Устройство для передачи и приема данных

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) 11 5 008 С 19l РписАн 1( АВтОРскОм ИЯ СВИДЕТ автомах, выисполь - итва1,СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТРИ ГКНТ СССР 21) 4618821/24-24(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕНЫХ57) Изобретение относится кике, системам передачи данныислительной технике и можетзоваться в автоматизированных систеах контроля. Цель изобретения овышение информативности устройсустройство содержит передатчиксоединенный шиной 2 обмена информацией с приемником 3. Передатчик 1 содержит регистр 4, счетчик 5, элементы И 6, 12 13, первый 7 и второй 10формирователи импульсов, блок 8 согласования, элементы ИЛИ-НЕ 9, 16,НЕ 17, триггер 11, измеритель 14 длительности импульсов, элемент 15 задержки, Приемник 3 содержит регистры21, 33, счетчик 22, элементы И 23,27, ИЛИ-НЕ 26, НЕ 29, ИЛИ 32, 34,триггеры 24,28 блок 25 согласования,формирователь 30 парных импульсов,измеритель 31 длительности импульсов,первый 35 и второй 36 формирователиимпульсов. Устройство позволяет организовать передачу данных от нескольких передатчиков на один приемникпо одной шине, что повышает информативность устройства. 6 ил.Изобретение относится к автоматике, системам передачи данных, вычислительной технике и может быть использовано при создании автоматизи 5рованных систем контроля.Цель изобретения - повышение инФормативности устройства.На фиг.1 представлена структурнаясхема устройства; на фиг. 2 - струк ртурная схема измерителя длительностиимпульсов; на фиг. 3 - структурнаясхема блоков согласования с каналомпередачи данных; на фиг.4 - то же,на базе волоконно-оптической линии.Устройство для передачи и приемаданных (фиг.1) состоит иэ передат.чика 1, соединенного шиной 2 обменаинформацией с приемником 3. Передат,чик 1 содержит регистр 4 сдвига,счетчик 5 битов передаваемого слова, первый элемент И 6, первый формирователь 7 импульсов, блок 8 согласо-, 25вания с каналом передачи данных,первый элемент ИЛИ-НЕ 9, второй Фор-мирователь 10 импульсов, триггер 11,второй элемент И 12, третий элемент И 13, измеритель 34 длительности импульсов, элемент 15.задержки,второй элемент ИЛИ-НЕ 16, элементНЕ 17. Кроме того, обозначены первыйуправляющий выход 18 устройства, первый управляющий 19 и информационные20 входы устройства.Приемник 3 содержит регистр 21сдвига, счетчик 22 битов принимаемого слова, первый элемент И 23, первыйтриггер 24, блок 25 согласованияс каналом передачи данных, элементИЛИ-НЕ 26, второй элемент И 27, вто"рой триггер 28, элемент НЕ 29, формирователь 30 парных импульсов, измеритель 31 длительности импульсов,первый элемент ИЛИ 32, регистр 33,второй элемент ИЛИ 34, первый 35. и второй 36-Формирователи импульсов.Кроме того, обозначены второй управляющий 37 и первый информационный 5038 выходы устройства, второй управ-"ляющий вход 39, вторые информационные выходы 40 устройства.Измеритель 31 импульсов (Фиг.2)содержит линию 41 задержки, вход ко 55торой соединен с выходом блока 25согласования с каналом, с первымивходами п элементов И 42, где и "число передатчиков в системе, и выходов первой группы отводов линии 4 Гзадержки соединены соответственно свходами и первых элементов НЕ 43,и выходов второй группы отводовлинии 41 задержки - с входами и вторых элементов НЕ 44, и выходов третьей группы отводов линии 41 задержки - с четвертыми входами Ь элементов И 42, выход линии 41 задержкинагружен на резистор 45, вторые итретьи входы элементов И 42 соединены соответственно с выходами соответствующих первых и вторых элементов НЕ, выходы элементов И 42 являются выходами измерителя 31 длительности и подключены к соответствующимвходам элемента ИЛИ 32 и регистра ЗЗ.Счетчики 5 и 22 предназначены со ответственно для Формирования сигналов готовности записи в передатчике устройства слова данных (высокийуровень сигнала "Готов" на выходе 18,и готовности выдачи приемником словаданных (высокий уровень сигнала "Готов" на выходе 37) и устанавливаютсясоответственно в нулевое состояниепо сигналам "Запись" на входе 19 и"Принято" на входе 39, Кроме того,высокий уровень на выходе 37 в исходном состоянии сигнализирует о готовности .