DD206298A1

DD206298A1 - BIDIRECTIONAL SERIAL TRANSMISSION SYSTEM FOR DIGITAL INFORMATION

Info

Publication number: DD206298A1
Application number: DD24020382A
Authority: DD
Inventors: Fritz Melzer
Original assignee: Babelsberg Masch Veb
Priority date: 1982-05-27
Filing date: 1982-05-27
Publication date: 1984-01-18
Also published as: DE3315956A1

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT EIN BIDIREKTIONALES SERIELLES UEBERTRAGUNGSSYSTEM FUER DIGITALE INFORMATIONEN, FUER WELCHES FUER DIE UEBERTRAGUNG VON STELLSIGNALEN, MESS- UND KONTROLLGROESSEN IN DER ALLGEMEINEN BETRIEBS-, MESS-, STEUERUNGS- UND REGELUNGSTECHNIK EIN BREITES ANWENDUNGSGEBIET BIETET. DABEI KOMMEN VORZUGSWEISE SOLCHE ANLAGEN ODER EINRICHTUNGEN IN BETRACHT, BEI DENEN ZWEI ENDSTELLEN NICHT ODER NUR MIT ERHOEHTEM AUFWAND MIT DER ERFORDERLICHEN ANZAHL VON LEITERN VERBUNDEN WERDEN KOENNEN. DAS ZIEL DER ERFINDUNG BESTEHT IN DER VERMEIDUNG ZUSAETZLICHER UEBERTRAGUNGSWEGE NEBEN EINES EINZIGEN UND DABEI FUER DIE BIDIREKTIONALE UEBERTRAGUNG VON DIGITALEN INFORMATIONEN NUR EINEM EINFACHEN AUFWAND AN SCHIEBEREGISTERKETTEN IN JEDER ENDSTELLE ERFORDERT. ES WERDEN EIN UEBERTRAGUNGSCODE UND DIE ELEKTRONISCHEN SCHALTUNGSANORDNUNGEN FUER JEDE ENDSTELLE BESCHRIEBEN.THE INVENTION CONCERNS A BIDIRECTIONAL SERIAL TRANSMISSION SYSTEM FOR DIGITAL INFORMATION FOR WHICH PROVIDES A WIDE APPLICATION FOR THE TRANSMISSION OF SIGNALS, MEASURING AND CONTROL SIZES IN GENERAL OPERATING, MEASUREMENT, CONTROL AND CONTROL TECHNOLOGY. THERE ARE PREFERABLY CONSIDERED SUCH AN INVESTMENT OR ESTABLISHMENT WHICH CAN NOT BE CONNECTED TO TWO END STATIONS OR ONLY WITH EXTENDED EFFORT WITH THE NECESSARY NUMBER OF LADDERS. THE OBJECTIVE OF THE INVENTION, BY PREVENTING ADDITIONAL TRANSMISSION TRANSMISSIONS OUTSIDE ONE SINGLE AND, FOR THE BIDIRECTIONAL TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, REQUIRES ONLY A SIMPLE EFFORT ON SLIDING REGISTER CHAINS IN EACH ENDSTALL. A TRANSFER CODE AND THE ELECTRONIC CIRCUIT ARRANGEMENTS ARE DESCRIBED FOR EACH ENDSTELL.

Description

Application is for the invention

Die Erfindung' betrifft ein bidirektionales serielles Übertragung ssystem für digitale Informationen, welches für die übertragung von Stallsignalen oder/und MeB- und Kontrollgrößen ein breites Anwendungsgebiet in der allgemeinen Betriebs-, Meß-, Steuerungs- und Hege longstechnik hat. .Anwendungsgebiete sind z.B. Anlagen, in denen eine bestimmt« Anzahl von Informationen für die Steuerung' und Überwachung eines am Ort, A. ablaufenden Prozesses von und zu einer zentrale'n Meßwarte an einem Ort B zu übertragen ist, wobei die Orte A und B nicht direkt mittels Kabel der erforderlichen Anzahl von Leitern oder nur mit erhöhtem. Aufwand an technischen Mitteln oder mit erhöhtem,Raumbedarf durch Kabel verbunden' werden können*The invention relates to a bidirectional serial transmission system for digital information, which has a broad field of application in the general operating, measuring, control and Hege longstechnik for the transmission of stable signals or / and MeB and control variables. .Applications are e.g. Installations in which a certain "amount of information for the control" and monitoring of an on-site process is to be transmitted from and to a central control room at a location B, where the locations A and B are not directly by cable the required number of ladders or only with increased. Expenditure on technical means or with increased space requirements can be connected by cable *

