Устройство для сбора информации от дискретных датчиков

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 137 Й НОМИТЕТМ И ОТКРЫТИЯ ОСУДАРСТВО ИЗОБРЕТЕРИ ГКНТ С 81" Гип 1 У 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ льский физики Горьковскоитете ство СС/00, 1 х ОРМА ТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА ИНДИСКРЕТНЫХ ДАТЧИКОВобретение относитсявычислительной техныть использовано длябора и обработки дис(57) И тике и автома-.ке и ешенияетной же задач и пер4,АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетелУ 1259272, кл. С 06 Р Изобретение может быть использовано для решения задач сбора и коммутации дискретной информации от датчиков н передачи ее в устройства обработки данных или в управляющую вычислительную машину.Цель изобретения - повышение помехоэащищенности устройства.", На Фиг,1 представлена структурная схема предлагаемого устройства для сбора информации от дискретных датчиков; на Фиг.2 - диаграмма работы информационного канала; на фиг.3 - 5 - пример реализации устройства; на фиг.6 - диаграмма работы элемен" тов синхронизации блока Фиксации изменения состояния датчиков; на Фиг7 информации от датчиков и передачи е в устройства обработки данных или в управляющую вычислительную машину. Цель изобретения - повышение помехо защищенности устройства. Устройство содержит входные каналы, блок памяти, блок фиксации изменения состояния датчиков, блок формирования адреса, блок разрешения передачи, ген ратор импульсов, регистры числа и адреса. Цель изобретения достигается за счет введения в каждый входной канал известного устройства тре элементов И, элемента ИЛИ и трех тр геров, что позволяет осуществлять дополнительный контроль наличия помех в канале связи при записи в бло памяти и исключить запись ложной ин Формации. 7 ил. д аграмма работы блока разрешения4 й передачи информации.Устройство содержит входы 1, блок Ю 2 контроля четности, блок 3 памяти, М первый Э-триггер 4, элемент ИСКЛИЧАЮ- М ЩЕЕ ИЛИ 5, первый элемент И-НЕ 6, 4:ь первый элемент НЕ 7, первый элемент И 8, второй элемент И-НЕ 9, второй Р-триггер 10, третий элементИ-НЕ 11, второй элемент НЕ 12,вый и второй КЯ-триггеры 13 и 13 четвертый и пятый элементы И-НЕ 15 Я и 16, третий элемент НЕ 17, третийКЯ-триггер 18, 1 К-триггер 19, второй и третий элементы И 20 и 21, третий 11-триггер 22, элемент ИЛИ 23, генератор 24 импульсов, блок 25 Фикса1462334 триггеры 10, 3, 4, 18, 19 и 22устанавливаются в исходное (нулевое)состояние, а сигнал на выходе триггера 4 соответствует уровню сигнала на 5выходе блока 2 контроя четности.С генератора импульсов 24 на входные каналы и в блок Фиксации измене.ния состояния датчиков (для синхронизации) поступают тактирующие импульсы Е,(Фиг,2) с длительностью импульса ь, и длительностью паузы .Для успешной работы устройства необходимо, чтобыС; . Период але дования импульсов выбирается из ус"1ловияс (с, +) (с , где с,длительность импульса помехи;частота изменения кода датчиков, Чем 20 длиннее пауза с, тем больше вероятность обнаружения помех, появляю-,щихся при изменении кода датчиков,Обычно выбирают С, + , =(3"4)сс.Крпме этого длительность паузы 25 должна быть достаточной для осуществления записи информации с датчиковв блок 3 памяти.На входы 1 (Фиг.1) каждого извходных каналов устройства поступает ЗО инФормация с многоразрядных (одноразрядных) датчиков. При работе сдатчиками, работающими в отраженномкоде (коде Грея), на вход блока 2контроля четности поступают все разрядные шины датчика, а при работе впозиционном коде и одноразряднымидатчиками - младший .(цдин) разряд,Блок 2 определяет Факт изменения сос-.тояния датчика (П ы - выходноеэ40 напряжение .элемента 5 на Фиг.2)Изменение сигнала на выходе блокаконтроля четности с "1" на "О" илинаоборот означает изменение кодадатчика (чет или нечет", или цни изменения состояния датчиков,блок 26 разрешения передачи информации, блок 27 формирования адреса,регистр 28 числа, регистра 29 адреса, выходы 30 и 31 числа и адреса,выход 32 для сигнала изменения состояния датчиков и вход 33 для поступающего из.устройства обработки дан" .ных сигнала считывания,Блок 3 памяти (фиг.З) содержита групп элементов И 34 - Зб (по чис,"лу каналов) по а элементов в каждой(по числу разрядов датчика), группуэлементов ИЛИ 37, состоящую иэ и эле.