устройства к работе.Формирователь 7 импульсов предназначен для формирования импульса длительностью Д, по переднему Фронтусигнала с выхбда элемента И 12.Блоки 8 (25) передающей (приемной)стороны служат для согласования представления сигналов в шине 2 обменаи передающей 1 (приемной 3) сторонеустройства, На фиг. 3 приведен вариант выполнения блоков 8 и 25 наэлементе И-НЕ с открытым коллектороми элементе НЕ, на Фиг.4 - вариантвыполнения блоков 8 и 25 при использовании в качестве шины 2 обмена волоконно-оптической линии связи (ВОЛС)где обозначены инвертирующий усилитель 46, источник 47 света (лазер),(светодиод и т.п.), преобразователь48 оптического сигнала в электрический, например фотодиод, оптическийразветвитель 49,формирователь 30 парных импульсовпредназначен для формирования двухследующих"один за другим импульсовпо переднему фронту сигнала с блока 25 длительностью "си 2,причемч ч и ч ч ч, ч., ч,ч1+2 "р.р"1 ца+ " "ар "%,р 1 "3ф.рму входу 39 устройства фиг,5 а), который обнуляет счетчик 22, с выходапереполнения которого отрицательныйперепад сигнала фиг.5 б) запускаетчерез элемент ИЛИ 34 формирователь 35импульса, вырабатывающий импульс опроса длительностью С(фиг.5 в)и удовлетворяющий условиюс +Л г1 Оэ 2 Э р фьпрбашмак которь черезэлемент ИЛИ-НЕ 26 и блок 25 согласования с каналом передачи поступаетчерез шину 2 обмена информацией иблоки 8 согласования с каналом передачи на измерители длительности 14всех передатчиков устройства, гдепроисходит его дешифрация и, еслидлительность импульса тождественнатой, на которую настроен измеритель2 О 14, то на выходе измерителя 14 появляется сигнал (фиг.5 г), который через элемент 15 задержки поступаетна второй вход элемента И 13 (фиг,5 д)Времена задержек элементами 15 за держки всех передатчиков устройстваупорядочены следующим образом.Если через времяовЪад макс ++ни один из передатчиков не"опр максвыработал импульс, длительность которого тождественна адресу готового кпередаче передатчика, формирователь36, который запускается окончаниемимпульса с выхода формирователя 35и формирующий импульс, равный д1,фиг.5 е ), окончанием импульса черезэлемент ИЛИ 34 повторно запускаетформирователь 35. Таким образом, дотех пор, пока ни один из передатчиков не готов к передаче, формирователь 35 с периодом Т= Ооар+ жатв формирует импульсы опроса.В том случае, если при опросе передатчиков имеются готовые к обмену(на выходе переполнения соответствуюа 5щего счетчика 5 логический "0") или во, времяд до истечения 7 а равному величине задержки на элементе 15 задержки, происходит запись информации в регистр 4 д-го передатчика(1-й передатчик готов к обмену пошине 2 обмена) (фиг.5 ж), происходитзапуск формирователя 10 д-го передатчика, который формирует импульс(фиг,5 э), длительность с.с, которого 55тождественна адресу -го передатчика,который через элемент ИЛИ-НЕ 9 и блок8 согласования с каналом передачи поступает на шину 2 обмена и на входприемника, а через блоки 8 согласова 5 158где- время задержки распрострадркения от входа блока 8 до входа блока 25 и наоборот.Измеритель 31 длительности импульса приемника 3 устройства предназначен для дешифрации импульсов адресапередатчиков.Измеритель 14 длительности импульсов передатчика 1 предназначен дляопределения импульса опроса длительностью 7и выработки сигнала, который через элемент 15 задержки и элемент И 13 запускает формирователь 1 О.В отличие от измерителя 31 длительности импульса приемной стороны 3 ,(фиг.2 ), в состав измерителя 14 входят, кроме линии 41 задержки и резистора 45, по одному элементу НЕ 43,НЕ 44, И 42.Формирователь импульсов 10 предназначен для формирования импульса,длительность которого тождественнаадресу данного передатчика.Элемент 15 задержки предназначендля задержки сигнала с временемс измерителя 14 на время выработкиимпульса адреса с более приоритетныхпередатчиков устройства.