Устройство для ввода информации от двухпозиционных датчиков

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) (11) 51) 4 С 06 Р 13 00 СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ЭОБРЕТЕН ЕЛЬСТВУ ПИ(56) Авторское свидетельство СССР У 656078, кл. С 06 Р 3/04, 1977.Авторское свидетельство СССР У 1156053, кл. С 06 Р 13/00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ ОТ ДВУХПОЗИЦИОННЫХ ДАТЧИКОВ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления и контроля для ввода информации от двухпозицнонных датчиков. Целью изобретения является повышение достоверности ввода информации. Устройство вырабатываК АВТОВСКОМУ СИИ ет адреса датчиков, изменивших своесостояние, и время изменения состояния датчика с дискретностью периодаопроса. Устройство по сравнению сизвестными обладает более высокойдостоверностью работы, что достигается возможностью проведения тестовогорежима беэ отключения от сети двухпоэиционных датчиков. Устройство вырабатывает сигнал в случае превышенияего пропускной способности и такимобразом исключает возможность выдачиложной информации, Это достигаетсявведением в известное устройство третьего формирователя импульсов, второго и третьего триггеров, с первогопо пятый элементов И, третьего элемента ИЛИ, дополнительно трех управляющих и одного информационного входов и одного информационного выхода.3 ил.12806 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления и контроля. для ввода информации о состоянии двухпозиционных датчиков.Цель изобретения - повышение достоверности ввода информации.На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройства, на ф фиг.2 - временная диаграмма, поясняю. щая его работу, на фиг,З - принци-. пиальная электрическая схема третьего формирователя импульсов.Устройство для ввода информации от двухпозиционных датчиков (фиг.1) содержит генератор 1 эталонной частоты, второй элемент И 2, первый элемент ИЛИ 3, делитель 4 частоты, первый формирователь 5 импульсов, второй элемент ИЛИ 6, второй формирователь 7 импульсов, третий элемент И 8, третий формирователь 9 импульсов, четвертый элемент И 10, первый триг гер 11, блок 12 опроса, пятый элемент И 13, второй триггер 14, счетчик 15 импульсов сдвига, третий триггер 16, регистр 17, третий элемент ИЛИ 18, перпервый элемент И 19, счетчик 20 импульсов записи, группу 21 элементов ИЛИ, блоки 22 формирования данных, первый 23 и второй 24 сдвиговые регистры, шифратор 25 адреса, элемент 26 сравнения, коммутатор 27 и формирователь 28 запроса, На схеме обозна 35 чены также входы и выходы (29-40) устройства.К информационным входам 34 группы подключены двухпозиционные датчики (по одному датчику на каждый вход). Количество датчиков, подключенных к одному блоку 22, соответствует разрядности второго сдвигового регистра 24. Разрядность первого 23 и второго 4 24 сдвиговых регистров одинаковая. Разрядность шифратора 25 адреса опрецеляется количеством блоков 22. Ем.кость счетчика 15 импульсов сдвига соответствует количеству разрядов второго сдвигового регистра 24. Емкость счетчика 20 импульсов записи соответствует максимальной длительности рабочего режима устройства. Управляющие входы 29-32 и управляющие выходы 39 и 40 предназначены для управления процессом обмена информацией между предлагаемым устройством и устройством сбора и обработки дан 40 2ных (не показано), С информационных выходов 36-38 снимается информация о датчиках, изменивших свое состояние. С информационных выходов 37 первой группы информация выдается в виде параллельного кода и соответствует адресу датчика и блока 22. С информационных выходов 38 третьей группы выдается адрес блока 22 в параллельном коде, разрядность которого соответствует разрядности шифратора 25 адреса, состояние датчика в текущий момент времени и состояние датчика в предыдущий момент времени. С информационных выходов 36 второй группы в параллельном коде снимается порядковый номер импульса записи, который характеризует время срабатывания датчика с дискретностью периода следования импульсов записи. Сигнал с четвертого информационного выхода 35 сообщает о превышении пропускной способности устройства. Импульсы записи с выхода второго формирователя 7 поступают со строго определенной периодичностью, определяемой генератором 1 эталонной частоты ифделителем 4 частоты. Система, состоящая из 1предлагаемого устройства и устройства сбора и обработки данных, обладает определенной пропускной способностью, т.е. рассчитана на регист. рацию определенного количества изменений состояния датчиков за один период следования импульсов записи.На информационный вход 33 в тестовом режиме подается тестовая информация в последовательной форме, которая сопровождается синхроимпульсами, поступающими на второй управляющий вход 30. Третий управляющий вход 29 предназначен для запуска устройства в работу четвертый управляющий вход 31 - для блокировки прохождения импульсов записи с выходатретьего формирователя 9 на вторые сдвиговые регистры 24 в тестовом режиме.Второй Формировательимпульсов представляет собой одновибратор, вырабатывающий импульс определенной длительности от фронта входного сигнала, и может быть выполнен по схеме, изображенной на фиг,З.Коммутатор 27 выполнен в виде логической схемы, которая разрешает или запрещает прохождение многоразрядной двоичной информации в зависимости от управляющего сигнала, и моб 40 4вход третьего формирователя 9 импульсов, который формирует сигнал, определенной длительности. Импульс записи с выхода третьего формирователя9 через первый элемент И 19 поступает на вторые управляющие входы сдвиговых регистров 24 блоков 22 ц,осуществляет запись в них текущего состояния датчиков. После записи информации во вторые сдвиговые регистры24 начинается цикл сравнения. Дляэтого импульс записи с выхода третьего формирователя 9 приводит в исходное состояние первый формирователь5 импульсов, устанавливает в нольсчетчик 15 импульсов сдвига, а такжепервый 11 и третий 1 б триггеры. При ведение в исходное состояние первогоформирователя 5 импульсов означает,что после импульса записи первым вырабатывается импульс сравнения, ане импульс сдвига. Со сбросом в нольсяетчика 15 импульсов сдвига снимается сигнал переполнения на первом входе первого элемента ИЛИ 3 и на еговыходе появляется сигнал, разрешающий первому формирователю 5 вырабатывать импульсы сравнения и сдвигасинхронно с частотой эталонного генератора 1Начинается цикл сравнения,в котором происходит сравнение содержимого первых 23 и вторых 24 сдвиговых регистров, перезапись информациииз вторых сдвиговых регистров 24 впервые 23, а также вывод информациив случае несравнения.В каждом блоке 22 сравнение ведется последовательным способом на одноразрядном элементе 2 б сравнения, Если происходит несравнение разрядов,то выдача очередного импульса сдвига задерживается и осуществляется вывод информации, который производитсяследующим образом,В блоке 22, в котором произошлонесравнение (несравнение может произойти одновременно в нескольких блоках 22), формирователь 28 запросавыставляет на своем втором выходесигнал запроса, который через второйэлемент ИЛИ б воздействует на третийвход блока 12 опроса. Блок 12 опросав ответ на это воздействие вырабатывает на свой первый выход сигнал "Вывод данных", на второй выход - импульс опроса, на третий выход с задержкой относительна импульса опросасигнал готовности. Сигнал "Вывод дан 3 1280жет быть реализован на группе двухвходовых элементов И.Принципиальные электрические схемы первого формирователя 5 импульсов,блока 12 опроса и формирователя 28запроса аналогичны известным,Устройство работает следующим образом.Предлагаемое устройство имеет основной и тестовый режимы работы. 10Перед началом работы устройствоприводится в исходное состояние. Дляэтого на третий управляющий вход 29подается сигнал, запрещающий прохождение импульсов генератора 1 эталонной частоты на выход второго элемента И 2. Далее вырабатывается сигналпо цепи общего сброса (не показана).При этом делитель 4 частоты, счетчик 20 импульсов записи, первый 11, 20второй 14 и третий 1 б триггеры и первые сдвиговые регистры 23 блоков 22устанавливаются в нулевое состояние,Счетчик 15 .импульсов сдвига устанавливается в состояние переполнения. 25Формирователи 28 запроса устанавливаются в состояние, соответствующее отсутствию сигнала запроса на их вторыхвыходах. Блок 12 опроса устанавливается в состояние, соответствующее 30отсутствию сигнала "Вывод данных" наего первом выходе. Вторые сдвиговыерегистры 24 блоков 22 и регистр 17могут находиться в произвольном состоянии. Сигнал с выхода переполнения 35счетчика 15 импульсов сдвига через .первый элемент ИЛИ 3 запрещает первому формирователю 5 вырабатывать наего первый выход импульсы сравнения,а на второй выход, - импульсы сдвига. 40Для обеспечения основного режимаработы устройства на втором управляющем входе 30 должны отсутствоватьсинхроимпульсы, на четвертом управляющем входе 31 должен отсутствовать 45фсигнал, запрещающий прохождение импульсов записи на выход первого элемента И 19. На третий управляющийвход 29 подается сигнал, разрешающий прохождение импульсов с генератора 1 эталонной частоты на выходвторого элемента И 2. После подачиэтого сигнала через время, определяемое делителем 4 частоты, второй формирователь 7 вырабатывает импульс записи. Этот импульс при отсутствиизапрещающего сигнала на втором входетретьего элемента И 8 поступает на5 12806 ных" через первый элемент ИЛИ 3 запрещает первому формирователю 5 вырабатывать импульсы сдвига и сравнения, Импульс опроса поступает в последовательную цепочку формирователей 28 за проса блоков 22 и первым встретившимся формирователем 28 с выставленным сигналом запроса переключается на коммутатор 27 канала 22 ввода, разрешая прохождение через него информации.10 На первый выход этого формирователя 28 запроса импульс опроса уже не проходит. По окончании действия импульса опроса сигнал запроса на втором выходе формирователя 28 снимается. Информация с выхода коммутатора 27 через элементы ИЛИ группы 21 поступает на информационные входы регистра 17. Запись этой информации в регистр 17 осуществляется сигналом готовнос тн, который также через второй управляющий выход 39 сообщает устройству сбора и обработки данных о готовности информации на информационных выходах 37 и 38 первой и третьей групп соответственно.Первым импульсом опроса, сформированным в цикле сравнения, устанавливается в единицу первый триггер 11. Для устройства сбора и обработки данных это означает, что нужно произвести считывание показаний счетчика 20 импульсов записи (воспринимается только передний фронт этого сигнала). Устройство сбора и обработки данных, 35 произведя считывание информации с информационных выходов 37 и 38 первой и третьей группы, при условии наличия соответствующего сигнала с информационных выходов 36 второй 40 группы вырабатывает. сигнал, поступающий через первый управляющий вход 32 на блок 12 опроса. Прн этом если на третьем входе блока 12 опроса имеется сигнал запроса от других блоков 45 22, то он вырабатывает следующий импульс опроса, если сигнал запроса 1,отсутствует, то блок 12 опроса снимает сигнал "Вывод данных" на своем первом выходе и первый формирователь 50 5 начинает выдавать импульсы сдвига и сравнения (при продолжении цикла сравнения первым вырабатывается импульс сдвига). После сравнения последних разрядов сдвиговых регистров 55 23 и 24 счетчик 15 импульсов сдвига вырабатывает сигнал, который через первый элемент ИЛИ 3 запрещает пер 40 6вому формирователю 5 вырабатыватьимпульсы сравнения и сдвига. Циклсравнения закончен. Следующий циклсравнения наступает после очередного импульса записи,При нормальной работе, т,е. приотсутствии превьппения пропускнойспособности системы, цикл сравнениязаканчивается до прихода очередного импульса записи. Если происходитпревьппение пропускной способностисистемы, т.е. к моменту прихода очередного импульса записи не законченцикл сравнения, то запись новой информации о текущем состоянии датчиковне производится, а продолжается циклсравнения до полной обработки ранеезаписанной информации, и на информационном выходе 35 появляется сигналсообщающий о превьппении пропускнойспособности системы. Это происходит.следующим образом,Второй триггер 14 устанавливаетсяв единичное состояние первым импульсом сравнения, следующим после импульса записи, и сбрасывается в нулевое состояние сигналом переполнения,поступающим со счетчика 15 импульсов сдвига, т.е. нахождение второготриггера 14 в единичном состояниисоответствует времени прохожденияцикла сравнения. Таким образом, если цикл сравнения не закончен к моменту прихода очередного импульсазаписи, то сигнал с инверсного выхода второго триггера 14 запрещает .прохождение импульса записи с выхода второго формирователя 7 на выходтретьего элемента И 8, а сигнал спрямого выхода второго триггера 14разрешает прохождение импульсов записи через третий элемент И 10 на8-вход третьего триггера 16, устанавливая его в единичное состояние.Единичное состояние третьего триггера соответствует превьппению пропускной способности системы. Этотсигнал на информационном выходе 35появляется по окончании действияимпульса записи на инверсном входепятого элемента И 13.