Электронные часы

)5 3 0 ТЕНИЯ рщ. 1 21Н. В. Якимови 5 (088.8)видетельство04 Ъ З)ОО, 19детельство СС 04 С 300, 19 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Изобретение относится к устройствам отсчета и регистрации текущего времени в автоматизированных системах управления, 11 ель изобретенияповышение достоверности выводимойво внешнее устройство инАормации.Этодостигается за счет дюрмирования сигнала готовности устройства к передаче информации на время гарантирован156980 ного вывода инАормации, Импульсы от кварцевого генератора 1 поступают на .вход делителя 2 частоты, с выхода которого секундные импульсы подаются через элемент 20 задержки и элемент5 И 13 на вход блока 3 отсчета времени, На индикаторе 8 отображается инАормация блока 3 - часы, минуты, секунды или дни, месяцы, поступающая через коммутатор 5 в зависимости от состояния переключателя 29, На индикаторе 7 последовательно отображается двоичный код инАормации блока 3, поступающей через коммутатор 4,управ,5 ляемый распределителем 9 импульсов. Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано в автоматизированных системахуправления для отсчета и регистрациитекущего времени, 25Целью изобретения является повьюление достоверности выводимой вовнешнее устройство инАормаций,На Аиг.1 приведена функциональнаясхема электронных часов; на Аиг, 2 -Аункциональная схема наборного устройства; на Аиг. 3 - Аункциональнаясхема блока отсчета времени; нафиг 4 - Аункциональная схема распределителя импульсов; на Аиг, 5 - 7 - 35временные диаграммы работы устройства.Устройство (фйг.1) содержит кварцевый генератор 1, делитель 2 частоты, блок 3 отсчета времени, коммутаторы 4 и 5, наборное устройство б,индикаторы 7 и 8, распределитель 9 импульсов, триггер 1 О, элементы И-ИЛИ11 и 12, элементы И 13-,17, элементИЛИ 18, элемент НЕ 19, элементы 20и 21 задержки, Аормирователи 2225, переключатели 26 - 29, а такжевходы 30 и 31 и выходы 32 - 34 управления и инАормационную шину 35.Наборное устройство 6 (Аиг.2) содержит клавиатуру 36, шиАратор 37,счетчик 38,. дешиАратор 39 и элемент40 задержки,Блок 3 отсчета времени (фиг,3);:одержитсчетчик 46, дешифратор 47и элемент 48 задержкиС помощью наборного устройства 6 набирается значение начального времени, которое последовательно заносится в блок 3, В зависимости ст положения переключателя 28 сигналы с вхо -да 31 или от переключателя 27 черезэлемент ИШИ 2 поступают на входраспределителя 9, инАормация из блока 3 через коммутатор 4 по выходу35 поступает во внешнее устройство,При изменении сигнала переключателя28 сигналы с выходов Аормирователей23 и 24 через элемент ИЛИ 8 устанавливают распределитель 9 в нулевоесостояние, 7 ил,Выход кварцевого генераторасоединен с входом делителя 2 частоты, выход которого подключен к первому входу элемента И-ИЛИ 11 и через элемент 20 задержки - к первому входу элемента И 13, второй вход которого соединен с переключателем 26 и входом Аормирователя 22, а выход - с С - входами блока 3 отсчета времени и триггера О, Первая группа выходов наборного устройства 6 подключена к 7-входам блока 3 отсчета времени, а вторая группа выходов - к О-входам блока 3 отсчета времени, Вход набор - ного устройства 6 соединен с выходом формирователя 22. Группа выходов блока 3 отсчета времени подключена к первым группам входов коммутаторов 4 и 5, выход коммутатора 4 связан с индикатором 7 и является инАормационным выходом 35. Выход коммутатора 5 подключен к индикатору Я, а второй вход коммутатора 5 соединен с переключателем 29.