CS277447B6

CS277447B6 - Cicruit arrangement a mechanical apparatus control unit

Info

Publication number: CS277447B6
Application number: CS259689A
Authority: CS
Inventors: Petr Ing Csc Ondracek; Radovan Ing Prusa; Jiri Kalina
Original assignee: Ondracek Petr; Radovan Ing Prusa; Jiri Kalina
Priority date: 1989-04-27
Filing date: 1989-04-27
Publication date: 1993-03-17
Also published as: CS8902596A2

Abstract

Zapojení sestává z jednočipového mikropočítače (1), spojeného s resetovacím obvodem (2), se zdrojem (3) hodinového signálu a s blokem (4) oddělovacích obvodů. První brána (19) mikropočítače (1) je první sběrnicí obousměrně spojená s prvním vstupem (28) bloku (5) vstupně -výstupních obvodů, nultá brána (20) mikropočítače (1) je druhou sběrnicí obousměrně spojena s prvním vstupem (31) řadiče (6), nultý výstup (21) druhé brány mikropočítače (1) je spojen s druhým vstupem (32) řadiče (6), první výstup (22) druhé brány mikropočítače (1) je spojen s třetím vstupem (33) řadiče (6), druhý výstup (23) druhé b^ány mikropočítače (1) až sedmý výstup (24) druhé brány mikropočítače (1) jsou obousměrně spojeny s výběrovými vstupy (30) bloku (5) vstupně-výstupních obvodů, čtecí výstup (25) mikropočítače (1) je spojen s čtvrtým vstupem (34) řadiče (6), zápisový výstup (26) mikropočítače (1) je spojen s pátým vstupem (35) řadiče (6) a časovači výstup (27) mikropočítače (1) je spojen s šestým vstupem (36) řadiče (6).The wiring consists of a single-chip microcomputer (1), connected to the reset circuit (2), with source (3) of clock signal and with block (4) separating circuits. The first gate (19) of the microcomputer (1) is the first bus connected in both directions with the first input (28) of the block (5) input -output circuits, zero gate (20) of microcomputer (1) is connected to the other bus bidirectionally with a first input (31) of the controller (6), a zero output (21) the second gate of the microcomputer (1) is connected with the second input (32) of the controller (6), first the output (22) of the second gate of the microcomputer (1) is connected to the third input (33) of the controller (6), the second the output (23) of the second microcomputer (1) to the seventh output (24) of the second gate of the microcomputer (1) are bidirectional I / O block (5) inputs (30) the microcomputer read output (25) is connected to the fourth input (34) of the controller (6), write the microcomputer output (26) is connected to the fifth input (35) of the controller (6) and the timer output (27) the microcomputer (1) is connected to the sixth input (36) controllers (6).

Description

Vynález se týká zapojení ovládací jednotky strojního zařízení, jejíž základní součástí je jednočipový mikropočítač, spojený s resetovacím obvodem, se zdrojem hodinového signálu as blokem oddělovacích obvodů.The invention relates to the connection of a control unit of a machine, the basic part of which is a single-chip microcomputer connected to a reset circuit, to a clock signal source and to a block of isolating circuits.

Celá řada strojních zařízení vyžaduje relativně malý počet jednoduchých ovládacích funkcí, které mohou být řešeny, kromě ručního ovládání lidskou obsluhou, pomocí vhodného.elektronického řídicího systému. Dosud známé řídicí systémy, používané například v NC strojích, jsou však pro použití u strojních zařízení s malým počtem ovládacích funkcí nevhodné, zejména pro svou vysokou cenu, která je neúměrná danému účelu a pro nadbytečnou složitost, která ve výsledku snižuje dosažitelnou hodnotu spolehlivosti strojního zařízení. Kromě toho mají známé řídicí systémy vysoké nároky na údržbu a provoz a při jejich použití je obtížné, někdy i nemožné, provést inovaci jimi řízených strojních zařízení, založenou na změně jejich funkčních vlastností pomocí elektronického řídicího systému.Many machines require a relatively small number of simple control functions that can be solved, in addition to manual operation by a human operator, using a suitable electronic control system. However, hitherto known control systems, used for example in NC machines, are unsuitable for use in machines with a small number of control functions, especially because of their high cost, which is disproportionate to the purpose and excessive complexity, which in turn reduces the achievable value of machine reliability. . In addition, known control systems have high maintenance and operation requirements and, when used, make it difficult, sometimes impossible, to innovate the machinery they control, based on a change in their functional properties by means of an electronic control system.