На входах третьего элемента И 8осуществляется совпадение импульсазаписи с сигналом от второго триггера 14 (нахождение второго триггера 14в единичном состоянии соответствуетпрохождению цикла сравнения). Длительность цикла сравнения зависит от вре 7 12806мени вывода информации. Вывод информации синхронизируется устройствомсбора и обработки данных. Следовательно, возмбжна ситуация, когда второйтриггер изменяет свое состояние вовремя действия импульса записи напервом входе третьего элемента И 8,т.е. цикл сравнения заканчивается вмомент действия импульса записи.Рассмотрим работу устройства в 10этой ситуации: (фиг.2). Установкавторого триггера 14 в единичное состояние в момент действия импульса записи на первом входе третьего элемента И 8 приводит к тому, что на выходе третьего элемента И 8 импульс записи короче входного импульса. Дляформирования импульса, обеспечивающего устойчивую работу узлов устройствапредусмотрен третий формирователь 9 20импульсов. Особенностью третьего формирователя (фиг.3) заключается в том,что он вырабатывает от переднегофронта входного сигнала импульс опре-деленной длительности, В этой ситуации третий триггер 16 устанавливается в единичное состояние от переднегофронта сигнала, поступающего с выходачетвертого элемента И 10, а затемсбрасывается в нулевое состояние от 30переднего фронта импульса записи, поступающего с выхода третьего формирователя 9 на его К-вход. Так как третий формирователь 9 выработал импульсзаписи, то происходит запись информации во вторые сдвиговые регистры 24и начинается новый цикл сравнения.Следовательно, сигнал от переключениятретьего триггера 16 в этой ситуациине должен появиться на информационном выходе 35. Для этого и подается"на инверсный вход пятого элементаИ 13 импульс записи с выхода второгоформирователя 7, который вносит задержку в выработку сигнала на информационный выход 35,Для обеспечения тестового режимаработы устройства на третий управляю-.щий вход 29 подается сигнал, запрещающий прохождение импульса с генератора 1 эталонной частоты на выходвторого элемента И 2. По цепям общегосброса осуществляется сброс устройства.На четвертый управляющий вход 31 55,подается сигиал, запрещающий прохож,дение импульсов записи на выход пер- .вого элемента И 19. На информацион 40 8ный вход 33 подаетс,; в последовательной форме тестовая информация, которая сопровождается синхроимпульсами, поступающими на второй управляющий вход 30. Так осуществляется ввод тестовой информации в сдвиговые регистры 23 и 24 блоков 22, Затем на третий управляющий вход 29 подается сигнал, разрешающий прохождение импульсов с генератора 1 эталонной частоты на выход второго элемента И 2. После этого устройство производит сравнение информации, записанной в сдвиговые регистры 23 и 24 блоков 22, и осуществляет вывод данных при несравнении разрядов. Сравнение и вывод производится так же, как и в основном режиме работы.В тестовом режиме контролируется как количество заложенных несравнений, так и порядок их следования.Внедрение изобретения позволяет повысить достоверность работы устройства ввода информации от двухпозиционных датчиков, что достигается следующимъУстройство обеспечивает возможность проведения тестового режима без отключения от датчиков, Тестовый режим основан на введении в сдвиговые регистры через их последовательныевходы тестовой информации, Характер тестовой информации может быть самый различный, что позволяет обнаруживать не только устойчивые отказы, но и отказы, носящие случайный характер - сбои.Так, в сдвиговые регистры можетбыть записана чередующаяся последовательность единиц и нулей, создающих групповые переключения разрядов сдвиговых регистров при максимальной частоте следования импульсов сдвига.Достоверность работы устройства достигается также исключением возможности выдачи ложной информации в случае превышения пропускной способности системы, т,е. когда цикл работы сравнения не успевает закончится к моменту прихода очередного импульса записи. В этом случае устройство сохраняет ранее записанную информацию и продолжает цикл сравнения до полного ее вывода, при этом вырабатывается сигнал, сообщающий о превышении пропускной способности.0 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Формула изобретения Устройство для ввода информации от днухпозиционных датчиков, содержащее генератор эталонной частоты, счетчик импульсою записи, счетчик импульсов сдвига, первый и второй формирователи импульсов, первый и второй элементы ИЛИ, делитель частоты регистр, первый триггер, блок опроса, группу элементов ИЛИ. и блоки формирования данных, каждый из которых содержит первый и второй сдниговые регистры, шифратор