетныйвход пересчетного блока 5 для формирования длительности паузы по отрицательному Фронту первого тактового импульса осуществляется загрузка ы пересчетный блок 5 двоичногокода числа И 1 с первой группы выходов шифратора 9, а при каждом последующем отрицательном Фронте числоИ 1, загруженное в пересчетный блок,уменьшается на единицу, При достижении Х 1 = 1 на выходе пересчетногоблока 5 вырабатывается отрицательныйимпульс, который устанавливает триггер 7 по Я-входу в единичное состояние. Высокий уровень сигнала на единичном выходе триггера 7 открываетэлемент И 2, а низкий уровень сигнала на нулевом выходе триггера 7 зак5 130926рывает элемент И 4, Далее тактовыеимпульсы уже поступают на счетныйвход пересчетного блока 3 и начинается формирование длительности импульса идентично процессу формированиядлительности паузы, т.е. по первомуотрицательному фронту тактовых импульсов осуществляется запись в пересчетный блок 3 двоичного кода числа Б 2 с второй группы выходов шифра Отора 9 и при каждом последующем такте число Б 2 уменьшается на единицу,При достижении М 2 = 1 на выходе пересчетного блока 3 вырабатываетсяотрицательный импульс, триггер 1 15сбрасывается через элемент ИЛИ 8,открывается элемент И 4 и закрывается элемент И 2, Далее процесс периодически повторяется и при каждом изменении состояния триггера 7 изменяется состояние на шине 25 устройства,Таким образом генерируется импульсная последовательность с длительностью паузы Тр = М 1 хТр и длительностью импульса Т = М 2 хТ , где 31 - 25двоичное число, загружаемое с шифратора 9 в пересчетный блок 5; Я 2двоичное число, загружаемое с шифратора 9 в пересчетный блок 3; Тордлительность периода опорных импульсов.Если на четвертом выходе (выборарежима) блока 19 управления установлен логический "О", триггер 15 заблокирован и устройство работает в непрерывном режиме до подачи низкогоуровня сигнала на второй выход (сброса устройства) блока 19 управления(схема возвращается в исходное состояние) либо до снятия высокого уровня 40с первого выхода (запуска) бпока 19управления (происходит останов),непрерывную последовательность им - пульсов с программируемой длитель ностью паузы и импульса, так и одиночную серию с программируемым количеством импульсов и установкой начального и конечного логических состояний данной серии,Возможно изменение параметров генерируемых импульсов в процессе работы устройства путем записи новых кодов в шифраторе 9, так как загрузка пересчетных блоков осуществляется только в течение одного периода импульсов и изменение содержимого шифратора в период между двумя загрузками не нарушает работу устройства.Для Формирования импульсной серии с заданным количеством импульсов на третий и четвертый выходы блока 19 управления устанавливается высокий уровень сигнала.После запуска устройства через первый элемент ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ 17 на 9вход Формирователя 16 коротких импульсов поступает прямая или инвертированная выходная импульсная последовательность в зависимости от логического состояния пятого выхода (выбора Фронта синхронизации) блока 19 управления.По каждому положительному фронту этой последовательности формирователем 16 коротких импульсов вырабатывает короткий тактовый импульс, который поступает на С-вход триггера 15 и через открытый элемент И 10 на счетный вход пересчетного блока 13. В пересчетный блок 13 по первому отрицательному Фронту тактового импульса загружается двоичный код числа БЗ = И, где Б - число подсчитываемых фронтов в Формируемой серии, и начинается уменьшение содержимого пересчетного блока 13 на единицу при каждом последующем тактовом импульсеТриггер 14 находится в нулевом состоянии, следовательно, в триггер 15 на каждом такте также записывается "О" и начальное состояние триггера 15 не изменяется, При достижении пересчетным блоком 13 значения И 3 = 1 выходным импульсом блока устанавливается в состояние "1" триггер 14, подготавливая для установки триггер 15. Единичное состояние триггера 14 является