Устройство для ввода дискретной информации

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (1 6 Р 3/00 ЯИ 5 и едовательтельных эмери ив о ССС1979 ельст 3/00,ельство 3/00,ССС 1970(57) И ОДА ДИСКРЕТ 110 И томатиможетформаотносится ной техник о для ввод зобретени ычислител спользова ыт 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ САНИЕ ИЗО(71) Всесоюзный научнский институт электроприборов(56) Авторское свидеУ 824185, кл, С 06 РАвторское свидетУ 377759, кл. С 06 Р ции от датчиксв дискрет)ь)х инициативных сигналов в управляющую вычислительную машину, в частности в изме рительно-вь)числительных комплексах для диагностики и испытаний двигателей внутреннего сгорания. Целью изобретения является расширение функциональньгх возможностей, Устройство для ввода дискретной информации содержит информационные входы 1, блоки сравнения 9, регистр данных 5, блок 10 формирования адреса датчиков, регистр номера канала 11, блок управления 4, машинную магистраль 3 и мультиплексор 6, Для достижения поставленной це.ли дополнительно введены инверторы 2 по числу входных каналов, регистр маски 7, регистр 8 команд и состояния, 4 ил.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано для ввода информации от датчиков дискретных инициативных сигналов в управляющую нычисли 5тельную машину, в частности в иэмерительно-вычислительных комплексах(ИВК) для диагностики и испытаний двигаталей внутреннего сгорания.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.На фиг.1 приведена функциональнаясхема устройства для внсда дискретной информации; на фиг,2 - функциональная схема блока управления; нафиг.3 и 4 - временные диаграммы работы устройства в режиме прерыванияи по анализу готовности,Устройство для ввода дискретной 20информации (фиг,1) содержит информационные входы 1, инверторы 2 по числу входных каналов, машинную магистраль 3, блок 4 управления, регистр 5данных, мультиплексор 6, регистр 7 25маски, регистр 8 команд и состояний,блок 9 сравнения, блок 10 формирования адреса датчика и регистр 11 номера канала.Блок 4 управления (фиг,2) содержит 30селектор 12 адреса, дешифратор 13,блок 14 задержки, элемент ИЛИ 15, зле"мент 2 И-ИЛИ 6, элемент И 17, блок 18задержки и иннертор 19.Устройство для ввода дискретнойинформации работает следующим образом.Датчики дискретных сигналов ныдаютданные, поступающие на информационные входы 1 устройства. Сигналы свходов 1,Х ,Х, соответствуют прямымлогическим значениям нходных сигналон. Инверторы 2 обеспечивают формирование сигналов ХоХп с инверсными логическими значениями входных сиг 45налов. Прямые значения входных сигналов поступают на информационные входырегистра 5 данных, который обеспечи"вает их фиксацию по сигналу записиЗРД, поступающему из блока 4 упранлейия на тактовый вход регистра 5, ивыдачу прямых ХР ХР и инверсныхХР:ХР значений зафиксированных .входных сигналов.1Устройство имеет два режима фиксации Р входных сигналон, различающихся моментом выполнения фиксации. Режим фиксации устанавливается программно через регистр 8 команд и состоя ний с использованием выдаваемого последним сигнала РФ, поступающего на управляющий вход блока 4 управления.Каждый из блоков 9 сравнения производит сравнение входного сигнала одного иэ входных каналов Х Х с предыдущим значением этого сигнала ХР ХР, хранящимся в регистре 5 данных, и при отсутствии соответствующего сигнала маски выдает сигнал признака изменения значения входного сигнала У У, Работа блока 9 сравнения может быть описана следующим логическим выражением,У=Х ХР М +Х ХРМ,где Х - значение входного сигнала;ХР - предыдущее значение нходно"го сигнала;М, - сигнал маски изменения значения входного сигнала из Ов 1М - сигнал маски изменения значения входного сигнала из 1 в О.Программируя сигналы масок М и М для каждого канала, можно установить различные услония выдачи признака У изменения значения входного сигнала в соответствии с таблицей. Условия выдачи признакаизменения Значения сигналов маски значения входного сигнала Не выдается О Выдается приизменении ХизОв 1 Выдается приизменении ,Хиз 1 нО 0 0 Выдается прилюбом изменении Х Выходные сигналы блоков 9 сравнения, являющиеся признаком изменения значения входного сигнала, поступают на вхоДы блока 10 формирования адреса, 1425634Блок 10 формирования адреса представляет собой приоритетный шифратор,выдающий код номера канала КНК, в котором произбшло изменение входного.5сигнала. При наличии нескольких признаков изменения У У происходитвыдача кода номера канала с наименьшим значением кода, которому при этомпредставляется наивысший приоритет.