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии разряды переполнения счетчиков 5 всех передатчиков установлены в "1", тем самымпередатчики готовы к приему информации от источника. Элементы И 12 иИ 3 закрыты по третьему и первомувходам соответственно, запрещая темсамым прохождение сигналов на запускформирователей 7 и 10. Таким образом,на входах элемента ИЛИ-НЕ 9 - логические нули, а на втором выходе блока 8 согласования с каналом передачи " уровень логической "1". На приемной .стороне 3 обнулен триггер 24,разряд переполнения счетчика 22 установлен в состояние логической "1", удерживающей в сброшенном состоянии формирователи 35 и 36, а также триггер 28, запрещающий прохождение импульсов через элемент И 27 на запуск формирователя 30 парных импульсов, Таким образом, на входах элемента ИЛИ-НЕ 26 присутствуют логические нули, а на втором выходе блока согла, сования 25 с каналом передачи - уровень логической "1".Работа устройства начинается пос- ле выдачи ЭВМ .по второму управляюще 3954 6ния остальных передатчиков и соответствующие им элементы ИЛИ-НЕ 16 навходы сброса Формирователей 10 соответствующих передатчиков, запрещая имформирование импульсов адреса. Одновременно импульс с выхода формирователя 10 -го передатчика поступает напервый вход элемента ИЛИ-НЕ 16, запрещая сброс Формирователя 10 навремя действия импульса адреса -гопередатчика.Процесс передачи информации происходит следующим образом,По сигналу "Запись"э пришедшемуна первый управляющий вход устройст"ва (фиг.ба), происходит запись информационного слова по вторым входам20 устройства на регистр 4 сдвига,устанавливается триггер 11, на инверсном выходе которого. появляетсялогический "0" (Фиг,бб), обнуляетсясчетчик битов 5 (фиг.бв), тем самымоткрывая .через элемент НЕ 17 по третьему входу элемент И 12, а по первому входу - элемент И 13, черезкоторый проходит с элемента 15 задержки на вход формирователя 10 импульс запуска (Фиг.бг). Импульс с выхода формирователя 1 О (фиг.бд) поступает на второй. вход элемента ИЛИ-НЕ 9и логическим "О" проходит на шину 2обмена (фиг,бк).Задним фронтом импульса от формирователя 10 сбрасывается триггер 11(фиг.бб ) и на его инверсном выходепоявляется логическая "1", открывающая по второму входу элемент И 12.После окончания передачи по шине 2обмена импульса от формирователя 1 Онг. первом выходе блока 8 согласования появляется логическая "1", ана выходе элемента И 12 (Фиг,бе) появляется сигнал, запускающий формирователь 7 импульсов, формирующий импульсы, длительностью 2,(фиг.бз).Если бит передаваемого информационного слова равен нулю,:низкий логический уровень с выхода регистра 4(фиг.бж) запрещает прохождение. импульса , с формирователя 7 импульса на выход элемента ИЛИ 9 (фиг.би),и состояние шины обмена не изменится(фиг.бк). По заднему. фронту импульса3 происходит сдвиг на разряд в регистре 4 и содержимое счетчика 5 увеличивается на единицу, После приемаприемной стороной 3 бита информациина шине 2 обмена Формируется высокий уровень и начинается передача следующего бита информации.В приемнике 3 пришедший импульс 5от формирователя 10 через блок 25 со. гласования попадает на измеритель 31длительности импульса, где происходит его дешифрация и, если длительность импульса тождественна одномуиз адресов передатчиков, на соответствующем выходе измерителя 31 длительности импульса появляется сиг"нал (Фиг.бс), устанавливающий черезэлемент ИЛИ 32 триггер 28 в единичноесостояние (фиг.бу) и одновременноустанавливающий соответствующий разряд в регистре 33. После окончанияимпульса адреса, когда на шине 2 обмена устанавливается "1" (фиг,бл), навыходе элемента И 27 (фиг.бп) появляется "1",запускающая: Формировательпарных импульсов 30 приемной стороны3 с длительностями ьи С . С первоговыхода формирователя 30 парных им 25 пульсов (фиг.бн) в течение импульсаанализируется состояние шины 2обмена, если на ней высокий уровеньи(передается .бит, равный нулю), тотриггер 24 остается в нулевом состоянии (фиг.бт), По заднему Фронту импульса ь(фиг,бн) низкий логический уровень с выхода элемента НЕ 29записывается в регистр 21 и сдвигается на один разряд (фиг,бр), содержимое счетчика 22 увеличивается на единицу. Одновременно с второго выходаформирователя 30 парных импульсов(фиг.