сигналом обратной синхронизации, по которому возможна синхронизация перезагрузки шифратора 9 для изменения параметров генерируемых импульсов или количества импульсов в последующей серии. Состояние на шине .25 импульсного сигнала зависит от выбранного по пятому выходу (фронта счета импульсов) блока 19 управления Фронта счета, При подсчете импульсов по положительному Фронту при окончании импульсной серии на шине 25 установлен высокий уровень сигнала, а при подсчете отрицательных Фронтов - низкий уровень сигнала. Таким образом, предлагаемое устройство для формирования серий импульсов позволяет вырабатывать как269 8обеспечивая загрузку двоичной информации, поступающей на кодовые входышифратора 9, в выбранный внутреннийрегистр. Сигналы с выходов внутренних регистров поступают на первую,вторую и третью группы выходов шифратора 9.Для ввода управляющих директив ипараметров формируемой импульснойпоследовательности служит клавиатура26, опрос которой осуществляетсяпрограммно через регистр 32 и вторуюгруппу 30 элементов И, Под управлением ЭВМ во второй регистр 32 записывается позиционный код сканирования, содержащий в одном разряде логический 0", а во всех остальныхлогическую, и программно осуществляется циклический сдвиг данногокода, т.е. в каждом цикле "0" записывается в следующий разряд второгорегистра 32.В каждом цикле обращения послезаписи кода сканирования во второмрегистре 32 считывается состояниеклавиатуры, т,е, через дешифратор28 адреса выбирается вторая группа30 элементов И и сигналом "Синхронизация чтения" информационное словочерез вторую группу 30 элементов Ипередается в шину 21 данных ЭВМ.Припрограммном анализе данного кода определяется какая клавиша нажата, ипроисходит действие согласно алгоритму функционирования (фиг.3),Данное устройство обеспечиваетпрограммируемую длительность паузыи импульса и формирует как импульсную серию с программируемым количеством импульсов, так и непрерывную импульсную последовательность,формула и з о б р е т е н и я Устройство для Формирования серий импульсов, содержащее генератор опорных импульсов, первый элемент И, первый выход которого соединен со счетным входом первого пересчетного бло- ка, первый вход первого элемента И подключен к входу запуска первого пересчетного блока, второй вход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к счетному входу второ- го пересчетного блока, вход запуска которого соединен с вторым входом второго элемента И, триггер запуска,7 1309Кроме того, при использовании предлагаемого устройства в автоматизированной аппаратуре под управлением ЭВМ возможно формирование сложной импульсной последовательности, так как, используя сигнал обратной синхронизации на шине 24 конца счета устройства для запроса прерывания работы ЭВМ, возможна оперативная перегрузка содержимого шифратора 9, 10 и устройство продолжает работу с но выми параметрами импульсов и количеством в серии.Блок 19 управления работает следующим образом, 5Управляющая ЭВМ на адресной шине 20 вырабатывает двоичный код адреса устройства, к которому осуществляется обращение, Одновременно при передаче данных от ЭВМ в устройство (в 20 данном случае блок 19 управления) на шине 21 данных вырабатывается двоичный код данных и принимает активный уровень сигнал Синхронизация записи" в шине 22 сигналов уп равления. При передаче данных из устройства в ЭВМ активный уровень принимает сигнал "Синхронизация чтения", по которому устройство должно выдать код данных на шине 21 данных, Когда 30 старшие разряды адреса на адресной шине 20 соответствует коду селектора 27 адреса, на выходе последнего вырабатывается сигнал, разрешающий работу дешифратора 28 адреса и откры вающий первую группу 29 элементов И. В зависимости от кода адресных сигналов дешифратор 28 адреса осуществляет выборку внутренних узлов блока 19 управления. На входы регистров 31 40 и 32, а также на кодовые входы шифратора 9 поступают сигналы шины 21 данных, Когда осуществлена выборка адреса регистров 31 и 32 через дешифратор 28, от