Устройство для сопряжения вычислительной машины с аналоговыми датчиками

О П И С А Н И Е972497ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнкСоциалистическиеРеспублик(22) Заявлено 21.05.81 (2 )3287681/18-24 С 06 Г 3/04 с присоелинением заявки ЭВ(23) П риоритет 9 мударетвнаый кемвтет СССР дв делам изобретений(72) Авторы изобретения Ивановский научно-исследовательский институт хлопчатобумажной промышленности;1Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для сопряжения вычислительной машины с аналоговыми датчиками при централизованном контроле,Известно устройство для сопряжениявычислительной машины с двухпозиционными датчиками, содержащее блок 4 юрмирования импульсов, групповой блоккодирования, блок согласования, элемент ИЛИ, выходной регистр, узлы запуска преобразования, генераторы эталонного напряжения, нуль-органы, генератор импульсов времени, счетчик импульсов времени, коммутатор и группуэлементов И 1,Недостатком данного устройства является сравнительно низкая достоверность передаваемой инйормации, обусловленная изменением во времени характеристик используемых генераторовэталонного напряженияНаиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является 2устройство для сопряжения вычислительной машины с аналоговыми датчиками,содержащее группу нуль-органов, пер-вые входы которых соединены с соответствующими входами группы входовустройства, а выход - через соответствующий Формирователь группы формирователей с соответствующим входомшифратора, узел согласования, входкоторого соединен с выходом шипратора, а выход - со входом элемента ИЛИи первым входом выходного регистра,выход которого соединен с первым выходои устройства, а управляющий вход .с управляющим входом устройства, узел 15запуска преобразования, выход которого соединен с входом генератора прямоугольных импульсов, к выходу которого подключен счетцик импульсов, выходкоторого соединен со вторым входомгруппы усилителей считывания и черезцифро-аналоговый преобразователь - свторыми входами нуль-органов, первыйвход группы усилителей считываниятор и инерционные элементы, входы которых являются соответствующими входами коммутатора, выходы подключенык входам соответствующих пороговыхэлементов, выходы которых соответственно подключены к выходам коммутатора и через соответствующие нагрузочные резисторы - к одному вводу резистора, другой ввод которого соединенс шиной нулевого потенциала устройст.ва.На фиг. 1 изображена схема устройства; на Фиг, 2 - схема коммутатора.Устройство содержит нуль-органы 1,коммутатор 2, Формирователь 3 сигналов, шифратор 4, согласующий блок 5элемент ИЛИ 6, регистр 7, первый 8 ивторой 9 генераторы импульсов, одновибратор 1 О, элемент И 11, счетчик 12импульсов, усилитель 13 считывания,цифро-аналоговый преобразователь 14,дешифратор 15, элемент 16 задержки,инерционные 17 и пороговые 18 элементы, нагрузочные резисторы 19, резистор 20,Устройство работает следующим образом (фиг. 1).Напряжения с выходов сопрягаемыханалоговых датчиков постоянно приложены через группу информационных входов устройства к первым входам нульорганов 1, Ритм передачи информациис сопрягаемых аналоговых датчиков ввычислительную машину задается генератором 8, представляющим собой генератор импульсов инфранизкой частоты. 8 начале каждого очередного цикла передачи инФормации с аналоговыхдатчиков генератор 8 выдает одиночныйимпульс, которы включается в работугенератор 9. Выдаваемые этим генератором прямоугольные импульсы подаются на вход элемента И 11, на другойвход которого в рассматриваемом режиме подается разрешающий потенциал свыхода одновибратора 10, Поэтому импульсы генератора 9 проходят черезэлемент И 11 и поступают на счетныйвход счетчика 12, При поступлениикаждого очередного импульса счетчик 12 увеличивает.на единицу хранящийся в триггерах счетчика код, Выходные потенциалы счетчика управляютцифро-аналоговым преобразователем 14,причем при увеличении на единицу кода счетчика 12 потенциал на выходецифро-аналогового преобразователя 14возрастает на некоторую величину, Помере нарастания на выходе.цифро-ана 3 972497 соединен с выходом элемента ИЛИ и управляющим выходом устройства, а вы" ход - со вторым входом выходного регистра 2 Э.Однако в известном устройстве ве лика вероятность наложения. сигналов, одновременно передаваемых с нескольких аналоговых датчиков, текущие значения которых в момент передачи совпадают, что снижает надежность устройст ва.