Sin weiteres Anwendungsgebiet besteht in der bidirektional ei übertragung auf dem Funkweg oder mit optischen Mitteln in solchen Fällen, bei denen für beide Übertragungsrichtungen die gleiche Trägerfrequenz verwendet werden muß oder vorteilhaft verwendet werden kann*Sin further field of application consists in the bidirectional ei transmission on the radio path or by optical means in such cases, in which for both directions of transmission the same carrier frequency must be used or can be advantageously used *

Sin spezielles'Anwendungsgebiet ist die Übertragung der Informationen zwischen dem'endlos drehbaren Kranteil und dem Unterwagen' eines'^; Autodrehkranes.A special field of application is the transfer of information between the endless rotatable crane section and the undercarriage 'one'^; Auto rotating crane.

Characteristic of the known technical solutions

Aus der Mikroprszessortechnik sind B us sys te nie bekannt_} die eine bidirektionale serielle Übertragung auf den Busleitunge ermöglichen» _; . . , .·.':.From the Mikroprszessortechnik are B us never sys te _known} allow a bidirectional serial transmission on the Busleitunge _"; , , ,.

Der ITachteil solcher Bussystase für das Anwendungsgebiet der Erf ind-ung besteht in. dar ,Uotwendigkeit· von- separatenThe ITachteil of such Bussystase for the field of application of the invention ind. Consists in, Ueitwendigkeit · von- separate

** υ ι υ 3 5 ** υ ι υ 3 5

Wegen zur Steuerung bzw. Synchronisierung neben dam Übertragungsweg der Information. Ss sind weitere serielle Übertragungssystem bekannt,. z.B. Bi-Phase-System, die zwar eine hohe Bitrate erlauben, jedoch für eine zwei-Richtungs-Verbindung zwei voneinander unabhängig oder miteinander synchronisierte Systeme und somit ebenfalls zusätzliche Übertragungswege oder a,a. einen doppelten Aufwand an Schieberegisterketten erfordern.Because of the control or synchronization in addition to dam transmission path of the information. Ss are more serial transmission system known. For example, bi-phase system, although allow a high bit rate, but for a two-way connection two independent or synchronized systems with each other and thus also additional transmission paths or a, a. require a double overhead on shift register chains.

Aim of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht in der Vermeidung zusätzliche! Übertragungswege neben eines einzigen Übertragungsweges und dabei für die. bidirektionale Übertragung von digitalen Informationen, nur einen einfachen Aufwand an Schieberegisterketten in jeder Endstelle erfordert.The aim of the invention is to avoid additional! Transmission paths next to a single transmission path and thereby for the. bidirectional transmission of digital information, requiring only a simple overhead of shift register chains in each terminal.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der· Erfindung ist es, einen Code für eine bidirektionale serielle übertragung digitaler Informationen einschließlich der erforderlichen elektronischen Anordnungen für beide Bndstellen festzulegen unter Anwendung nur eines Übertragungsweges -zwischen den. Endstellen..The object of the invention is to define a code for a bidirectional serial transmission of digital information including the required electronic arrangements for both call stations using only one transmission path-between the two. Terminals ..

Erf indungsgesäß m. rd die Aufgabe dadurch gelöst, daß die beiden Sindstellen in Haupt- und Nebenstelle unterschieden werden, wobei nur.-dia Hauptstelle eine Schaltung zur Takterzeugung enthält, die eine der Hauptstelle zugeordnete Schieberegisterkette mit. Ausgangsspeicher für den bidirektionalen Betrieb steuert und außerdem in regelmäßiger Polge periodische Impulsserien abgibt, bei der in der Impulsbreite die zu übertragende Information aufmoduliert ist, die einer kombinierten Sende- und 3apfängerschaltung zugeführt werden und diese so steuert, daß während der Dauer, eines Impulses der Sender aktiviert ist und der Empfänger gesperrt' ist und während der Dsuer, der Impuls lücke der Sender gesperrt und der Sapfänger aktiviert ist.According to the invention m. The problem is solved in that the two Sindstellen are distinguished in the main and substation, where nur.-dia main body contains a circuit for clock generation, the one assigned to the main point shift register chain with. Controlling output memory for bidirectional operation and also in periodic Polge periodic pulse series outputs, in which the pulse width of the information to be transmitted is modulated, which are fed to a combined transmitting and 3apfängerschaltung and controls them so that during the duration of a pulse, the transmitter is activated and the receiver is locked 'and during the Dsuer, the impulse gap of the transmitters is blocked and the Sapfänger is activated.