Вторая группа входов коммутатора 4 подключена к первой группе выходов распределителя 9 импульсов, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЗИ 18, а второй вход - с выходом элемента И-ИЛИ 12, первый вход которого соединен с первым выходом переключателя 28, первыми входами элементов И 15 - 17 и через Аормирователь 23 - с первым входом элемента ИЛИ 18. Выход триггера О соединен с вторым входом элемента И 16 и первым входом элемента И 14, второй вход которого соединен с входом 31 управления, а третий вход - с входом30 управления и через элемент НЕ 19 - с вторым входом элемента И-ИЛИ Г 1, третий вход которого соединен с выходом Формирователя 25 и вторым входом элемента ИЛИ 18, третий вход которого подключен к выходу Формирователя 24. Второй выход переключателя 28 соединен с вторым входом элемента- И-ИЛИ 12 и Формирователем 24. Третий вход элемента И-ИЛИ 12 соединен с переключателем 27 а четвертый вход - с выходом элемента И 14, вторым входом элемента И 15 и через эле. мент 21 задержки - с третьим входом элемента И 15, Второй выход распределителя импульсов 9 соединен с входом Формирователя 25 и вторым входом элемента И 17.Выход клавиатуры 36 соединен с входом шиФратора 37, первый выход которого подключен к С;входу счетчика 38 и через элемент 40 задержки - к первому входу дешифратора 39, вторая группа входов которого соединена с группой выходов счетчика 38, вход наборного устройства 6 соединен с Б- входом счетчика 38, второй выход шиФ- ратора 37 является первым выходом наборного устройства 6. Группа выходов дешиФратора 39 является вторым выходом наборного устройства 6 .Первый вход блока 3 отсчета времени подключен к С-входу счетчика 41, вторая группа входов - к группам Ч- входов счетчиков 41-45, а.третья группа входов - к группе Р-входов счетчиков 41-45. Первые группы выходов счетчиков 41-45 являются группой выходов блока 3 отсчета времени,второй выход счетчика 41 соединен с С- входом счетчика 42, второй выход которого подключен к С-входу счетчика 43, второй выход которого соединен с С-входом счетчика 44, второй выход которого соединен с С-входом счетчика 45.Первый вход распределителя 9 импульсов соединен с Б-входом счетчика 46, а второй вход - с С-входом счетчика 46 и через элемент 48 задержки - с первым входом дешиФратора 47, вторая группа входов которого соединена с группой выходов счетчика 46. Первая группа выходов дешиФ- ратора 47 является первой группой выходов распределителя 9 импульсов, второй выход которого - второй выход дешиФратора 47. 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Кварцевый генератор 1 предназначен для получения импульсных сигналов высокой стабильности, Делитель2 частоты обеспечивает деление выходных импульсов кварцевого генератора1 и получение на выходе импульсов счастотой следования 1 Гц. Коммутаторы4 и 5 предназначены для объединенияинФормации с нескольких направлений,Элемент 20 задержки может быть реалиэован, например, в виде двух последовательно соединенных одновибраторов.Первый из них запускается по Фронтусигнала на выходе делителя 2 частоты,Длительность Формируемого им сигналаопределяется величину задержки,второй одновибратор запускается по спаду сигнала на прямом выходе первогоодновибратора, длительность Формируемого им сигнала не является критичной,Блок 3 отсчета времени может бытьвыполнен из последовательно соединенных счетчиках,Электронные часы работают следующим образом,Кварцевый генератор 1 вырабатываетимпульсные сигналы высокой частоты,которые поступают на вход делителя2 частоты, на выходе которого Формируются тактовые импульсы с периодомследования 1/с. Эти импульсы черезэлемент 20 задержки и элемент И 13при положении переключателя 26 "СЧЕТ"поступают на С-вход счетчика 41 блока3 отсчета времени,Счетчики 41 - 45 блока 3 отсчетавремени подсчитывают тактовые импульсы. ИнФормация с выхода счетчиков41 - 45 поступает на коммутатор 5, Наиндикаторе 8 при положении переключателя 29 "ВРЕМЯ" отображается текущеевремя часов, минут, секунд, а приположении переключателя 29 "ДАТА" -дни, месяцы, секунды,При установке начального значениявремени переключатель 26 устанавливается в положение "УСТАН" .