ЭВМ поступает сигнал 45 Синхронизация записи и двоичный код данных от шины 21 данных записывается в соответствующий регистр,Аналогично осуществляется зались в регистры шифратора 9, На входы уп О равления шифратора 9 от второй группы выходов блока 19 управления поступает следующая совокупность сигналов - сигнал выборки шифратора 9 от дешифратора 28 адреса, сигнал "Синх ронизация загиси от шины 22 управления и два адресных сигнала через группу 29 элементов И, Перечисленные сигналы дешифрируются в шифраторе 9,9 13092 триггер, нулевой выход которого соединен с вторым входом элемента И, Я-вход триггера соединен с выходом второго пересчетного блока, К-вход триггера подключен к выходу элемента ИЛИ, шифратор, первая группа выходов которого соединена с входами установки первого пересчетного блока, вторая группа выходов соединена с входами установки второго пересчетного 11 блока, первый вход элемента ИЛИ.соединен с выходом первого пересчетного блока о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены тре тий и четвертый элементы И, элемент НЕ, третий пересчетный блок, триггер конца счета, триггер останова, формирователь коротких импульсов, первый и второй элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, Л 1 блок управления, первый выход которого соединен с Э-входом триггера запуска, К-вход которого соединен с вторым выходом блока управления,вторым входом элемента ИЛИ, первым вхо дом третьего элемента И и входом запуска третьего пересчетного блока, входы установки которого соединены с третьей группой выходов шифратора, первая группа входов которого связа- щ на с первой группой выходов блока управления, вторая группа выходов которого подключена к второй группе входов шифратора, выход генератора опорных импульсов соединен с первым 69 10входом четвертого элемента И и входом элемента НЕ, выход которого соецинен с тактовым входом триггера запуска, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, третий вход четвертого элемента И соединен с нулевым выходом триггера останова, В-вход которого соединен с единичным выходом триггера конца счета, выход третьего пересчетного блока соединен с Б-входом триггера конца счета, К-вход которого подключен к третьему выходу блока управления, четвертый выход которого соединен с К-входом триггера останова, С-вход которого соединен с выходом формирователя коротких импульсов и вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом третьего пересчетного блока, пятый выход блока управления соединен с первым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходам второго элемента ИСКЛ 10 ЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого подключен к шестому выходу блока управления, второй вход второго элемента ИСКЛ 10 ЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с единичным выходом триггера и первым входом первого элемента И, выход четвертого элемента И соединен с вторым входом первого элемента И, входы блока управления соединены с адресной шиной, шиной данных и шиной сигналов управления соответственно.нести игменения о блок параметра ет Режим жиос Перехсд по таб,ормиросаш 3 ооооь, по четбщ 7 ому се ю Ьход Слона у ов;5 аенил Считать иу блока плр УЭ Ф онт счетаметро Последняя сер Сбросить тригг быход блока З конца счетбленя тье,чу дать рронт счета по пядому быхсду блокания. Загрузить 13 о регистр праоФормироо игпяль с Считать из блока параметраУ;УЛ состояние оыхода Загрузить И регистр. Загрузипь У 2 5 регистр,оыхода по счетному оьходу б ггер ч канио счета пс рретьемубыхоЗадатьпо ьхсау Я 7 Задать Э по шкоду Рб Сбросить т Запуск Вупраопенка адать О" по первому ь хссу блока 9упрабления Остано Задать,О" по рер ому бщорому, третьеметбе тому быход олока Э йоабления/(оиец б оставитель В.Чижоехред М,Ходанич орректор А,Обруч Редактор И.Николайчук Тираж 902И Государственного компо делам изобретений и35, Москва, Ж, Раушс сное ака з 1 803 53 ВНИИП од, ул.Проектная ическое предприятие, г,уж оизводственно-по Переходо таблицедиректио тета СССРоткрытийая наб д.4