Целью изобретения является повышение надежности устройства.Указанная цель достигается тем, что в устройство для сопряжения вычисз лительной машины с аналоговыми датчиками, содержащее первый генератор импульсов, выход которого подсоединен к первому входу второго генератора импульсов, нуль-органы, первые входы ко 26 торых являются соответствующими входами устройства, а вторые входы подключены к выходу цифро-аналогового преобразователя, формирователь сигналоа, выходы которого соединены с И соответствующими входами шифратора, выход которого подключен к первому вхо. ду согласующего блока, выход которого соединен с входом элемента ИЛИ и с информационным входом регистра, вы- зо ход которого является информационным выходом устройства, управляющий выход которого соединен с выходом эле. мента ИЛИ и с первым входом усилителя считывания, второй вход которого подключен к выходу счетчика и входу цифро-аналогового преобразователя, выход - к второму информационному входу регистра, установочный йход устройства является установочным входом устройства, введены коммутатор, одно- вибратор, элемент И, элемент задержки и дешифратор, вход которого соединен с выходом счетчика, выход через элемент задержки - с вторым входом второго генератора импульсов, с уста.новочным входом счетчика и с вторым входом согласующего блока, выход элемента ИЛИ подключен к входу одновибратора, выход которого соединен с пер. вым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго генератора импульсов, а выход - к счетному входу счетчика, входы коммутатора соединены с выходами соответЯ ствующих нуль-органов, выходы - с соответствующими входами шиФратора.Коммутатор содержит пороговые элементы, нагрузочные резисторы, резис-.5 97249логооого преобразователя 14 напряжениявызываемого суммированием счетчиком 12 поступающих импульсов, наступает момент, когда становятся равными напряжения на первом и второмвходах какого-либо нуль-органа 1. Приэтом на его выходе появляется импульснапрлжения, который будет передан насоответствующий вход коммутатора 2,Если в рассматриваемый момент вре Омени импульс появился на выходе только одного нуль-органа 1, то он беззадержки пройдет через коммутатор 2и появится на соответствующем входеформирователя 3, В последнем на его Иоснове формируется одиночный импульстребуемой формы который поступаетдалее на соответствующий вход шифратора 4, который по команде приходящего импульса выдает на свой выход 2 осигнал, код которого идентифицируетадрес аналогового датчика в составеустройства. Импульсы напряжения,образующие код сигнала, по каналусвязи передаются в блок 5, где их форма приводится к требуемой для работыоследующих элементов устройства. Даее код сигнала поступает на первыеинформационные входы регистра 7, вкотором запоминается частью триггеров 30регистра, и на входы элемента ИЛИ 6.Последний на основе поступившего кода сигнала формирует одиночный импульс, который передается далее науправляющий вход устройства, являясьсигналом в вычислительную машину о поступлении очередного сообщения с сопрягаемых датчиков. Кроме того, импульс с выхода элемента ИЛИ 6 поступает на первый вход усилителя 13 как щкоманда на перепись имеющегося в этотмомент кода в счетчике 12 во вторуючасть триггеров регистра 7, вторыевходы усилителя 13 управляются потенциалами счетчика 12, затем импульсс выхода элемента ИЛИ 6 подается навход одновибратора 10, который приэтом переходит в неустойчивое состояние. На выходе одновибратора 10 появляется запрещающий потенциал, кото" орый передается на первый вход элемента И 11. Последний закрывается и непропускает очередной импульс с выходагенератора 9. После этого одновибратор 10 возоращается в устойчивое Состояние и вновь подает на первый входэлемента И 11 разрешающий потенциал.Вычислительная машина, получив сигнал о поступлении очередного сообщения с сопрягаемых аналоговых датчиков, выдает командный импульс на установочный вход устройства, который,поступая на установочный вход регистра 7, переписывает его содержимое впамять вычислительной машины. Очередной импульс с выхода генератора 9, попадал через открытый элемент И 11,вновь уоеличит его содержимое на единицу, чем вызывает новое возраста"ние напряжения на выходе цифро-аналогового преобразователя 14 на установочную величину,Если при очередном возрастании напряжения на выходе цифро-аналоговогопреобразователя импульс напряжения появляется на выходе нескольких нульорганов 1, то в отличие от ранее рас"смотренного режима коммутатор 2 задор.