Uvedené nevýhody jsou odstraněny zapojením ovládací jednotky podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že první brána mikropočítače je první sběrnicí obousměrně spojena s prvním vstupem bloku vstupně-výstupních obvodů, nultá brána mikropočítače je druhou sběrnicí obousměrně spojena s prvním vstupem řadiče, nultý výstup druhé brány mikropočítače je spojen s druhým vstupem řadiče, první výstup druhé brány mikropočítače je spojen s třetím vstupem řadiče, druhý výstup druhé brány mikropočítače až sedmý výstup druhé brány mikropočítače jsou obousměrně spojeny s výběrovými vstupy bloku vstupně-výstupních obvodů, čtecí výstup mikropočítače je spojen s čtvrtým vstupem řadiče, zápisový výstup mikropočítače je spojen s pátým vstupem řadiče a časovači výstup mikropočítače je spojen s šestým vstupem řadiče, přičemž první výstup řadiče je spojen s prvním přerušovacím vstupem mikropočítače, k sloupcovému vstupu řadiče a k řádkovému vstupu řadiče je třetí a čtvrtou sběrnicí připojena matice spínačů a k druhému výstupu řadiče je pátou sběrnicí připojen ovládací vstup zobrazovače .Said disadvantages are eliminated by connecting a control unit according to the invention, the essence of which consists in that the first gate of the microcomputer is bidirectionally connected by a first bus to the first input of the I / O block, the zero gate of the microcomputer is bidirectionally connected to the first input of the controller by the second bus; the microcomputer gate is connected to the second input of the controller, the first output of the second microcomputer gate is connected to the third controller input, the second output of the second microcomputer gate to the seventh output of the second microcomputer gate are bidirectionally connected to the I / O block blocks; a fourth controller input, the microcomputer write output is connected to the fifth controller input and the microcomputer timing output is connected to the sixth controller input, the first controller output being connected to the first microcomputer interrupt input, to the controller columnar input and to third and fourth bus connections. nut switches and the second output of the controller is connected by the fifth bus to the control input of the display.

Hlavní výhody ovládací jednotky zapojené podle vynálezu spočívají v tom, že její ovládací funkce, včetně obsluhy kritických stavů strojního zařízení, jsou řízeny a mohou být měněny programem, vloženým v ovládací jednotce, která umožňuje jednoduchou a spolehlivou komunikaci s obsluhou strojního zařízení. Další podstatnou výhodou je nízká cena ovládací jednotky, vyplývající z její jednoduchosti, malých rozměrů a z možnosti hromadné výroby pro široký okruh různých typů strojního zařízení, a dále nízké náklady na její provoz a údržbu. Výhodou zapojení podle vynálezu je také to, že umožňuje konstruovat ovládací jednotky jako součást strojního zařízení nebo jako jeho přídavné vybavení, což vytváří předpoklady pro širokou variabilitu inovací při dosažení příznivého poměru k ceně strojního zařízení.The main advantages of the control unit connected according to the invention are that its control functions, including the handling of critical machine conditions, are controlled and can be changed by a program embedded in the control unit which allows simple and reliable communication with the machine operator. Another significant advantage is the low cost of the control unit, resulting from its simplicity, small size and the possibility of mass production for a wide range of different types of machinery, as well as low costs for its operation and maintenance. The advantage of the circuit according to the invention is also that it makes it possible to design control units as part of the machinery or as an accessory, which creates the preconditions for a wide variability of innovations while achieving a favorable ratio to the price of the machinery.

Na připojeném výkrese je schematicky znázorněn příklad zapojení ovládací jednotky podle vynálezu.The attached drawing schematically shows an example of the connection of a control unit according to the invention.