При этомФормирователь 22 вырабатывает импульсный сигнал, устанавливающий счетчик38 наборного устройства 6 в нулевоесостояние и запрещающий прохождениетактовых секундных импульсов черезэлемент И 13. Путем последовательного нажатия кнопок клавиатуры 36 наборного устройства 6 набирается значение начального времени в последовательности; день, месяц, часы, минуты,секунды. При нажатии кнопок клавиату69801 50 55 7 15ры 36 на первой группе выходов шиАратора 37 наборного устройства 6 Аормируется четырехразрядный двоичныйкод, поступающий на П-входы счетчиков41 - 45 блока 3 отсчета времени, Одновременно на втором выходе шиАратора 37 Аормируются сигналы напичия кода, поступающие на С-вход счетчика38 и через элемент 40 задержки - настробирующий вход дешиАратора 39, наинАормационный вход которого подается код с выхода счетчика 38 наборного устройства 6, По сигналам с выходадешифратора 39 наборного устройства бнабираемая инАормация значения начального времени последовательно записывается в счетчики 44, 45, 43, 42и 41 блока 3 отсчета времени и на индикаторе 8 отображаются часы, минуты,секунды, а при установке переключателя 29 в положение "ДАТА" - дни, месяцы, секунды, значения начальноговремени,При установке переключателя 25 вположение,"СЧЕТ" разрешается прохождение тактовых секундных импульсов свыхода элемента 20 задержки черезэлемент И 13 на С-вход счетчика 41блока 3 отсчета времени и осуществляется отсчет текущего времени,В режиме Аункционального контроляпереключатель 28 устанавливается впопожение "КОНТРОЛЬ" и по сигналус второго его выхода на выходе Аормирователя 24 появляется импульсныйсигнал, который, проходя через элемент ИЛИ 18, устанавливает счетчик46 распределителя 9 импульсов в нулевое состояние, а кроме того, запрещается прохождение выходных. управляющих сигналов Обмена через элементыИ 15-17 (выходы 32 - 34), запрещается прием входных сигналов управления(вход 311) через первую структуру Иэлемента И-ИЛИ 12 ы разрешается прохождение сигналов от переключателя27 через вторую структуру элементаИ-ИЛИ 12 на вход распределителя 9 импуль сов.При последовательном нажатии переключателя 27 сигналы проходят через элемент И-ИЛИ 12 на С-вход счетчика 46 и через элемент. 48 задержки - на стпобирующий вход дешиАратора 47 распределителя 9 импульсов.По сигналам с выхода деширатора 47разрешается последовательное прохождение инАормации о состоянии счетчи 10 15 20 25 30 35 40 45 ков 41 - 45 блока 3 отсчета временичерез коммутатор 4 и на индикаторе 7последовательно высвечивается двоиччный код, соответствующий состояниюодного из счетчиков 41 - 45,Вывод инАормации текущего времениво внешнее устройство осуществляется по асинхронному интерфейсу,- Переключатель 28 устанавливаетсяв положение "РАБОТА" и по высокомууровню сигнала на первом его выходена выходе Аормирователя,23 появляется импульсный сигнал, устанавливающий счетчик 46 распределителя 9 импульсов в нулевое состояние, разрешается прохождение входных сигналовуправления (вход 31) через первуюструктуру элемента И-ИЛИ 12 и выводвыходных сигналов обмена через элементы И 15-1,7 (выходы 32 - 34),а понизкому сигналу на втором выходепереключателя 28 запрещается прохождение сигналов от переключателя 27через вторую структуру элементаИ-ИЛИ 12.При отсутствии от внешнего устрой.ства сигнала о готовности к ПриемуинАормации, поступающего по входу 30управления, на выходе элемента НЕ19 - высокий уровень сигнала, и тактовый секундный импульс с выхода делителя 2 частоты (Аиг,5 а, момент времени 1 - С ) через элемент И-ИЛИ 11поступает на В-вход триггера 1 О,Аиг.5 в, 1 - ь ), устанавливая его влнулевое состояние. Через промежутоквремени, равный величине 1. элемен 3та 20 задержки через элемент И 13(переключатель 26 в положении "СЧЕТ")сигнал поступает на С-вход триггера10 (Аиг, 56, 11) и счетчика 4 (блока3 отсчета времени). триггер 10 устанавливается в единичное состояние исигнал с его единичного выхода черезэлемент И 16 (выход 32) поступает вовнешнее устройство, сигнализируя оготовности электронных часов и передаче инАормации (Аиг. 5 г, 1 1). С целью исключения возможности искажения инАормации в момент ее вывода во внешнее устройство при поступлении тактового секундного импульса на входблока 3 отсчета времени величина задержки ( ) сигнала на элементе 20 залдержки должна быть больше или равна времени вывода информации во внешнее устройство, которое для современныхЭтот сигнал указывает на окончание передачи информации, По его окончании формирователь 25 .