живает передачу сигналоо с этих датчи. ков, за исключением одного. Коммута"тор 2 определяет очередность передачи сигналов с аналоговых датчиков, сигналы на выходах нуль-органов 1 которых возникли одновременно, Первый сигнал с аналогового датчика передается без задержкиработа элементовустройства при его прохождении описо" на ранее ) после чего устройство приступает к передаче второго, третьего, и т.л. сигналов с соответствующих ана. логовых датчиков, При прохождении че" рез устройство сигналов с датчиков им. пульс с выхода элемента ИЛИ 6 каждый раз переводит о неустойчивое состояние одновибратор 10, который, в свою очередь, закрывает элемент И 11. Поэтому счетчик 12 не изменяет своего содержимого до тех пор, пока не будут переданы сигналы со всех сопрягаемых аналоговых датчиков, напряже"ние на выходах которых с точностьюдо установленной величины совпадает с текущим напряжением на выходе цифро-аналогооого преобразователя В процессе увеличения суммы, хранящейся в счетчике 12, наступает момент, когда сумма будет равна заданному максимальному значению. При этомсработает дешифратор 15 который вы" дает на свой выход запрещающий потек"циал; последний подается на вход эле"мента 16. Спустя промежуток времени,определяемый параметрами элемента 16,передний фронт запрещающего потенциала поступает на вторые входы генератора 9 счетчика 12 и блока 5. Генератор 9 прекращает генерацию импульсовв очередном цикле передачи инйорма 7 972497 8ции с сопрягаемых аналоговых датчиков Счетчик 12 поступающим на второй вход потенциалом будет очищен, Блок 5 окажется запертым и не. пропустит сигналы, которые будут возникать при снижении напряжения на выходе цифра"аналогового преобразователя 1 Ф. После установки в нуль счетчика 12 пропадет запрещающий потенциал на выходе дешифратора 14. Открывается О блок 5, а генератор 9 и счетчик 12 будут подготовлены к новому циклу передачи информации с сопрягаемых аналоговых датчиков, Параметры элемента 6 выбираются таким образом, чтобы И формируемый с ее помощью дешифратором 15 импульс имел длительность, достаточную для запирания узла согла-сования на требуемый промежуток времени и в требуемый момент времени,а 20 также для надежного выключения генератора 9 и установки в нуль счетчика 12.Сущность работы коммутатора 2 заключается в следующем (Фиг. 2). В 25 случае появления импульса напряжения на выходе одного из нуль-органов 1 он прилагается между соответствующим входом и корпусом коммутатора 2, т.е, импульс напряжения оказывается прило" Зе женным к последовательно соединенным инерционному элементу 17 (переходной емкости ), пороговому элементу 18, резисторам 19 и 20. Переходная ем,кость 17 предназначена для изоляции соответствующего входа коммутатора по постоянной составляющей, Она имеет большую величину, а поэтому ее сопротивление для импульса с выхода нуль- органа 1 близка к нулю. Внутреннее р сопротивление находящегося в нерабочем состоянии порогового элемента 18 значительно превышает суммарное сопротивление последовательно включенных резисторов 19 и 20. Следовательно, в первоначальный момент практически все напряжение импульса с выхода нуль-органа 1 прилагается к пороговому элементу 18, Поскольку амплитуда импульса превышает напряжение срабатывания порогового элемента 18, он начинает проводить ток, а его внутреннее сопротивление становится очень малым по величине. Напряжение импульса с выхода нуль-органа 1 перераспреМ деляется таким образом, что основная часть его прилагается к резистору 19 в цепи соответствующего нуль-органа 1 коммутатора 2, а часть его падает на резисторе 20, общем для всехвходных цепей коммутатора 2. Импульснапряжения, возникающий в рассматриваемом режиме на последовательно соединенных резисторах 19 и 20, черезсоответствующий выход коммутатора 2подается на соответствующий входформирователя 3, На основе этого импульса Формирователем 3 генерируетсяимпульс требуемой Формы. С других выходов коммутатора 2 также выдаютсяимпульсы напряжения помех, которыесоздаются за счет падения напряженияна резисторе 20. Однако амплитудаэтих