бо) на вход элемента ИЛИ 26 поступает импульс , устанавливающийна время Гана шине 2 обмена низкийлогический уровень (фиг.бл). По окон-чании импульса сна шине 2 обменаформируется высокий логический уровень запускающий формирователи 7 45 и 30 импульсов, и начинается передача следующего информационного слова.В передатчике устройства при передаче бита, равного единице, на выходеэлемента ИЛИ-НЕ 9 (фиг.би) на время 50импульса , появляется низкий логический уровень. В приемнике 3 устрой.ства.при передаче бита, равного единице, по импульсусигнал с выхода. элемента И 23 устанавливает триггер 24 (фиг.бт) в единичное состоя- .ние,Высокий логический уровень стриггера 24 устанавливает на выходеэлемента ИЛИ-НЕ 26 (Фиг.бм) низкийлогический уровень. По заднему фрон 1583954ту импульса(фиг.бн) в регистр 21 (фиг.бр) осуществляется запись и сдвиг логической "1 с выхода элемента НЕ 29, а содержимое счетчика 22 увеличивается на единицу, Импульсл поддерживает низкий логический уровень на выходе элементаИЛИ-НЕ 26 - (фиг.бм) и устанавливает триггер 24 в нулевое состояние (Фигбт). По окон- О чании импульса Она шине 2 обмена устанавливается высокий логический уровень (фиг.бл), начинается передача следующего бита. После передачи последнего бита информационного слова на выходе счетчика 5 появляетея высокий логический уровень (фиг.бв). После приема последнего бита на выходе счетчика 22 приемной стороны 3 устройства устанавливается высокий логический уровень (фиг.бф), которым сбрасывается триггер 27 (фиг, бу), на шине 2 обмана устанавливается высокий логический уровень (Фиг.бл,к). Высокий уровень с выхода счетчика 5 25 через инвертор 17 запрещает прохождение через элемент И 2 сигнала на запуск Формирователя .Таким образом, произошла передача от передатчика к приемнику. 30Передача информации от передатчика с другим адресом или передача следующего информационного слова от передатчика с тем же адресом возможна после выдачи приемником сигнала опроса с длительностью соврлИзмеритель 31 длительности импуль. са (фиг.2) работает следующим образом.Измеряемый импульс низкого потен О циала через блок 25 согласования с каналом передачи данных поступает на вход линии 41 задержки. Линия 41 задержки имеет три группы отводов с задеРжками з .и э. соответ1ственно, Рассмотрим работу измерителя 31 при поступлении импульса адреса длительностью 7, от -го передатчика. С входной клеммы линии 41 задержки незадержанный импульс подается на один из входов элемента И 42. на другой вход которого после предваФрительного инвертирования первым элементом НЕ 43, подается импульс с д-го отвода первой группы отводов линии 41 задержки, имеющего задежкуНа третий вход элемента И 42 после инвертирования вторым элементом НЕ 44, подается импульс с -го отвода второй группы отводов линиил141 задержки, имеющего задержкуНа четвертый вход элемента И 42 поступает импульс с -го отвода третьейгруппы отводов линии 41 задержки,имеющего задержку с. Сигнал с выхода элемента И 42, поступает на вход1-го разряда регистра 33 и через элемент ИЛИ 32 на первый вход триггера 28.В тех случаях, когда длительностьпоступающего импульса 7 .превышаетзаранее заданную величину, определяемую разностью задержек импульсов,снимаемых с -х отводов первой и второй групп отводов линии 41 задержки(меньший предел селекции сс мин -З 1л- .), но меньше величины задержкис -го отвода третьей группы отводовлинии 41 задержки (больший пределселекции лс ,с; - 3 Э.), происходит1совпадение инвертированных импульсоввысокого потенциала с 1-х отводовпервой и второй группы отводов линии 41 задержки с высоким потенциалом,имеющимся.-на входе и -м отводетретьей группы отводов линии 4 задержки. На выходе элемента И 42. Формируется импульс, устанавливающийв единичное состоячие триггер 28и д-й разряд регистра 33,Устройство позволяет организоватьпередачу данных от нескольких передатчиков на один приемник по однойшине, что повышает информативностьустройства.Формула изобретенияУстройство для передачи и приема данных, состоящее иэ первого передатчика, приемникаи шины обмена информацией, первый передатчик содержит регистр, входы группы которого являются информационными входами устройства, .первый вход регистра объединен с первыми входами счетчика и триггера и является первым управляющим входом устройства, выход счетчика является первым управляющим выходом устройства, выход регистра подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого объединен с одноименными входами регистра и счетчика и подключен к выходу первого Формирователя импульса, выход первого элемента И подключен к первому входу первого элементаИЛИ-НЕ, второй вход которого объеди-нен с вторым входом триггера, выход которого соединен с первым входом .второго элемента И, выход которого .соединен с входом первого формирователя импульса, выход первого элемента ИЛИ-НЕ подключен к входу блока. согласования, первый выход которого подключен к второму входу второго 1 О элемента Й, второй выход блока согласования подключен к шине обмена информацией, приемник содержит первый регистр, выходы которого являются перВыми ин 40 рмационными Выходами устройства, формирователь парных импульсов, первый выход которого под-, ключен К первым входам первого регистра, счетчик и первого элемента И, второй выход формирователя парных импульсов подключен к первому входу первого триггера и элемента ИЛИ-НЕ, выход последнего подключен к первому входу блока согласования, второй. вход которого подключен к шине обмена ин формацией, выход блока согласования подключен к входу измерителя длительности, первому входу второго элемента И,и через элемент НК - к вторым входам, первого регистра и первого ЗО элемента И, выход последнего подключен к второму входу первого тригге . ра, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ-НЕ, второйвход счетчика является вторым упРав- З 5 ляющим входом устройства, выход счетчика подключен к первому входу второго триггера и является вторым управляющим выходом устройства выход Второго триггера подключен к Второму 40 входу второго элемента И, выход кото"рого подключен к.входу формирователя парных импульсов, о т л и ч а ю - , щ е е с я тем, что, с целью повыше-, ния информативности, в устройство введены передатчики,Выполйенйые аналогично первому передатчику, в каждом йередатчике введены. измеритель дли" тельности, элемент задержки, третий элемент И, второй формирователь .импульса, второй элемент ИЛИ-НЕ,первый выход блока согласования подключен к первому входу второго элемента ИЛИ-НЕ ичерез пбследовательно соединен- ные измеритель длительности и элемент задержки - к первому входу третьего элемента И, выход которого подключен к первому входу второго формирователя импульса, выход которого подключен к Вторым входам первого и второго элементов ИЛИ-НЕ, выход последнего подключен к второму входу второго формирователя импульса, выход счетчика через элемент НЕ подключен к второму входу третьего элемента И и третьему входу второго элемента И, в приемник введеныпервый и второй формирователи импульса, первый и второй элементы ИЛИ, второй регистр, .выходы измерителя длительности соединены с объединенными соответствующими входами первого элемента ИЛИ и второго регистра, выходы последнего 1являются вторыми информационными вы- ходами устройства, выход первого элемента ИЛИ подключен к второму входу второго триггера, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу первого формирователя импульса, выход которого подключен к третьему входу элемента ИЛИ-НЕ и первому вхофу второго формирователя импульса, выход последнего подключен к бтдрому входу второго элемента ИЛИ, первый вход второго триггера объединен с вторйми входами первого и второго формирователей импульса и с третьим входом второго1элемента ИЛИ, вход начальной установки второго регистра объединен с Вторым входом счетчика.Тираж 4 каз 225 КНТ СС роизводственно-издательский комбинат "Патент жгород, ул, Гагарина, 10 ВНИИПИ Государственного комитета и 113035, Москва, Ж Подписное изобретениям и открытиям Раушская наб., д, 4/5