Устройство для сопряжения датчиков с эвм

(прототип) . 46 Нагайник 8,.8) свидетель Р 3/04,идетельст Р 3/04, ство СССР1970.во СССР1979 ора,о,Ю 4" отли нализаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСИОМУСВИДЕТ(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ДАТЧИКОВ С ЭВМ, содержащее формирователи сигналов прерывания, шифратор, элемент ИЛИ, первый регистри дешифратор, выходы первого регистра соединены с информационными входми дешифратора, первые выходыформирователей сигналов прерываниясоединены с входами элемента ИЛИ,вторые выходы - с входами шифрато т л и ч а ю щ е е с я тем, чтс целью упрощения и повышениябыстродействия устройства, в неговведены блок связи.с каналом, блокконтроля на четность, блок сдвиговых регистров и анализаторы сигналов, выходы групп блока сдвиговыхрегистров соединены с информационными входами первых групп соответствующих анализаторов сигналов,информационные входы вторых группкоторых подключены к информационным выходам первой группы блокасвязи с каналом, информационные выходы второй группы соединены с информационными входами первого регистра, вход блока сдвиговых ре-гистров является информационнымвходом устройства и соединен с вхо 80,112960 дом блока контроля на четность,выход которого подключен к управляющим входам анализаторов сигналовсинх 1 овходы которых соединены свыходами дешифратора, а входы сброса - с первыми выходами соответству.ющих формирователей сигналов прерывания, информационные входы которых подключены к информационнымвыходам анализаторов сигналов,синхровходы являются первым синхровходом устройства, синхровыходблока связи с каналом подключенк синхровходу дешифратора и является синхровыходом устройства, первый синхровход блока связи с каналом является вторым синхровходомустройства и соединен с синхровходомпервого регистра, второй синхровходблока связи с каналом являетсятртьим синхровходом устройства,третьи выходы и управляющие входывсех соседних формирователей сигна-.лов прерывания кроме управляющеговхода первого и третьего выхода последнего формировагелей сигналовпрерывания соответственно соединены,управляющий вход первого и третийвыход последнего формирователей сигналов прерывания являются управляющим входом и первым управляющимвыходом устройства соответственно,выходы шифратора подключены к управляющему и первому информационномувходам блока связи с каналом, второйинформационньй вход которого является информационным входом устройствавыход элемента ИЛИ является управляющим выходом устройства.2. Устройство по п. 1,ч а ю щ е е с я тем, что а1129600 10 тор сигналов содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый элемент И, второй регистр, первый и второй триггеры, мультиплексорвходы данных мультиплексора, первого, второго триггеров и информационыые входы второго регистра являются информационными входами первой и второй групп анализатора соответственно, синхровходы первого, второго триггеров, второго регистра и вход сброса второго триггера являются соответствующими входами анализатора, выходы первого и второго триГгеров соответствен. но соединены с первыми входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и первого элемента И, второй вход и выход которого являются управляющим входом и выходом анализатора соответственно, выход втоРого регистра соединен с адресным входом мультиплексора,выход которого подключен ко второму входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И.3. Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок связи с каналом содержит узел формирователей, наборное поле, второй элемент И, третий триггер и третий .элемент. И, управляющий и первый информационный входы узла формирователей являются управляющим и первым информационным входами блока, второй информационный. вход узла формирователей является вторым информационным входом блока, синхровход третьего триггера, первый вход третьего элемента И, выход третьего элемента И являются первым, вторым синхровходам и синхровыходом блока соответИзобретение относится к вычислительной технике и может быть применено для группового управления манипуляторами и монтажно-сборочным оборудованием в системах реального масштаба времени.Ф 4 ВИзвестно устройство для сопряжения, содержащее коммутатор, дешифратор адреса, счетчик адреса, рественно, выходы узла формирователей ,являются информационными выходами первой и второй групп блока и подключены через наборное поле к входам второго элемента И, выход которого соединен с входом данных третьего триггера, выход которого подключен ко второму входу третьего элемента И,4. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что формирователь сигналов прерывания содержит четвертый и пятый триггеры и четвертый и пятый элементы И, вход установки в "1" четвертого триггера является информационным входом формирователя, выход - является первым выходом формирователя и соединен с входом данных пятого триггера, синхровход которого является синхровходом формирователя, неинвертирующий и инвертирующий выходы пятого триггера соединены с первыми входами четвертого и пятого элементов И, вторые входы которых являются управляющим входом формирователя, а выходы - вторым и третьим выходами формирователя, выход четвертого элемента И соединен с входом сброса четвертого триггера.5. Устройство по п. 1, о т л ич а Ы щ е е с я тем, что шифратор содержит с первого по четвертый элементы ИЛИ-НЕ и узел коммутационных элементов, выходы которого и выходы элементов ИЛИ-НЕ со второго по четвертый являются информационными выходами шифратора, выход первого элемента ИЛИ-НЕ является управляющим выходом шифратора, входы элементов ИЛИ-НЕ с первого по четвертый являются входами шифратора. 2гистр, блок сравнения, блок управления и блок вывода информации. В устройстве осуществляется запоминание предыдущего состояния датчиков и сравнение его с текущим состоянием. При изменении информации.на выходе какого-либо датчика в устройство обработки данных выдается сигнал прерывания, инициирующии передачу в негоинформации от датчиков 1320 з 11296Недостатки известного устройства - малое быстродействие и сложность.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для сопряжения, содержащее формирователи сигналов прерывания, шифратор., элемент ИЛИ, первый регистр и дешифратор, выходы первого регистра соединены с информа-. ционными входами дешифратора, первые выходы формирователей сигналов прерывания соединены с входами элемента ИЛИ, вторые выходы - с входами шифратора Г 235Недостатки этого устройства - сложность и малое быстродействие.Целью изобретения, является упрощение устройства и повышение его быстродействия.Указанная цель достигается тем, чтов устройство для сопряжения датчиков с ЭВМ, содержащее формирователи сигналов прерйвания, шифратор,. эен ИЛИ, прй регистр и дешифратор, выходы первого регистра соединены с информационными .входами дешифратора, первые выходы Формирователей сигналов прерывания соединены с входами элемента ИЛИ, вторые выходы - с входами шифратора, введе- З 0 ны блок связи с каналом, блок конт-, роля на четность, блок сдвиговых регистров и анализаторы сигналов, .выходы групп блока сдвиговых регистров соединены с информационными вхо-.35 дами первых групп соответствующих анализаторов сигналов, информационные входы вторых групп которых подключены к информационным выходам первой группы блока связи с каналом, 40 информационные выходы второй группы соединены с информационными входами первого регистра, вход блока сдвиговых регистров является информационным входом устройства и соеди нен с входом блока контроля на четность, выход которого подключен к управляющим входам анализаторов сигналов, синхровходы которых соединены с выходами дешифратора, а 50 входы сброса - с первыми выходами соответствующих формирователей сигналов прерывания, информационные входы которых подключены к информационным выходам анализаторов сигна-; 55 лов,. синхровходы являются первым синхровходом устройства, синхровыход блока связи с каналом подключен 00 4к синхровходу дешифратора и является синхровходом устройства, первый синхровход блока связи с каналом является вторым синхровходом устройства и соединен с синхровходом первого регистра, второй синхровход блока связи с каналом является третьим синхровходом устройства,третьи выходы и управляющие входы всех соседних формирователей сигналов прерывания кроме управляющего входа первого и третьего выхода по следнего формирователей сигналов прерывания соответственно соединены, управляющий вход первого и третий выход последнего формирователей сигналов прерывания являются управляющим входом и первым управляющим выходом устройства соответственно, выходы шифратора подключены к управляющему и первому информационному входам блока связи с каналом, вто рой информационный вход которого является информационным входом устройства, выход элемента ИЛИ является управляющим выходом устройства.Анализатор сигналов содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый элемент И, второй регистр, первый и второй триггеры, мультиплексор, входы данных мультиплексора, первого, второго триггеров и информационные входы второго регистра являются инФормационными входами первой и второй групп. анализатора соответственно, синхровходы первого и второго Триггеров, второго регистра и вход сброса второго триггера являются соответствующими входами анализатора выходы первого и второго триггеров соответственно соединены с первыми входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и первого элемента И, второй вход и выход которого являются управляющим входом и выходом анализатора соответственно, выход второго регистра соединен с адресным входом мультиплексора, выход которого подключен ко второму входу элемента ИСКЛЮЧАЮ" ЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен .с третьим входом первого. элемента И,Блок связи с каналом содержит узел формирователей, наборное поле, второй элемент И, третий триггер и третий элемент И, управляющий и первый информационный входы узла формирователей являются управляющим и первым информационным входами блока, второй информационный вход3 11узла формирователей является вторыминформационным входом блока, синхро.вход третьего триггера, первый входтретьего элемента И, выход третьегоэлемента И является первым, вторымсинхровходами и синхровыходом блокасоответственно, выходы узла формирователей являются информационйымивыходами первой и второй групп бло.ка и подключены через наборное полек входам второго элемента И, выходКоторого соединен с входом данныхтретьего триггера, выход которогоподключен ко второму входу третьегоэлемента И.Формировательсигналов прерывания содержит четвертый и пятыйтриггеры и четвертый и пятый, элементы И, вход установки в "1" четвертого триггера является информационным входом формирователя, выход -является первым, выходом формирователя и,соединен с .входом данныхпятого триггера синхровход которого является синхровходом формирователя, неинвертирующий и инвертирующий выходы пятого триггера сое-динены с первыми входами четвертогои пятого элементов И, вторые входыкоторых являются управляющим входомФормирователя, а выходы - вторым итретьим выходами формирователя, выход четвертого элемента И соединенс входом сброса четвертого триггера.Шифратор содержит с первого почетвертый элементы ИЛИ-НЕ и узелкоммутационных элементов, выходы которого и выходы элементов ИЩИ-НЕсо второго по четвертый являютсяинформационными выходами шифратора,выход первого элемента ИЛИ-НЕ является управляющим выходом шифратора,входы элементов ИЛИ-НЕ с первогопо четвертый являются входами шифратора,На фиг. 1 представлена блок-схемапредлагаемого устройства; на фиг. 2 -принципиальная электрическая схемаанализатора сигналов; на фиг, 3 -блок связи с .каналом, на Фиг. 4формирователь сигналов прерывания;.на фиг. 5 - схема шифратораУстройство для сопряжения датчиков с ЭВМ содержит блок 1 связи, сканалом, канал 2 связи с ЭВМ, дешифратор 3 адресов, первый регистр 4,"устройства, блок 7.контроля на чет".ность, блок 8 сдвиговых .регистров,29600 бсдвиговый регистр 9, анализатор 10сигналов, Формирователь 11 сигналовпрерывания, линия 12 предоставленияпрерывания, элемент ИЛИ 13, линия14 требования прерывания, шифратор 515, узел памяти 16, второй регистр17, первый и второй триггеры 18,и 19, мультиплексор 20, первый элемент И 21, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ22, узел 23 формирователей, наборное поле 24, второй элемент И 25,третий триггер 26, третий элементИ 27, четвертый и пятый триггеры28 и 29, четвертый и пятый элементыИ 30, 3 1, с первого по четвертыйэлементы ИЛИ-НЕ 32-35, узел коммутационных элементов 36.Устройство. работает следующимобразом.При включении напряжения питанияв цепи "Общий сброс" канала 2 выра-батывается импульсный сигнал, которым устанавливаются в нулевое состояние триггеры 19 во всех анализаторах 10, а также триггеры 28 и 29во всех формирователях 11 (цепьобщего сброса не показана). В результате формирователи 11 устанавливаются в пассивное состояние.При этом на первых входах элементов 30И 31 установлен уровень логической"1" и сигнал предоставления прерывания из канала 2 по линии 12 предоставения прерывания может передаватьсядля обслуживания других устройств,имеющих меньший приоритет относительно описываемого устройства. Кроме того,в пассивное состояние устанавливаются и анализаторы 10, таккак прохождение сигналов через элемент И 21 заблокировано уровнем. логического "О", поступающего на егопервый вход с выхода триггера 19,и устройство не реагирует на егопервый вход с выхода триггера 19,и устройство не реагирует на информацию от датчиков, поступающуюпоследовательным кодом с входа 6в блок 8, построенный, например, намикросхемах К 155 ИР 1, как стандартный сдвигающий регистр с параллельным съемом информации. Отсутствиесбоев в принимаемой информациипроверяется блоком 7, в качествекоторого может быть применена однаиз, известных схем, например схемаконтроля па модулю "2" каждогобайта принимаемой информации, илисхема контроля по модулю "4" всего7 1296 принимаемого слова состояния датчиков. Блок 7 вырабатывает на своем выходе импульсный сигнал логической "1" в промежутках между сеансами связи при условии, если в предшест 5 вующем сеансе связи не зафиксирована ошибка./Переход одного из анализаторов 10 в состояние ожидания осуществля-: ется следующим образом. В адресной части машинного цикла код адреса . описываемого устройстваиз канала 2 поступает в канал В узла 23 и из канала С узла 23 передается на входы наборного поля 24 и входы регистра 4, в результате чего на входе триггера 26 устанавливается сигнал логической "1", а на входах регистра 4 устанавливается код обращения к одному из анализаторов 10.