импульсов помех в несколько разменьше по величине амплитуды рабочегоимпульса и они легко подавляются входными цепями Формирователя 3,Если во время передачи сигнала свыхода одного нуль-органа 1 появляются импульсы на выходах других нульорганов 1, то на выход коммутатора 2они не пройдут из-за большого внутреннего сопротивления находящихся внерабочем состоянии соответствующихпороговых элементов 18. В этом случаенапряжения импульсов на выходе позднеесработавших нуль-органов 1 распределяется на две части, Часть напряженияоказывается приложенной к резистору 20,хотя причиной этого падения напряжения и является протекание тока черезранее сработавший пороговый элемент 18в цепи другого нуль-органа 1,Основнаячасть напряжения импульса прикладывается к собственному пороговому элементу 18, однако перевести его в рабочее состояние не может: для его перевода в рабочее состояние этого напря -женил недостаточно. Такое состояниекоммутатора 2 будет сохраняться до техпор, пока не прекратится ток черезранее открытый пороговый элемент 18.Падение напряжения на резисторе 20,обусловленное его током, становитсяравным нулю. Следовательно, все напряжение на выходах нуль-органов, накоторых появились импульсы, будет при.ложено к соответствующим пороговымэлементам 18. Однако, как только перейдет в рабочее состояние первый изних (в частности, из"за меньшего напряжения перехода в рабочее состояние ), то за счет появления напряженияна резисторе 20 (аналогично ранее рассмотренному случаю ) будет задержанпереход в рабочее состояние всехдругих пороговых элементов 18. Импульс сигнала появится только на выФормула изобретения 9 9724 ходе коммутатора 2, связанным с пороговым элементом 18, находящемся в рабочем состоянии. Такая последовательность в передаче сигналов одновременно сработавших нескольких нуль з органов 1 сохраняется до тех пор, пока не будут переданы сигналы со всех одновременно сработавших нуль- органов 1. Аналогично, коммутатор 2 работает и при любых последующих появ.10 лениях импульсов на выходах нуль-оргаков 1 в процессе нарастания анало" гового напряжения на их вторых входах,За счет введения коммутатора 2 в 1 предложенном устройстве устранена воз. можность наложения сигналов различных датчиков в процессе их передачи по одному общему каналу связи, чем достигается повышение надежности уст ройства. 25Устройство для сопряжения вычисли" тельной машины с аналоговыми датчиками, содержащее первый генератор импульсов, выход которого подсоединен к первому входу второго генератора им- ЗО пульсов, нуль-органы, первые входы которых являются соответствующими вхо. дами устройства, а вторые входы подключены к выходу цифро-аналогового преобразователя, формирователь сигналов,.выходы которого соединены с соответствующими входами шифратора, выход которого подключен к первому входу согласующего блока, выход которого со 97 10единен с входом элемента ИЛИ и с пер-вым информационным входом регистра,выход которого является информацион"ным выходом устройства, управляющийвыход которого соединен с выходом элемента ИЛИ и с первым входом усилителя, второй вход которого подключен квыходу счетчика и входу цифро-аналого"1вого преобразователя, выход - к второму информационному входу регистра,установочный вход которого являетсяустановочным входом устройства, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства,в него введены коммутатор, одновибра"тор, элемент И, элемент задержки идешиФратор, вход которого соединенс выходом счетчика, выход через эле"мент задержки - с вторым входом второго генератора импульсов, с установочным входом счетчика и с вторым вхо"дом согласующего блока, выход элемента ИЛИ подключен к входу одновибратора, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго ге"нератора импульсов, а выход - к счет"ному входу счетчика, входы коммутато"ра соединены с выходами соответству-.ющих нуль-органов, выходы - с соответствующими входами шифратора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке Г 2666347., кл. С 06 Г 3/04,1979.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2930564, кл. С 06 Г 3/04;1980 прототип).Ре 8 актоо П. Заказ 8517/ Составитель И. АлексеевКоссей Техре 8 И. Гайд,у0 Тираж 731ВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открыт11 ОД Москва ЖРашская набилиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул