Устройство для программного управления

(594 С 05 В 19 ГОСУДЛРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯПРИ ГКНТ СССР АНИЕ ИЗОБРЕТЕН А ВТОРСНОЬВУ СВИДЕТЕЛЬСТВ-2 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРИПНИЯИзобретение относитс и вычислительной тех ыть использовано в цмах АСУТП в качестве НОГО Бюл. Р 4ко, Г.НТкаченкоБО.Спер(088,8) ома моа тике оньк жет сис овы ский ного зоблокал ного кон програ ретенн е роллерание объем лока(21) 4439521/2 (22) 18, 04. 88 (46) 07, 1 189. (72) В,С,Харче А,Н.лукаш, С.Н В,П,Улитенко и (53) 62 1,503.5 идетельство СССР 06 Р 9/22, 987, етепьство СССР 05 В 19/18, 1983 етельство СССР 05 В 19/18, 1984- уменьш щпость и зации Фу аким обр одпрогра тся одинь ржацимн1520480 мяти, н которых хранятся подпрограммы управления. Устройство содержитблок 1 памяти, счетчик 2 адреса команд управления счетчик 3 адресаслужебных команд, счетчик 4 тактов,Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в цифровых системахАСУТП в качестве локального програм-, 15много контроллера,Сущность изобретения состоит вуменьшении объема блока памяти путеморганизации его функционирования таким образом, что считывание командподпрограмм управления осуществляется одними и теми же сигналами,содержащими адрес ячеек блока памяти, в которых хранятся ППУ,Сущность новой дисциплины функцио 25нирования состоит в исключении многократного хранения подпрограмм управления в блок памяти; хранении служебных команд, связывающих ППУ впрограмме управления, в специальнойобласти блока памяти и считывании ихпосле выполнения ППУ,При многократном хранении ППУ вблоке памяти программа управленияописывалась следующим выражением:ПУ-(ПНУ, СКППУС 1(,ППУ,СК,КР,При новой организации функционирования обеспечивается возможностьоднократного хранения ППУ в блокепамяти и реализуется программа управления вида:1ПУ=1(=1)ППУ,СК, з.=1+1(х: д)т) фф,Нр.После считывания очередной служебной команды, множество которых хранится в отдельной области блока памяти, на вход блока памяти поступаетадрес ячеек памяти, хранящих ППУ,и начинается считывание команд управления, После выполнения ППУ счетчикадреса команд управления обнуляетсяи после окончания такта служебной команды начинает, выдачу адресов, анало"55гнчных прежним. Процесс продолжается,пока не будет считано и подпрограммППУ, после чего устройство прекращаетработу. регистр 5, мультиплексор 6. Новымив устройстве являются счетчик 4 тактов, мультиплексор 6, генератор 7 констант, триггер пуска, триггер режима,4 ил.На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг, 2 и 3временные диаграммы его работы; на фиг. 4 - структура программы управления и ее размещение в блоке памяти известного и предлагаемого устройств.Устройство (фиг. 1) содержит блок 1 памяти с выходами 1,1 - 1,4 соответственно мнкроопераций, кода длины микротакта, "Конец работы" и "Конец проиграммы , счетчик 2 адреса команд управления, счетчик 3 адреса служебных команд, счетчик 4 тактов, регистр 5, мультиплексор 6, генератор 7 констант, генератор 8 импульсов с первым и вторым выходами 8.1 и 8.2, триггер 9 пуска, триггер 10 управления, триггер 11 режима, первый - пятый элементы И 12 - 16, элемент ИЛИ 17, одно- вибратор 18, входы 19.1 и 19.2 начального адреса соответственно команд управления и служебных команд, входы 20 и 21 соответственно пуска и останова, выход 22 управления.Вход 20 пуска устройства соединен через одновибратор 18 с единичным входом триггера 9 пуска и синхровходами счетчиков 2 и 3 адреса команд управления и адреса служебных команд соответственно. Выход триггера 9 пуска соединен с входом генератора 8 импульсов, выход 8.1 которого соединен с синхровходом регистра 5 и входом счетчика 4 тактов, выход 8.2 - с первыми входами элементов И 12 и 13, с нулевым входом триггера 10 управления, Входы 19,1 начального адреса команд управления и 19.2 начального адреса служебных команд соединены с информационными входами счетчиков 2 и 3 соответственно. Выход триггера 10 управления соединен с вторыми входами элементов И 12 и 13, выходы которых соединены со счетными входами счетчиков 2 и 3 соответственно.Выход счетчика 2 соединен с первым информационным входом ЭО мультиплек20480 6 10 15 а 20 2530 35 40 45 50 55 Назначение основных элементов устройства для программного управления.