При поступлении из канала 2 синхросигнала, отделяющего адресную часть машинного цикла от информационной части, в течение времени действия этого синхросигнала на первом входе элемента И 27 устанавливается сигнал логической "1", а на входах дешифратора 5 устанавливается. код обращения к выбранному анализатору 10. Пои поступлении на второй вход элемента И 27 сигнала синхроЗО низации вывода информации из канала ,2, на его выходе сформируется импульс, поступающий на стробирующий вход дешифратора 5, в результате чего на одном из выходов дешифрято- З 5 ра 5 в соответствии с кодом, поступившим от регистра 4, Формируется сигнал, поступающий на стробирующий вход регистра выбранного анапизатора 10, при этом в регистре 17 этого40 блока запоминается код номера датчи-. ка в секции, который необходимо анализировать в данный отрезок времени, в триггере 19 запишется уровень сиг нала, ожидаемого от этого датчика. Триггер 19 устанавливается в единичное состояние, подготовив тем самым элемент И 21. к прохождению сигнала от элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 22 в формирователь. 11.Аналогично независимо друг от друга могут быть активизированы остальные анализаторы 10, входящие в устройство.После активизации анализатора 10 55 элемент И 21 оказывается подготовлейным для пропускания на выход анализатора 10 в моменты поступления 00 8через второй управляющий вход анализатора 1 О импульса от блока 7 сиг-нала логической "1" с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 22. Мультиплексор 20, в качестве которого применя. ется стандартный мультиплексор, например микросхема типа К 155 КП 7, передает на первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 22 инвертированный сигнал от выбранного датчика. Сигнал ло" гической "1" на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 22 появляется при совпадснии уровней сигналов выбранногодатчика и выхода триггера 18 и, проходя через элемент И 21 на выход анализатора 10, осуществляет активизацию связанного с ним анализатора. При этдм триггер 28 устанавливается в единичное состояние,сигнал логической "1" с его выхода сбрасывает в нулевое состояние триггер 19, переводя тем самым в пассивное состояние анализатор 10., Одновременно этот сигнал, проходя через элемент ИЛИ 13, формирует в канале 2 сигнал требования прерывания и иодготавливает к переключению триггер 29. Переключение триггера 29 в единичное состояние происходит при передаче от блока 1 навторой вход формирователя 11 очередного синхронизирующего имПульсаканала 2, после чего формирователь11 переходит в состояние ожидания сигнала по линии 12 предоставленияпрерывания, которым должна ответить ЭВМ в ответ на сигнал в линии 14 требования прерывания. Если прохождение сигнала по линии 12 предоставления прерывания не заблокировано устройствами, имеющими более высокий приоритет, или предыдущим формирователем 11 рассматриваемого устройства, то дальнейшее прохождение сигнала по линии 12 предоставленияпрерывания через элемент И 31 бло- кируется уровнем логического "0" на первом входе элемента И 31, приход сигнала предоставления прерывания вызывает появление сигнала с уровнем логической "1" на выходе элемента И 30. Этим сигналом сбрасывается в нулевОе состояние триггер 28, в результате чего подготавливается к сбросу в нулевое состояние триггер 29 и снимается сигнал слинии 14. требования прерывания. Кроме того, сигнал с выхода элемента И 30 поступает на соответствующий9 11 вход шифратора 15 и инициирует формирование и передачу через узел 23 блока 1 в канал 2.кода вектора прерывания. Код вектора прерывания формируется из двух частей. Код в старших разрядах определяет группу векторов прерывания, формируемых устройством, и реализуется с помощью запаиваемых перемычек в узле 36. Код в младших разрядах определяет формирователь 11, обратившийся к шифратору 15. На выходе логического элемента ИЛИ-НЕ 32 шифратора 15 формируется сигнал управления узлом 23, который коммутирует информацию кода вектора прерывания из канала А в канал В, С выхода канала В узла 23 код вектора прерывания поступает в канал 2 и используется центральным процессором ЗВМ для включения соответствующей программы обслу 29600 1 Оживания прерывания, вызванного требованием прерывания от изменениясостояния выбранного датчика.По сравнению с прототипом изоб ретение при его использовании в системах ЧПУ исключает непроизводительные затраты машинного времени наопрос датчиков и анализ причиныпрерывания, что особенно важно для 1 О системы группового управления отЭВМ,Положительный эффект создается значительным сокращением аппаратурных затрат за счет исключения регистра памяти предыдущей информации и коммутатора, а также от существенного упрощения шифратора кода вектора прерывания при разделении регистра приема информации на секции, включающие по несколько разрядов.1129600 оставит ел И.Алексе нова Редактор М.Банд ед С.Ми орректор М.Леонтю Заказ 9453/38 и 113 Филиал ППП "Патент", г. Ужг Проектная,Тираж 698 ПодписноеГосударственного комитета СССРелам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/