Кроме того, блок 10 формирует сигналготовности при наличии хотя бы одногопризнака изменения У, УКод номера канала КНК, изменившего свое состояние, фиксируется в регистре 11 номера канала, Запись кодапроисходит по сигналу ЗРНК, вырабатываемому блоком 4 управления.На машинную магистраль 3 выдаютсядля ввода в ЭВМ данные трех видов;значения входных сигналов ХОХ;код номера канала КНК; сигналы регистра 8 команд и состояний готовность(ГОТ) и сигнал маски прерывания РП.Управление мультиплексором 6 про. изводится двумя управляющими сигналами, поступающими из блока 4 управления.1. Сигнал ОМЧРКС+ЧД, поступающийна первый управляющий вход мультиплексора 6, разрешающий работу мультиплексора 6.2, Сигнал ОМЧРКС, поступающии навторой вход мультиплексора 6 и опре-деляющий вид данных, поступающих навыход мультиплексора 6 с его входа,При отсутствии этого сигнала на выход мультиплексора 6 проходят данные от датчиков Х, ,Х, при его наличии - данные о номере канала КНК ивыходные данные регистра 8 команд исостояний.По шинам данных от ЭВМ может бытьпередана программа работы для внутренних регистров устройства (регист. ра 8 команд и состояний и регистра 7маски). Данные в ЭВМ вводятся черезшину данных при чтении регистра 5данных при наличии сигнала ЧРКС+ЧД(выдаются ХОХ), при чн регистра 8 команд и состояний при наличии сигнала ЧРКС (выдается номер канала КНК по младшимразрядам шиныданных и ГОТ, РП по старшим разрядамшины данных),55Регистр 8 связан с внутренней ши"ной данных и в него производится запись по шине данных от ЭВМ сигналов;Рф - режим фиксации входных сигналов; РП - сигнал общий для всех каналов маски прерывания; РП и сигнал готовности, выдаваемый блоком 10 формирования адреса и хранящийся в регистре 8 команд и состояний, могут быть прочитаны ЭВМ.Регистр 7 маски связан с внутренней шиной данных и предназначен для приема по шине данных от ЭВМ и хгне-.ния сигналов маски изменения значения входного сигнала из 0 в 1 - ОМ ..пМ и сигналов маски изменения входного сигнала из 1 в О-ОМпМ, Блок 4 управления осуществляет функцию синхронизации.при работе устройства в целом. В него входит селектор 12 адреса, выполняющий прием старших адресов с машинной магистрали 3, сравнение их значений с базовым адресом устройства и выдачу сигнала выбора устройства при равенстве указанных адресов, Сигчал выбора разрешает работу устройства.Дешифратор 13 адреса под действием выходного сигнала выбора селектора 12 адреса и управляющих сигналов машинной магистрали 3 вырабатывает сигналы управления блоками устройства в зависимости от значений младших разрядов адресных шин; запись в регистр 8 команд и состояний ЗРКС; запись в регистр 7 маски ЗРМ; чтение регистра 8 команд и состояний ЧРЕС; чтение данных - ЧД,Элемент 14 задержки формирует ответный сигнал относительно сигналов ввод и вывод с задержкой 0,5 мкс.Устрой"тво работает с ЭВМ в режиме прерывания и в режиме анализа. готовности, Режим прерывания позволяет ЭВМ оперативно фиксировать любые изменения состояния датчиков. В этом случае блок 10 формирования адреса вырабатывает сигнал готовности, хранящийся в регистре 8 команд и состояний и поступающий с его выхода на вход элемента 17. В режиме прерывания общая маска прерывания отсутствует, сигнал РП, поступающий на второй вход элемента 17 с выхода регистра 8 команд и состояний, равен 1 и на машинной магистрали 3 с выхода элемента 17 появляется один из сигналов требования прерывания.Блок 4 управления осуществляет запись в регистре 11 номера канала. Он формируется по сигналу готовности при1425634 изменении входногосостояния датчиков, который задерживается элементом18 задержки и поступает на регистр 11номера канала,Блок 4 управления формирует сигнал5записи в регистр 5 данных ЗРД в одномиэ двух режимов. Вид режима определяется сигналом РФ, программно записанным от ЭВМ и хранящимся в регистре 8 10команд и состояний.