Блок 1 памяти микрокоманд предназначен для хранения микрокоманд, реализуемых устройством. Он представляет собой запоминающее устройство статического типа, информация на выходе которого появляется после подачи адреса на его вход и сохраняется на выходе до снятия входного сигнала, На выходе 1, 1 блока 1 памяти считываются сигналы микроопераций, на выходе 1.2 - код длины микротакта, выходы "Конец программы" и "Конец работы" принимают единичное значение по окончании программы и окончании устройством работы соответственноСчетчик 2 адреса команд управления предназначен для хранения, приема и выдачи адреса очередной команды управления. Запись начального адреса в счетчик 2, поступающего на его Р 5сора б. Выходы счетчика 3 и генератора 7 констант соединены с вторым инФормационным входом 01 мультиплексора б, выход которого соединен с входом блока 1 памяти. Выход 1.1 блока 1 памяти соединен с информационным входом регистра 5, выход которого является выходом устройства. Выход 1,2 блокасоединен с информационным входом счетчика 4 тактов, выход которого соединен с единичным входом триггера 10 управления, первыми входами элементов И 14 и 16. Выход 1.3 "Конец работы" блока 1 соединен с вторым входом элемента И 16, выход которого соединен с первым входом эпе мента ИЛИ 17, Выход 1.4 "Конец про-. граммы" блока 1 соединен с инверсным входом элемента И 12, третьим входом элемента И 13 и с вторым входом элемента И,14. Выход элемента И 14 соединен со счетным входом триггера 11 режима, с первым входом элемента И 15.Выход триггера 11 режима соединен с адресным входом мультиплексора 6, с вторым входом элемента И 15, выход которого соединен с входом обнуления счетчика 2 адреса команд управления, Вход останова устройства соединен с вторым входом элемента ИЛИ 17, выход которого соединен с установочным входом триггера 9 пуска. На Фиг. 2-4 использованы обозначения, введенные на фиг, 1. входы, осуществляется по заднемуфронту импульса, поступающего на егосинхровход с выхода одновибратора 18,Счетчик 3 адреса служебных командпредназначен для приема, хранения ивыдачи адреса служебной команды. Запись начального адреса служебной команды в счетчик 3 осуществляется позаднему Фронту импульса, поступающегона его синхровход с выхода одновибратора 18. Счетчик 3 содержит лищьмладшие разряды адреса служебных команд,считывание которых осуществляетсяпо заднему Фронту импульса, поступающего на его счетный вход с выходаэлемента И 12.Счетчик 4 тактов предназначен дляприема и хранения кода длины микротакта, поступающего на его Р-входы свыхода 1.2 блока памяти, и считываниясогласно ему импульсов, поступающихна его синхровход с выхода 8.1 генератора 8 импульсов,Регистр 5 предназначен для приема,хранения и выдачи кода микроопераций,поступающего на его Р-входы с выхода1.1 блока памяти. Запись кодов микроопераций осуществляется по заднемуфронту импульса, поступающего на егосинхровход с выхода 8.1 генератора 8импульсов.Мультиплексор 6 предназначен длякоммутации адреса команд управленияи адреса служебных команд, поступающих на его информационные входы РОи 01 от счетчика 2 адреса команд управления и счетчика 3 адреса служебных команд соответственно, Коммутацияосуществляется по сигналу, поступающему на адресный вход мультиплексора6 с выхода триггера 11 режима.Генератор 7 констант предназначендля Формирования Фиксированных старших разрядов адреса служебных командс целью уменьшения разрядности счетчика 3, Генератор 7 задает номер страницы в блоке 1 памяти, где хранятсяслужебные команды.Генератор 8 импульсов предназначендля Формирования двух каналов последовательности импульсов , исего соответствующих выходов 8. 1 и 8.2.Импульсы каналаформируются с некоторой задержкой относительно импульсов канала о, причем время задержки выбирается таким образом, чтобы время до поступления переднегофронта импульса каналабыло не 7 1520480 8сколько больше времени срабатыванияэлемента И 14, триггера 11 режима,мультиплексора 6 и блока 1 памяти.Этим обеспечивается срабатывание элемента И 12 для продвижения счетчика 2.Триггер 9 пуска предназначен дляустановления в рабочий режим генератора 8 импульсов, Триггер 9 управляется сигналом, поступающим с входа 20пуска устройства через одновибратор 18.Триггер 10 управления предназначендля Формирования сигнала управления,открывающего элементы И 12 и 13.