вырабатывает импульсный сигнал, устанавливающий через элемент И-ИЛИ 11 (фиг.5 в,момент времени С") в нулевое состояние триггер 1 О и через элемент ИЛИ 18 - счетчик 46 распределителя 9 импуль.сов, На этом оканчивается процесс вывода информации во внешнее устройство,50 55 каналов обмена составляет порядка20 - 100 мкс,При поступлении от внешнего устройства сигнала о готовности к приемуинформации (вход 30 управления) в5момент времени С( С С " - сз (фиг,5 д),запрещается прохождение тактовых импульсов с выхода делителя 2 частотына Б-вход триггера 10 через элементИ-ИЛИ 11 и разрешается прохождениечерез элемент И,14 от внешнего устройства по входу 31 управления(фиг,5 е) сигналов, запрашивающих информацию .от электронных часов, 15Эти сигналы проходят через элементИ 14 и элемент И-ИЛИ 12 на С-входсчетчика 46 и через элемент 48 задержки - на стробирующий вход дещифратора 46 распределителя 9 импульсов, 20Сигналы с первой группы выходов распределителя 9 импульсов (первая группа выходов дещифратора 47) разрешают поочередное прохождение информации о состоянии счетчиков 41 - 45 25блока 3 отсчета времени через коммутатор 4 во внешнее устройство по информационной шине 35, Эта информациясопровождается сигналом на выходе 33управления (фиг.5 ж), указывающем на 30наличие информации на информационнойшине 35,.Данные сигналы формируются из сигналов на выходе элемента И 14 с помощью элемента И 15 и элемента 21задержки. Использование элемента задержки вызвано необходимостью выдачисигнала сопровождения после установления информации на выходе устройства(информационная шина 35), После пере Одачи этой информации при поступленииследующего сигнала по входу 31 управления на втором (и+1) выходе дешифратора 47 распределителя 9 импульсовпоявляется сигнал, поступающий через 45элемент И 17 во внешнее устройствопо выходу 34 управления (фиг.5 и). Следующим тактовым секундным импульсом на выходе элемента И 13 (фиг.5 б,С) триггер 10 устанавли-вается в единичное состояние (фиг,5 г, С) и электронные часы вновь готовы к выдаче информации.Устройство при поступлении сигнала по входу 30 управления в различные моменты времени относительно появления сигнала готовности к выводу информации из электронных часов (выход 32 управления) работает следующим образом.Ма фиг.6 приведены временные диаграммы порядка обмена информацией для случая, когда от внешнего устройства сигнал о готовности к обмену информацией (вход 30 управления) поступает в момент времени, близкий к появлению тактового секундного импульса на выходе делителя 2 частоты. В этом случае сигнал на выходе 32 управления не снимается вследствие того, чтб нулевой сигнал на выходе элемента НЕ 1.9 блокирует прохождение сигнала с выхода делителя 2 частоты на Н-вход триггера 10 в момент времени С " - ,з . Аналогично изложенному происходит вывод информации из электронных часов во внешнее устройство по сигналам запроса на входе 31 управления, 11 о окончании вывода информации триггер 1 О устанавливается в нулевое состояние. По сигналу на выходе элемента И 13 (фиг.б,момент времени С ) триггер 1 О устанавливается в. единичное состояние, а счетчик 41 блока отсчета времени 3 переключается в следующее состояние,На фиг.7 приведены временные диаграммы порядка обмена информацией для случая, когда сигнал о готовности к обмену информацией (вход 30 управления)от внешнего устройства поступает в момент времени, когда отсутствует сигнал на выходе 32 управления, В этом случае вывод информации во внешнее устройство начинается только после появления сигнала на выходе 32 управления (фиг,7, С) после установления триггера 10 в единичное состояние. Вывод информации осуществляется аналогично изложенному.Использование предлагаемых электронных часов позволяет повысить достоверность информации, выводимой во внешнее устройство, Это достигается тем, что в.предлагаемых часах за11 15счет ис поль зов ания элемента задержкиобеспечивается формирование сигналаготовности устройства к передаче значения текущего времени на период гарантированного вывода информации безее искажения, Сигнал готовности устройства на выходе триггера снимается на определенное время, определяемое элементом задержки, перед появлением тактового секундного импульса,вследствие чего не происходит передача информации текущего времени, еслисигнал готовности внешнего устройства к приему информации появляетсяпозже сигнала на выходе делителя частоты, В том случае, если внешнее устройство выставило сигнал готовностик приему информации и после этогопоявился сигнал на выходе делителячастоты, то сигнал готовности устройства к передаче информации не снимается и происходит вывод информациитекущего времени и только после этога снимается сигнал готовности устройства,формула изобретенияЭлектронные часы, содержащие кварцевый генератор, делитель частоты, блок отсчета времени, первый и второй коммутаторы, распределитель импульсов, наборное устройство, триггер, первый, второй, третий и четвертый формирователи, первый и второй индикаторы,элемент И, элемент ИЛ 1, элемент И-,ИЛ 1, первый и второй переключатели, две шины управления, две выходных шины, выход кварцевого генератора соеди- . нен с входом делителя частоты, первый вход элемента И соединен с первым переключателем и входом первого формирователя, выход элемента И подключен к С-входу триггера и первому входу блока отсчета времени, группа выходов которого соединена с первыми группами входов первого и второго коммутаторов, выход первого коммутатора является информационным выходом устройства и соединен с первым индикатором, выход второго коммутатора соединен с вторым индикатором, вторая группа входов первого коммутатораподключена к первой группе выходов распределителя импульсов, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а второй вход - с выходом элемента Й-ИЛИ, первый вход12 69801 блока отсчета времени, а вторая группа выходов - с второй группой входов блока отсчета времени, второй выход распределителя .импульсов соединен с первым входом пятого элемента И и че 40 рез четвертый формирователь - с третьим входом элемента ИЛИ и входом второй структуры И второго элемента И в И, второй выход второго переключателя подключен к третьему входу четвертого элемента И и вторым входамтретьего и пятого элементов И,третийпереключатель соединен с вторым входом второго коммутатора, четвертыйпереключатель соединен с вторым входом второй структуры И первого элемента И-ИЛИ, а выход второго элемента И-ИЛИ соединен с В-входом триггера,50 55 первой структуры И которого подключен к первому выходу второго перек,лючателя и через второй Аормирователь - к первому входу элемента ИЛИ первый вход второй структуры И соединен с вторым выходом второго переключателя и через третий формирователь с вторым входом элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ и е с я тем, что,с целью повышения достоверности выводимой во внешнее устройство информации, введены второй элемент И-ИЛИ,первый и второй элементы задержки, второй, 15 третий, четвертый и пятый элементыИ,.элемент НЕ, третий и четвертый переключатели, вход первого элемента задержки еоединен с выходом делителя частоты и первым входом первой струк туры И второго элемента И-ИЛИ,второйвход которой подключен к выходу элемента НЕ, вход элемента НЕ соединен с первой шиной управления и первым .- входом второго элемента И, второй 25 вход которого соединен с второй шинойуправления, а третий вход - с выходом триггера и первым входом третьего элемента И, выход второго элемента И соединен с вторым входом второй 30 структуры И первого элемента И-ИЛИ,первым входом четвертого элемента И и через второй элемент задержки - с вторым входом четвертого элемента И, выход первого элемента задержки подключен к второму входу первого элемента И, выход первого формирователя соединен с входом наборного устройства, первая группа выходов которого соединена с первой группой входов