При РФ=1 фиксация происходит автоматически через 1 мкс после изменениялогического значения любого кз входных сигналов. На входе элемента 152 И-ИЛИ 16 происходит совпадение сигнала РФ=1 и сигнала готовности, посту пающего с задержкой, равной 1 мкм навторой вход элемента 16. Этот режимфиксации используется при работе ЭВМв режиме прерывания, когда обработкаканала производится с минимальнымипотерями времени и данные также каки номер канала, записьваются в реги"стры при появлении сигналов готовнос" 28ти и прерывания с задержкой 1 мкс.Инвертор 19 иквертирует сигнал РФ.При работе ЭВМ по анализу готовности обработка какала производится несразу после изменения состояния датчикОВ р поэтому Новые дан псе должныэаписьваться только после того, каксчитаны предыдущие.При РФ=О фиксация происходит постле того, как произошла выдача коданомера канала при чтении ЭВМ.Дпя пояснения работы устройства вдинамике ка фиг.3 и 4 приведены временные диаграммы работы устройства врежиме прерывания и по анализу готов-ности.В обоих режимах работа устройстваначинается.с записи програюи работыот ЭВМ в регистр 8 команд и состоянийи регистрмаски. Сигналы записиЗРКС и ЗРМ вырабатываются под воздей- .ствием управляющего сигнала ЭВМ - вывод. Предварительно на машинную магистрапь 3 выставляется адрес устройст"ва и данные для приема, Запись, программы требует двух обращений от ЭВМв цикле "Вывод": одно обращение к регистру 8 и одно к регистру 7. По сигналу "Вывод" с задержкой., определяе.- мой элементом 14, на машинную магист- . раль 3 выдается ответный сигнал "ОТВ".Зятем в режиме работы па прерьванкю ЭВМ освобождается для решения каких-либо других задач до возникнове" 61ния сигнала прерывания, а в режимепо анализу готовности ЭВМ постоянноповторяет цикл "Ввод", опрашивая состояние РКС. В цикле "Ввод", также каки в цикле "Вывод", предварительно намашинную магистраль 3 выставляетсяадрес устройства и с задержкой по отношению к сигналу "Ввод" выдается ответный сигнал "ОТВ". Обмен даннымипроисходит в обратном направлении:от устройства к ЭВМ.Под воздействием управляющего сигнала ЭВМ - "Ввод"вырыбатьвается сигнал ЧРКС (чтениерегистра команд и .состояний), выходные сигналы регистра 8 через мультиплексор б поступают на машинную магистраль 3Цикл "Ввод", при которомпроизводится чтение регистра 8, пов-.торяется ЭВМ многократно до тех пор,пока анализ готовности не даст положительный результат,При изменении входного сигнала Хв обоих режимах возникает сигнал признака изменения У - выходной сигналодного из блоков 9 сравнения. Подего воздеиствием блок 1 О формированияадреса вырабать;вает сигнал готовнос-.ти,который запоминается в регистре 8,В режиме прерывания, когда в регистре 8 от ЭВМ записывается единичноезначение сигнала РН, по сигналу готовности возникает сигнал прерыванияи с задержкой, определяемой элементом18, сигнал записи в регистр 5 дан- .ных - ЗРД и сигнал записи в регистр11 номера канала - ЗРНК, Возникновение сигнала ЗРД приводит к снятиюсигнала У. ЭВМ, получив сигнал прерывания, осуществляет его обработку вгечение двух циклов "Ввод", В первомцикле "Ввод" производится выдача сос"тоянкй регистра 8 и кода номера ка-.нала КНК. В этом обращении от ЭВМ вырабатьвается сигнал чтения регистра8 команд и состояний ЧРКС, по которому необходимые данные проходят на машинную магистраль 3. Сигналом ЧРКСснимается сигнал готовности, что приводит к снятию сигналов ЗНРК, ПРЕР иЗРД. Во втором цикле "Ввод" производится считывание данных от устройст-.ва. В этом обращении вырабатьваетсясигнал чтения регистра 5 данных ЧД,по которому на машинную магистраль3 проходят данные о состоянии датчиков,В режиме анализа готовности ЭВМпри очередном обращении к регистру 81425634 8о- фронтов импульса например заднего,В этом случае в результате проведения указанных действий по запуску Д, таймера ЭВМ длительность временного5интервала, зафиксированная таймером,соответствует периоду следования импульсов.Аналогичным образом, путем различных комбинаций масок прерывания попередним и задним фронтам различныхвходных каналов могут быть измереныинтервалы и временные задержки междуизмерениями состояний датчиков беэкакой-либо перекоммутации входныхцепей-и подключения дополнительныхизмерительных приборов. Например, мо. -жет быть измерен интервал между включением датчика по первому каналу ивключением датчика по третьему кана-лу. в цикле "Ввод" определяет наличие гтовности и соответствующий номер канала КНК. По сигналу ЧРКС возникаетсигнал записи в регистр 5 данных ЗРвозникновение ЗРД приводит к снятиюсигнала 7, сигнал ЗРД снимается приснятии сигнала ЧРКС. В следующем обращении ЭВМ в цикле "Ввод" производится выдача данных от устройствааналогично режиму прерывания.