Триггер 11 служит для выбора режима работы устройством, При нулевомсостоянии триггера 11 осуществляетсясчитывание устройством команд управления, при единичном - служебных команд,Элементы И 12 и 13 предназначеныдля формирования сигналов, поступаюших на счетные входы счетчиков 2 и 3с целью изменения их состояния, Причем на каждом конкретном такте программного управления на выходе толькоодного элемента И 12 или 13 Формируется единичный сигнал, чем обеспечивается изменение состояния только одного счетчика 2 или 3. Элемент И 14 предназначен для формирования сигнала, определяющего режим работы устройства путем управления триггером 11 режима.Элемент И 15 предназначен для Формирования сигнала обнуления счетчика 2 адреса команд управления. Этот сигнал формируется после считывания устройством каждой служебной команды.Элемент И 16 предназначен для формирования сигнала, свидетельствующего об истечении времени выполнения программы управления. Это достигается тем, что импульс элемента И 16 формируется лишь после считывания счетчиком 4 тактов импульсов синхронизации согласно коду длины последнего микротакта программы управления, поступающего на его информационные входы.Элемент ИЛИ 17 предназначен для Формирования импульса, поступающего на установочный вход триггера 9 пуска 1 Импульс формируется либо после выполнения программы управления сигналом, поступающим с выхода элемента И 1 Ь, либо после принудительной оста новки работы устройства сигналом, поступающим с входа 21 останова.Одновибратор 18 предназначен для формирования импульса, разрешающего запись в счетчик 2 адреса команд управления и в счетчик 3 адреса служебных команд начальных адресов команд управления и служебных команд соответственно, а также для установления в единичное 1состояние триггера 9 пуска. Длительность формируемого импульса определяется надежным срабатыванием счетчиков 2 и 3. 10 15 ванин счетчик 2, .мультиплексора 6 и блока 1 памяти;Импульсы канала 3, поступают на синхровход счетчика 4 тактов. По заднему Фронту первого импульса в ре-, гистр 5 заносится код микроопераций и на выходе устройства появляется управляющий сигнал, который все время подтверждается импульсами канала 50 55 Устройство для программного управленин работает следующим образом,В исходном состоянии все элементыпамяти устройства находятся в нулевомсостоянии за исключением разряда блока 1 памяти, соответствующего выходу1,3 "Конец работы" блока. Цепи уста".новки исходного состояния условно не25 показаны,По сигналу "Пуск" с входа 20 устройства срабатывает одновибратор 18.Сформированный им импульс поступаетна синхровходы счетчика 2 адреса команд управления и счетчик 3 адресаслужебных команд. По заднему Фронтуэтого импульса в счетчик 2 заноситсяадрес начальной команды управления,а в. счетчик 3 - адрес микрокоманды,предшествующей начальной служебнойкоманде, Поскольку информационныйвход ПО мультиплексора 6 открыт нулевым состоянием триггера 11 режима,то начальный адрес команды управле 40ния, поступающей на этот вход с выхода счетчика 2, скоммутирован на входблока 1 памяти. Иа выходе блока 1 памяти появляется первая команда управления.45По заднему фронту импульса с выхода одновибратора .18 триггер 9 пускапереходит в единичное состояние, включая при этом генератор 8 импульсов,Время опережения импульсов каналадолжно быть не менее времени срабатыСогласно коду длины микротяктапоступающему на информационные входысчетчика 4 тактов, -й импульс каналаТ, коммутируется на выход счетчика 4.Оц устанавливает триггер 10 управления в федицичное состояние, чем открывает элемент И 12. За счет нулевогосостояния выхода Конец программыблока 1 памяти з.-й импульс каналаС формирует на элементе И 12 сигнал,поступающий на счетный входы счетчика 2. По заднему фронту этого сигнала на выходе счетчика 2 появляетсяадрес следующей команды управления.15На выходе 21 устройства появляетсяновый управляющий сигнал. По заднемуфронту импульса С триггер 1 О управления обнуляется. Таким .образом, считываются все микрокоманды программы20управления. При появлении на выходеблока 1 памяти последней микрокоманды выход "Конец программы" блокапереходит в единичное состояние. Импульс ь, согласно коду длины микротакта, появившийся на выходе счетчика 4, переворачивает триггер 10 и формирует импульс на выходе элементаИ 14, Этот импульс задним фронтом устанавливает в "единицу" триггер 11 ре 30жима и открывает вход 01 мультиплексора 6. Импульсчерез элемент И 13поступает на счетный вход счетчика 3.На выходе счетчика 3 появляется адрес начальной служебной команды,который коммутируется мультиплексором 356 на вход блока 1 памяти.Код длины микротакта первой служебной команды появляется на выходеблока 1 памяти, на счетчик 4 поступают импульсы с последний из которых коммутируется на выход счетчика.Сигнал, сформировавшийся на выходеэлемента И 14, переворачивает триггер11 в нулевое состояние, На выходеэлемента И 15 образуется импульс, обнуляющий содержимое счетчика 2. Этанулевая информация, поступая на входблока 1 памяти, обпуляет его выход1.4 "Конец программы", Следующий импульс ь за счет единичного состояния 50триггера 10 и нулевого состояния выхода "Конец программы" блока 1 памятичерез элемент И 12 увеличивает содержимое счетчика 2 на единицу, На входблока 1 памяти поступает адрес началь.55ной команды управления.В дальнейыем этот процесс продолжается ш раз, работа устройства происходит аналогично. По приходу в блок 1 памяти адреса последней служебной команды программы управления на выходе 1.3 "Конец работы" блока появляется единичный сигнал. 1 о последнему импульсу с, длины микротакта данной служебной команды импульс с выхода счетчика 4 формирует ца элементе И 16 сигнал. Этот сигнал, пройдя через элемент Ю 1 И 17, обцуляет счетчик 9 пуска, Устройство прекращает работу.формул а изобретенияУстройство для программного управления, содержащее блок памяти, счетчик адреса команд управления, счетчик адреса служебных команд, регистр, триггер управления, генератор импульсов, первый элемент И, элемент ИЛИ, одновибратор, причем первый выход генератора импульсов и выход триггера управления соединены с первым и вторым прямыми входами первого элемента И соответственно, выход которого соединен со счетным входом счетчика адреса команд управления, выход одновибратора соединен с синхровходом счетчика адреса команд управления, вход останова соединен с первым входом элемента ИЛИ, первый выход блока памяти соединен с информационными входами регистра, о т л и ч а ю щ е е - с я тем, что, с целью упрощения за счет уменьшения объема блока памяти, оно дополнительно содержит счетчик тактов, мультиплексор, генератор констант, триггер пуска, триггер режима, второй - пятый элементы И, причем единичный вход триггера пуска через одновибратор соединен с входом пуска устройства, выход триггера пуска соединен с входом генератора импульсов, первый выход которого соединен с нулевым входом триггера управления, первым входом второго элемента И, второй выход - с сицхровходом регистра и счетным входом счетчика тактов, первый и второй входы начального адреса устройства соединены с информационными входами счетчика адреса команд управления и счетчика адреса служебных команд соответственно, выходы которых соединены соответственно с первым информационным входом и с группой младших разрядов второго информационного входа мультиплексора, выход триггера управления соединен с вторым входом второго элемента И, выход ко520(80 В,2 Рие. 2 Фие. 3 торого соединен со счетным входом счетчика адреса спужебных команд, выход одновибратора соединен с синхровходом счетчика адреса служебных ко 5 манд, выход генератора констант и выход счетчика адреса служебных команд соединены с группой старвих разрядов второго информационного входа мульти" плексора, выход которого соединен с входом блока памяти, второй выход блока памяти соединен с информационными входами счетчика тактов, выход которого соединен с единичным входом триг" гера управления, с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выход "Конец работы" блока памяти соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен свторым входом элемента ИЛИ, выход"Конец программы" блока памяти соединен с инверсным входом первого,третьим .входом второго и вторым входом четвертого элементов И, выходчетвертого элемента И соединен сосчетным входом триггера режима и первым входом пятого элемента И, выходтриггера режима соединен с адреснымвходом мультиплексора и вторым входом пятого элемента И, выход которого соединен с входом обнуления счетчика адреса команд управления, выходэлемента Ю 1 И соединен с установочнымвходом триггера пуска, выход регистра является выходом устройства.1520480 Составитель И.Ывецедактор В,Данко Техред Л.Олийнык Корректор С.Черни роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Заказ б 75 б/48 ТиражВНИИПИ Государственного к113035, Мо 88 Подписноетета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС ва, Ж, Раушская наб., д. 4/5