Základní součástí zapojení podle vynálezu je jednočipový mikropočítač 1. K resetovacímu vstupu 12 mikropočítače 1 je přiThe basic part of the circuit according to the invention is a single-chip microcomputer 1. The reset input 12 of the microcomputer 1 is

CS 277447 B6 2 pojen resetovací obvod 2. K prvnímu hodinovému vstupu 13 mikropočítače 1 je připojen první výstup zdroje 2 hodinového signálu, jehož druhý výstup je spojen s druhým hodinovým vstupem 14 mikropočítače 1. K druhému přerušovacímu vstupu 17 mikropočítače 1 je připojen první výstup bloku 4 oddělovacích obvodů, jehož druhý výstup je spojen s čítacím vstupem 16 mikropočítače 1. První brána 19 mikropočítače 1 je první sběrnicí obousměrně spojena s prvním vstupem 28 bloku 5 vstupně-výstupních obvodů a nultá brána 20 mikropočítače 1 je druhou sběrnicí obousměrně spojena s prvním vstupem 31 řadiče 6,. Nultý výstup 21 druhé brány mikropočítače 1 je spojen s druhým vstupem 32 řadiče 6 a první výstup 22 druhé brány mikropočítače 1 je spojen s třetím vstupem 33 řadiče 6. Druhý výstup 23 druhé brány mikropočítače 1 až sedmý výstup 24 druhé brány mikropočítače 1 jsou obousměrně spojeny s výběrovými vstupy 30 bloku 5 vstupně-výstupních obvodů. Čtecí výstup 25 mikropočítače 1 je spojen s čtvrtým vstupem 34 řadiče 6 a zápisový výstup 26 mikropočítače 1 je spojen s pátým vstupem 35 řadiče 6. Časovači výstup 27 mikropočítače 1 je spojen s šestým vstupem 36 řadiče 6 a první výstup 37 řadiče 6 je spojen s prvním přerušovacím vstupem 15 mikropočítače 1. K sloupcovým vstupům 38 řadiče 6 je třetí sběrnicí připojen první výstup matice 8 spínačů, jejíž druhý výstup je čtvrtou sběrnicí připojen k řádkovým vstupům 39 řadiče 6. Druhý výstup 41 řadiče 6 je pátou sběrnicí spojen s ovládacím vstupem 43 zobrazovače 7. Napájecí vstup 10 resetovacího obvodu 2, napájecí vstup 11 bloku 4 oddělovacích obvodů, napájecí vstup 18 mikropočítače 1, napájecí vstup 29 bloku 5 vstupně-výstupních obvodů, napájecí vstup 40 řadiče 6. a napájecí vstup 42 zobrazovače 7 jsou spojeny s výstupem napájecího zdroje 9.·A reset circuit 2 is connected to the first clock input 13 of the microcomputer 1. The first output of the clock signal source 2 is connected, the second output of which is connected to the second clock input 14 of the microcomputer 1. The first output of the block is connected to the second interrupt input 17 of the microcomputer 1. 4 isolating circuits, the second output of which is connected to the counting input 16 of the microcomputer 1. The first gate 19 of the microcomputer 1 is connected in both directions to the first input 28 of the I / O circuit block 5 and the zero gate 20 of the microcomputer 1 is bidirectionally connected to the first input by the second bus. 31 controllers 6 ,. The zero output 21 of the second gate of the microcomputer 1 is connected to the second input 32 of the controller 6 and the first output 22 of the second gate of the microcomputer 1 is connected to the third input 33 of the controller 6. The second output 23 of the second gate of the microcomputer 1 to the seventh output 24 of the second gate of the microcomputer 1 are connected in both directions with selective inputs 30 of the block 5 of input-output circuits. The read output 25 of the microcomputer 1 is connected to the fourth input 34 of the controller 6 and the write output 26 of the microcomputer 1 is connected to the fifth input 35 of the controller 6. The timer output 27 of the microcomputer 1 is connected to the sixth input 36 of the controller 6 and the first output 37 of the controller 6 is connected to the first interrupt input 15 of the microcomputer 1. The first output of the switch matrix 8 is connected to the column inputs 38 of the controller 6 by a third bus, the second output of which is connected by a fourth bus to the line inputs 39 of the controller 6. The second output 41 of the controller 6 is connected to the control input 43 by a fifth bus. The power input 10 of the reset circuit 2, the power input 11 of the isolating circuit block 4, the power input 18 of the microcomputer 1, the power input 29 of the I / O circuit block 5, the power input 40 of the controller 6 and the power input 42 of the display 7 are connected to the output. power supply 9. ·

Činnost ovládací jednotky zapojené podle vynálezu je řízena jednočipovým mikropočítačem 1 řady 8051 nebo 8052, a to prostřednictvím programu uloženého v jeho vnitřní paměti typu ROM. V tomto programu je také uložen způsob komunikace obsluhy s ovládací jednotkou, zadávání dat, povelů a podobně, pomocí matice 8 spínačů, tvořené dvourozměrným maticovým klávesovým polem jednopólových tlačítkových spínačů, jejichž maximální počet je 64, přičemž jednotlivé řádky a sloupce klávesového pole jsou připojeny k řadiči 6,. Vkládaná data, spolu s příslušnými odezvami ovládací jednotky, například nápovědné znaky, chybová hlášení, kontrolní data probíhající činnosti ovládaného strojního zařízení a podobně, se objevují na zobrazovači 7, tvořeném nezakreslenými sedmi segmentovými LED zobrazovači, kterých může být maximálně 32 a které jsou připojeny k řadiči 6 zobrazovače 7 a matice 8 spínačů. Řadič 6, který je tvořen standardizovaným a doporučovaným zapojením, uváděným například v katalogových listech fy Intel, obsahuje nezakreslený integrovaný obvod typu 8279, doplněný selektorem řádků a sloupců klávesového pole a výběru zobrazovačů a jejich jednotlivých segmentů typu 74154, a dále nezakreslené oddělovací obvody, tvořené polem spínacích tranzistorů typu PNP. Integrovaný obvod řadiče 6 je k mikropočítači 1 připojen tak, že data jsou přiváděna na nultou bránu 20 mikropočítače 1, signál řešetu řadiče 6 je k němu přiváděn z nultého výstupu 21 druhé brány mikropočítače 1, · signál aktivace řadiče 6 je přiváděn z prvního výstupu druhé brány mikropočítače 1, čtecí signál je přiváděn z čtecího výstupu 25 mikropočítače 1, zápisový signál je přiváděn ze zápisového výstupu 26 mikropočítače 1, časovači signál je přiváděn z časovacího výstupu 27 mikropočítače 1 a signál přerušení od integrovaného obvodu je přiváděn na první přerušovací vstup 15 mikropočítače 1. Nezakreslené strojní zařízení se připojuje k osmibitové, první bráně 19 mikropočítače 1 přes adresovatelné rozhraní, tvořené blokem 5 vstupně-výstupních obvodů a nezakreslenými optočleny. Směr toku je volen příslušnými propojkami. Pro rozšíření vstupů/výstupů nad osm je použito adresování jednotlivých modulů rozhraní pomocí šestibitové sběrnice, vytvořené druhým výstupem 23 až sedmým výstupem 24 druhé brány mikropočítače 1. Pomocí těchto dvoustavových vstupů/výstupů se ovládají výkonové jednotkyrízeného strojního zařízení, kontroluje se jeho stav atd. Ke sledování stavu strojního zařízení, například kritických situací a podobně, může být použito dvou vstupů, galvanicky oddělených pomocí bloku 4 oddělovacích obvodů mikropočítače 1, a tvořených citacím vstupem 16 mikropočítače 1 a druhým přerušovacím vstupem 17 mikropočítače 1. Výchozí stav mikropočítače 1 se nastavuje standardizovaným resetovacím obvodem 2, například řady 8051, 8052. Zdroj 2 hodinového signálu je tvořen krystalem s kmitočtem 1,2 až 12 MHz. Napájecí zdroj 2/ který dodává napětí 5 V, může být součástí konstrukce ovládací jednotky nebo tvořit samostatný celek. Celé zapojení ovládací jednotky podle vynálezu tvoří konstrukčně samostatný celek, který může být připevněn v těsné blízkosti ovládaného strojního zařízení nebo může být zahrnut do jeho konstrukce.The operation of the control unit connected according to the invention is controlled by a single-chip microcomputer 1 of the 8051 or 8052 series, by means of a program stored in its internal ROM type memory. This program also stores the method of communication between the operator and the control unit, entering data, commands and the like, using a matrix of 8 switches, formed by a two-dimensional matrix key field of single-pole pushbutton switches, maximum number is 64, individual rows and columns of the key field are connected to controllers 6 ,. The input data, together with the respective responses of the control unit, for example help characters, error messages, control data of the ongoing operation of the controlled machinery and the like, appear on the display 7, consisting of seven undrawn segment LED displays, of which there may be a maximum of 32 and which are connected to controllers 6 of the display 7 and the nuts 8 of the switches. Controller 6, which consists of standardized and recommended wiring, listed for example in Intel catalog sheets, contains an uncapsulated integrated circuit type 8279, supplemented by a selector of rows and columns of the keyboard field and selection of displays and their individual segments type 74154, and not shown isolating circuits field of PNP type switching transistors. The integrated circuit of the controller 6 is connected to the microcomputer 1 so that data is fed to the zero gate 20 of the microcomputer 1, the signal of the controller 6 is fed to it from the zero output 21 of the second gate of the microcomputer 1, the activation signal of the controller 6 is fed from the first output of the second gate of the microcomputer 1, the read signal is fed from the read output 25 of the microcomputer 1, the write signal is fed from the write output 26 of the microcomputer 1, the timing signal is fed from the timing output 27 of the microcomputer 1 and the interrupt signal from the integrated circuit is fed to the first interrupt input 15 of the microcomputer. 1. The non-illustrated machinery is connected to the 8-bit, first gate 19 of the microcomputer 1 via an addressable interface formed by a block 5 of input-output circuits and non-illustrated optocouplers. The flow direction is selected by the appropriate jumpers. To extend the inputs / outputs beyond eight, the addressing of individual interface modules is used via a six-bit bus, created by the second output 23 to the seventh output 24 of the second gate of microcomputer 1. These two-state inputs / outputs control the power units of controlled machinery, check its status, etc. monitoring of the state of machinery, for example critical situations and the like, two inputs can be used, galvanically separated by a block 4 of isolating circuits of microcomputer 1, formed by quoting input 16 of microcomputer 1 and second interrupt input 17 of microcomputer 1. The default state of microcomputer 1 is set by standardized reset circuit 2, for example series 8051, 8052. The source 2 of the clock signal consists of a crystal with a frequency of 1.2 to 12 MHz. The power supply 2 /, which supplies a voltage of 5 V, can be part of the construction of the control unit or form a separate unit. The entire connection of the control unit according to the invention forms a structurally separate unit, which can be fastened in close proximity to the controlled machinery or can be included in its construction.

Zapojení ovládací jednotky podle vynálezu je využitelné ve všech strojních zařízeních s malým počtem ovládacích funkcí, pro jejichž řízení vyhoví vlastnosti použitého jednočipového mikropočítače a počet jeho vstupů.The connection of the control unit according to the invention can be used in all machines with a small number of control functions, for the control of which the properties of the used single-chip microcomputer and the number of its inputs meet.

Claims

PATENT CLAIMS. Connection of a machine control unit consisting of a single-chip microcomputer connected to a reset circuit to a clock signal source with a block of isolating circuits, characterized in that the first gate (19) of the microcomputer (1) is bidirectionally connected to the first input (28) by a first bus block (5) of input-output circuits, the zero gate (20) of the microcomputer (1) is connected in two directions to the first input (31) of the controller (6) by the second bus, the zero output (21) of the second gate of the microcomputer (1) is connected to the second input (32) of the controller (6), the first output (22) of the second gate of the microcomputer (1) is connected to the third input (33) of the controller (6), the second output (23) of the second gate of the microcomputer (1) to the seventh output (24) of the second the gates of the microcomputer (1) are connected in both directions to the selection inputs (30) of the I / O circuit block (5), the read output (25) of the microcomputer (1) is connected to the fourth input (34) of the controller (6), write output (26) microcomputer (1) is connected to the fifth input (35) of the controller (6) and the timer output (27) mi of the cultivator (1) is connected to the sixth input (36) of the controller (6), the first output (37) of the controller (6) being connected to the first interrupt input (15) of the microcomputer (1), to the column input (38) of the controller (6). ) and a switch nut (8) is connected to the line input (39) of the controller (6) by a third and fourth bus, and a control input (43) of the display (7) is connected to the second output (41) of the controller (6) by a fifth bus.