ментов, элемент 38 памяти (оператир"ное запоминающее устройство), шифратор 39 (постоянное запоминающееустройство), регистр 40, одновибратор 41, формирователь 42 одиночногоимпульса,Блок 25 фиксации изменения датчиков содержит группу элементов ИЛИ 43.(по ш элементов), группу элементовИЛИ 55, элемент НЕ 56, элементыИ 57 и 58, элемент ИЛИ 59, одновибратор 60, Формирователь 61 одиночногоимпульса, элемент НЕ 62, Формирователь 63 одиночного импульса, одновибратор 64, Формирователь 65 одиночного импульса, элемент НЕ 66, формирователь 67 одиночного импульса, од-:новибратор 68, Формирователь .69 одиночного импульса.Блок 26 разрешения передачи информации содержит КБ-триггер 70, элементИ 71,элемент ИЛИ 72,Т-триггер 73,П-триггеры 74 и 75.Устройство работает следующим образом.Установка устройства в исходнаесостояние после включения производится с помощью блока 25 фиксированияизменения состояния датчиков, Приэтом блок производит последовательный (приоритетный) опрос всех датчиков с выдачей сигнала "1" на0-вход П-триггера 22 опрашиваемогоканала, После опроса всех датчикови записи их кода в блок 3 памяти наоборот). В реальных условиях, когда датчики находятся на значительных расстояниях, сигналы с разрядных шин датчика искажены переходными процессами и наводимыми помехами(1 в на фиг,2).При изменении кода датчика навыходе элемента ИСКЛИЧАИЩЕЕ ИЛИ 5(фиг.1) вырабатывается сигнал "1" сповторением помех (Увыз на Фиг.2). С приходом тактового импульса с генера. тора 24 в ГЯ-триггер 13 запнсывается сигнал "1" (1 вме, на фиг.2),а на инверсном выходе - "О", При5 14 этом запрещается работа элемента ИНЕ 11, и с наступлением паузы , в триггер О переписывается сигнал "1"(наличия производной сигнала в интервале) и в триггер 14 Жвык мэ ыа фиг,2) также записывается , При этом импульс изменения кода датчика на элементах И-НЕ 16 и 17 не вырабатывается до тех порпока в интервале , не будет помех (У ,и ).вьх аэ По срезу этого импульса триггер 4(фиг.1) изменяет свое состояние в соответствии с сигналом с блока контроля четности (Ув,д на фиг.2).На диаграмме работы устройства(фиг.2) показано, что независимо от длительности помех входной канал вырабатывает импульс изменения кода датчика только при отсутствии в интервале паузы помех с блока контроля четности. Этот импульс с элементаРвы , на фиг.2) через элемент ИЛИ 23 (11 ы на фиг,2) поступает на один из входов блока 25, который осуществляет запоминание указанных сигналов, производит очередную или приоритетную запись кодов датчика в блок 3 памяти в интервале пауз , и с помощью блока 26 , разрешения передачи информации также очередную или приоритетную выдачу кода с блока памяти в устройство обработки информации. Синхронизация работы блока 25 осуществляется с помощью импульсов с генератора 24, пос" тупающих на его вход.При записи в блок 3 памяти блок 25 вырабатывает сигнал "1", поступающий на Э"вход 0-триггера 22 (Она фиг.2) и вход элемента И 8. По окончании импульса с генератора на выходе 0-триггера устанавливается сигнал "1" (Узы, на фиг.2). Намх 12 эвходы элемента И 8 поступает сигнал с выхода элемента ИСКЛ 1 ОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 (1 в ня фиг.2) и инвертированный импульс с генератора (с выхода элемента НЕ 12). В случае появления помех (в интервале паузы с ) при записи в блок 3 памяти на выхбде элемент та И 8 вырабатывается импульс помехи.При этом в ИБ-триггере 18 (П вьх 8, на фиг 2) л 1 К-триггере 19 ТОв 62334 6на фиг,2) на инверсных выходах записывается сигнал "0".Сигнал с инверсного выхода триггера 8 поступит на вход блока 25 изапрещает выдачу кода датчика данного канала в устройство обработки информации, а на элементе И 20 (1 ь,х ,на фиг,2) вырабатывается импульс,. который через элемент ИЛИ 23 (О вэ на фиг.2) поступает на блок 25 фиксации изменения состояния датчиков дляповторной записи в блок 3. По срезуэтого импульса 1 К-триггер 19 устанавливается в исходное состояние (явьюна фиг.2), .а состояние триггера 22(1 ь, на фиг.2) зависит от сигнавьэла с блока 25 на его входе. Блок фиксации изменения состояния датчиковповторно производит запись кода датчика в блок памяти, и этот процессповторяется до тех пор пока в интервале записи будут отсутствдва 1 ь помехи При этом 1 К-триггер 19 в процессе записи не изменяет свое состояние (О , на фиг.2), сигналвьх 1"1" с его выхода разрешает работу 30 элемента И 21,и импульс с генератораустанавливает триггер 18 (У ы нафиг.2) в исходное состояние, Сигнал "1" с инверсным выходом триггера18 разрешает считывание кода датчикас блока памяти в устройство обработки информации.