адреса, элемент сравнения, коммутатор и Формирователь запроса, первый выход первого формирователя импульсов подключен к первым входам элементов сравнения блоков формирования данных, а второй выход - к счетному входу счетчика импульсов сдвига, выходы которого являются инФормационными выходами первой группы устройства, выход делителя частоты связан с входом второго формирователя импульсов, выход которого подключен к счетному входу счетчика импульсон записи, выходы которого являются информационными выходами второй группы устройства, выход первого триггера является первым управляющим выходом устройства, первый вход первого элемента ИЛИ подключен к выходу переполнения счетчика импульсов сдвига, выход - к первому входу первого Формирователя импульсов, второй вход " к первому выходу блока опроса, второй выход которого соединен с Я-входом первого триггера и первым входом формирователя запроса одного блока формирования данных, третий выход - с управляющим входом регистра и является вторым управляющим выходом устройства, первый вход блока опроса является первым управляющим входом устройства, второй вход соединен с выходом второго элемента ИЛИ, второй вход элемента сравнения, первый вход коммутатора и последователь" ный вход первого сдвигового регистра подключены к последовательному выходу второго сдвигового регистра, третий вход элемента сравнения и второй вход коммутатора связаны с последовательным выходом первого сднигового регистра, выход элемента сравнения подключен к второму входу формирователя запроса, первый вход формирователя запроса каждого блока Формирования данных, кроме первого, соединенс первым выходом формирователя запроса предыдущего блока формированияданных, вторые выходы формирователей запросов блоков формирования данныхподключены к входам второго элементаИЛИ, третий выход формирователя запроса соединен с управляющим входом коммутатора, адресный вход которого соединен с выходом шифратора адреса, выходы регистра являются информационными выходами третьей группы устройства, информационные входы регистра соединены с соответствующими выходами элементов ИЛИ группы, входы которых соединены с соответствующимиинформационными выходами коммутаторовблоков формирования данных, параллельные входы второго сдвигового регистра являются информационными входами группы устройства, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения достоверности ввода информации, в него введены третий формирователь импульсов, второй и третийтриггеры, пять элементов И, третийэлемент ИЛИ, первый вход которогоявляется нторым управляющим входомустройства, второй вход подключен квторому выходу первого формирователя импульсов, выход третьего Формирователя импульсов соединен с вторымвходом первого формирователя импульсов, входом "Установка в ноль" счетчика импульсов сдвига, К-входамипервого и третьего триггеров и первым входом первого элемента И, выходтретьего элемента ИЛИ соединен суправляющими входами первых и первыми управляющими входами вторых сдвиговых регистров блока формированияданных, первый вход второго элемента И является третьим управляющим.входом устройства, второй вход соединен с выходом генератора эталонной частоты, выход - с входом делителя частоты, третьим входом первого формирователя импульсов и третьим входом блока опроса, первыевходы третьего и четвертого элементов И и инверсный вход элемента Исвязаны с выходом второго формиро"вателя импульсов, второй вход третьего элемента И соединен с инверсным выходом второго триггера, а выход связан с входом третьего Формирователя импульсов, второй вход первого элемента И является четвертымуправляющим входом устройства, авыход подключен к вторым управляющимвходам вторых сдвиговых регистровблоков формирования данных, Я-входвторого триггера связан с первым выходом первого формирователя импульсов, а К-вход - с выходом переполнения счетчика импульсов сдвига,прямой выход - с вторым входом четвертого элемента И, выход которого 2806 ч 0 12соединен с Б-входом третьего триггера, выход которого подключен к прямому входу пятого элемента И, выход которого является информационнымвыходом устройства, объединенные последовательные входы вторыхсдвиговых регистров блоков формирования данных являютя информационным входом устрой - 10 ства.1исное итета ССткрытий 4/5 ая на Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная Заказ 7068/55 ВНИИПИ по д 113035, Тираж 671осударственного колам изобретений иосква, Ж, Раушс