Временная диаграмма сигнала ЗРДприведена для случая программировайрежима фиксации РФ=1. В режиме прерьвания и РФ=О в режиме анализа готовности,Устройство расширяет функциональные возможности за счет того, что,програюируя сигналы масок Мд и М врегистре 7 маски, можно зафиксировав ЭВМ не только факт изменения эначения входного сигнала, но у направление этого изменения, т.е. появляется. возможность передачи в ЭВМ кода номера канала, по которому произошло изменение состояния в разрешенном направлении, Это значительно сокращает время обработки прерыванийв ЭВМ и, в конечном счете, повышаетэффективность управления объектом ис" 30пытаний. При одновременном изменениисостояниянескольких датчиков в ЭВМпередается код номера наиболее приоритетного канала,Кроме того, устройство может бытьиспользовано для измерения длительности импульсов входного сигнала, пе-риода их следования и временных интервалов. При измерении длительностиимпульсов, существенно превышающейвремя обработки прерывания в ЭВМ, используется возможность получения прерывания от обоих фронтов импульсапри замаскированных остальных вход"ных каналах устройства (исключается.прерывания по другим каналам на времяизмерения для повышения точности).После появления -прерывания по переднему фронту импульса запускаетсявнутренний таймер ЭВМ, после прерыва Ония по заднему фронту таймер останавливается. Длительность временного интервала, фиксированная таймером ЭВМ,соответствует длительности импульсавходного сигнала, которая таким образом измеряется,При измерении периода следованияимпульсов используется возможностьмаскирования прерывания от одного из Формула изобретения Устройство для вводз дискретной информации, содержащее регистр данныхмультиплексор, блоки сравнения, блок формирования адреса датчика, регистр номера канала и блок управления, причем первые входы блоков сравнения являются информационными входами устройства, о т л и ч а ю щ е е - с я тем, что, с целью расширения функциональньм воэможностей за счет фиксирования направления изменения сос".ояний датчиков и измерения длительностей и периода следования сиг- налов датчиков, в устройство введены инверторы, регистр маски и регистр команд и состояний, причем информационные входы устройства соединены с входами инверторов, с информационными входами регистра данных, с информационными входами первой группы мультиплексор;., выходы инверторов соединены с вторыми входами блоков сравнения, выходы которых соединены с входами блока формирования адреса датчика, выходы группы которого соединены с информационными входами регистра номера канала, выходы которого подключены к информационным входам второй группы мультиплексора, информационные входы третьей группы которого соединены с входами первой группы блока управления и выходами группы регистра команд и состояний, группа информационных входов которого соединена с информационными вход яи регистрамаски, выходами мультиплексора и являются информационными выходами устройства, входы второй и третьей группы. блока управления являются соответственно адресными и управляющими входами устройства, выход блока формирования адреса датчика соединен с информационным входом регистра команд и состояний, выход которого соединен с входом блока управления, первый вы:. ход которого соединен с управляющим входом регистра номера канала, второй и третий выходы блока управления соединена с адресными входами мульти" плексора, четвертый выход блока управления соединен с управляющим входом регистра данных, третий и пятый 5выходы блока управления соединены соответственно с входами чтения и записи регистра команд и состояний, ше-, стой выход блока управления соединен с управляющим входом регистра маски, 10 прямые и инверсные выходы регистраданных соединены соответственно с третьими и четвертыми входами блоков сравнения, пятые и шестые входы которых соединены с прямыми и инверсными выходами регистра маски..сиги гот Фиг. Ф Редактор С,Патр Подпиго комитета СССРий н открытий Заказ 4769//5 1130 кая наб., д Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 МУр Аан. дыРодМАРКС ЧРКЧ,РЛ 7 К ДаюдмЮаР ЭРкб Составитель С.Кулишехред М.Дидык Корректор Л. Патай Тираж 704 ИИПИ Государственн по делам изобрете Москва, Ж, Р