При приходе из устройства обработки информации сигнала считыванияна вход 33 блок 25 разрешает выдачус блока 3 памяти в регистр 28 кодадатчика соответствующего канала, изменившего свое состояние, а такжепередает сигналы в блок 27, которыйформирует адрес датчика в регистре 4 Б 29.IНа диаграмме работы устройства(фиг.2) показано,что. независимо отдлительности и вида помех, возникающих как при изменении кода датчика, 60 так и в процессе записи в блок памяти, в устройство обработки не поступает ложная информация, Наиболее эффективно устройство работает присборе информации от датчиков, рабо тающих в коде Грея и одноразрядныхдатчиков.В устройстве, кроме контроляналичия помех при изменении кода датчика, осуществляется контроль ин 7 14623формации в процессе записи в запоминающее устройство, что обеспечивает полное исключение передачи ложной информации в устройство обработ 5кивНа фиг.З - 5 приведены схемы реализации основных блоков устройства ; для сбора информации от дискретныхдачиков, 10Блок 3 памяти (фиг.З) содержитгруппы элементов И 34 - Зб, числоФ : ;которых соответствует числу каналов ш, а количество элементов в группе;числу разрядов датчика и, элементИЛИ 37, элемент 38 памяти (оператив .ное запоминающее устройство), шифратор 39 (постоянное запоминающее уст, ройство) и регистр 40 адреса блокапамяти, На первые входы группы эле ментов И 34 - 36 поступает информацияс датчиков. На вторые входы этих элементов поступают сигналы управления, , определяющие канал, с которого произ"водится съем инФормации, с блока 25 . 28фиксации изменения состояния датчиков. Шифратор 39 (обычно программируемое постоянное запоминающее устрой"ство) осуществляет формирование кодаадреса блока 3 памяти для уста- З 0ковки его в регистр 40 адре" г.са с числом разрядов 2ш. Управление записью информации осуществляется с блока 25 Фиксации изменениясостояния датчиков. Одновибратор 41и Формирователь .42 одиночного импульса производят задержку на время переходных процессов (после установкиадреса в, регистре 40 при считывании,информации с элемента памяти 38)..Блок 25 фиксации изменения состояниядатчиков (фнг.4) производит установку устройства в исходное состояниепосле включения. Для этого размьпсается контакт переключателя Я и через 45группу элементов ИЛИ 43 триггера 45устанавливаются в единйчное сос юяние, При этом устройство осуществляет опрос всех датчиков, запоминаетих коды в элементе 38 памяти (Фиг,З) 80и производит отсыпку в блок обработки информации.В рабочем состоянии контакт переключателя 8 замкнут, и на группу триггеров 45 блока 25 (фиг.4) через,элементы ИЛИ 43, при изменении кода датчиков, с выхода информационных каналов (элементы ИЛИ 23, фиг.1) поступают импульсы, которые устанавливают 34 8триггера 45 в состояние "1"С помощью элементов У 46 осуществляет" ся приоритетная выборка канала, информацию которого необходимо записать в блок памяти. Для этого сигна лы с элементов И 46 поступают через элементы И 53 и ИЛИ 55 на шифратор 39 (фиг,З) блс.ка памяти для формирования адреса запоминающего устройства и через элемент ИЛИ 52 на элемент И 58 (фиг.4) для формирования импульсов записи в регистр адреса и записи информации в блок 3 памяти.Импульсы записи формируются с помощью элемента И 58 и через элемент ИЛИ 59 поступают на запись в регистр адреса блока памяти. Одновибратор 60 и Формирователь 61 одиночных импульсов формируют импульс записи в элемент 38 памяти. Длительность импульса с формирователя 61 должна быть достаточной для записи в элемент 38 памяти, а длительность импульса одновибратора 60 должна быть не меньше переходных процессов в элементах памяти при установке адреса.На фиг.б представлена диаграмма работы элементов 63"69 синхронизации блока 25 (фиг,4), из которой видно, что запись информации в блок 3 памяти осуществляется в интервале пауз импульсов с генератора, а синтывание в блок обработки информации синхронизируются импульсами с генератора, С помощью одновибраторов 64 и 68 осуществляется задержка импульсов синхронизации на время, большее переходных процессов в элементах 43, 45, 46, 53, 55 при записи в элемент 38 памяти и в элементах 47, 49, 54, 55 при считывании информации в блок обработки. Обычно ввиду достаточно большой длительности переходных процессов при изменении информации с, датчиков длительность паузы ь суще ственно больше времени, необходи" мого для записи информации в запоминающее устройство. Считывание информации с элемента 38 памяти может иметь длительность больше длительности , импульса с генератора (фиг.7).Сигналы с триггеров 45 и элементов И 46 (Фиг.4) поступают на группу элементов И 53 для формирования адреса и на элементы 8 и 22 каналов (фиг.1) для определения канала, по914 которому производится запись в блок 3 памяти. После записи информации в блок памяти триггер 45 устанавливается в исходное состояние, а триггер 49 " в состояние "1", импульсом с формирователя 61 одиночных импульсов, поступающим на входы элементов И 44 и 47 соответствующего канала.В случае, если запись кода датчика в блок памяти прошла в отсутствие помех (сигнал "1" с элемента 18 информационного канала на входе элемента И 50), сигналы с элементов И 50 поступают на входы элементов ИЛИ 51 для Формирования сигнала прерывания и импульсов считывания в регистры адреса 29 и числа 28 и входы группы ллементов И 54 для формирования адреса считывания кода датчика. Переключение элементов И 53 и 54 (запись, считывание) осуществляется с помощью сигнала с блока 26 и элемента НЕ 56.Запрос прерывания через блок 26 разрешения передачи информации (фиг,5) поступает на устройство обработки информации, которое вырабатывает сигнал "1" (разрешейие прерывания). По этому сигналу бдок 26 осуществляет его синхронизацию (Фиг.7) с импульсами, поступающими на его входс формирователя одиночных импульсов 69 (Фиг.4),и вырабатывает импульс, который поступает на вход элемента И 57. С выхода И 57 этот импульс.:поступает на элементы И 48 для установки триггера 49 опрашиваемого канала в исходное состояние через элемент ИЛИ 59 для установки адреса в регистр 29 через формирователь адреса 27 и на запись инФормации из блока 8 памяти в регистр 28 числа. Из диаграммы работы блока 26 (фиг.7) видно, что в предлагаемом варианте схемы реализации после считывания информации в блок обработки должен поступить сигнал "0" (разрешение прерывания) и вновь сигнал "1" 62334 10в случае, если запрос прерывания неменяет своего значения. Когда запрос прерывания установится в состояние "0" устройство обработки инЭФормации должно выработать сигнал(конец приема), который установит триггер 70 в исходное состояние. Ф о р м у л а изобретения Устройство для сбора информацииот дискретных датчиков по авт. св,СССР В 1259272, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышенияпомехозащищенности, в каждый каналвведены три элемента И, элемент ИЛИ,третий КЯ-триггер, 1 К-триггер, тре- .тий Э-триггер, первый вход первого 20 элемента И соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЙЩЕЕ ИЛИ, второй входпервого элемента И и вход синхронизации третьего П-триггера соединены свыходом второго элемента НЕ, выход 25 первого элемента И соединен с входомустановки третьего КЯ-трнггера и1-входом 1 К-триггера, прямой и ин,версный выходы которого соединены спервыми входами соответственно второго и третьего элементов И, вторыевходы которых соединены с выходомтретьего Р-триггера, третий входпервого элемента И и информационный вход В-триггера соединены с соответствующим выходом второй группыблока Фиксации изменения состояниядатчиковвыход третьего элемента Исоединен с входом сброса третьегоКЯ-триггера, выход второго элемента И и третьего элемента НЕ соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого и выход третьегоКЯ-триггера соединены с соответствующими входами первой и второй группблока Фиксации изменения состояния 45датчиков, третьи входы второго итретьего элементов И, К-вход 1 К-триггера и вход синхронизации блока фиксации изменения состояния датчиковсоединены с выходом генератора импульсов;1462334 15 тка 55 шнксоцци и) нннця истаюнця датчцкаРия На дра копят Юа Ь 1 дк 27 ФОО пир 05 анця оРрссо ццму 555 1 5 Ь55 к155Ое1462334 цс. Ю иЬе.Вб эсене. И иг,б и Юььг ь"Яэ Эопооепр рароноя иэыэ 7 аконецпроено Составитель А.Труноведактор Т.Парфенова Техред Л.Олийнык Корректор Н.Коро аказ 714/48 Тираж 667НИИПИ Государственного комитета113035, Москва, Ж Ужгород, ул. Гагарина,101 Производственно-издательский комбинат "Патентф 3Ъфь иьин,рю бььэ.бгэ бьи.або йа.Фэ яаэрешеяре прерььэоиою"юро 7 бэиасап 7 ээ игьи 7 гЭ иеь,э 7 ЭЭ ирам. 71 Э адьо 7 аэ Подписное изобретениям и открытиям пр Раущская наб., д. 4/5