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Die Hebenstelle enthält eine mit der der Hauptstelle identische Sender-Sapfänger-Kombination, wobei der Smpf anger a as gang die von der Haupt; stelle gesendeten Impulse einer Identifikationssehaltung zuführt, welche aus dem Impulsgemisch system- und funktionsgerechte Signale für den. bidirektionalen Betrieb einer der Hebenstelle zugeordneten Schieberegisterkette mit Ausgsngsspeicher bereitstellt und außerdem die Sender-Smpfäiiger-Konibination der WebensteXIe in der erforderlichen Art and Weise zu steuern vermag.The lifting station contains a sender-sapper combination identical to that of the main station, the siphoning station being that of the main; station sent impulses an Identifikationssehaltung, which from the impulse mixture system- and functionally correct signals for the. bidirectional operation of a shift register chain associated with the lift location with output memory and, moreover, capable of controlling the transmitter-mixer combination of the web components in the required manner.

Ausfüfarungsbeispiel

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert,The invention will be explained in more detail with reference to the drawings,

Pig. 1: zeigt die vereinfachte Darstellung der gesamten ' Schaltungsanordnung beider SndstellenPig. 1: shows the simplified representation of the entire circuit arrangement of both points

Fig. 2: zeigt -das Impulsscheaa einiger Leitungsabschnitte der 5¹Ig. 1 · . ...Fig. 2: shows the momentum Scheaa some line sections of the 5 ¹ Ig. 1 · . ...

Gemäß-der Aufgabenstellung.. ist die an den η Eingängen T der Hauptstelle anliegenden digitale Information, an die η Ausgänge 2 der nebenstelle und die an den m Eingängen der lebenstelle anliegende, digitale Information an die m· Ausgänge 4- der Hauptstelle' seriell zu übertragen über eine" räumliche Entfernung"' durch einen, einzigen "übertragungsweg 5.In accordance with the task .. is the digital information applied to the η inputs T of the main body, to the η outputs 2 of the extension and the m at the inputs of the living contact, digital information to the m-outputs 4- the main body 'serial to transmitted over a "spatial distance" 'through a' single 'transmission path 5.

Hin;, freilaufender- Taktgenerator 6 liefert ununterbrochen symmetrische Rechteckimpulse 7 mit der Breite t an einen. 2:1 Teiler 8, dieser seine Impulse 9 an einen weiteren 2:1 Teiler 10 und dieser seine Impulse 11 an einen weiteren vorzugsweise unsymmetrischen Teiler 12, dessen Teilungsverhältnis mindestens den größeren Wert .von (2m+1):1 bzw, (2h+1):1 hat und an dessen Ausgang Impulse 13 bereitstehen· Die Impulse, 7, SU 11 und, 13 sowie, die,, am seriellen Ausgang der Schiäberegisterkstte' 15 abgehende' variable ImpulsfolgeHin ;, freewheeling clock generator 6 continuously supplies symmetrical rectangular pulses 7 with the width t to one. 2: 1 divider 8, this its pulses 9 to another 2: 1 divider 10 and this its pulses 11 to another preferably asymmetrical divider 12, the division ratio at least the larger value .von (2m + 1): 1 or, (2h +1): 1 and at whose output pulses 13 are available · The pulses, 7, SU 11 and, 13 as well as, the ", at the serial output of Schiäberegistkstte 15 outgoing 'variable pulse train

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werden in einer ,entsprechend dem Stand der Technik realisierbaren Logikschaltung 17 zur Erzielung der gewünschten Impulsserie 18 genutzt· Dabei entspricht die Impulsbreite der Impulsserie 18 in .Abhängigkeit vom Potential 'am seriellen Ausgang 14· der Schiebekette 15 entweder t oder 2 t, während der L-Phase des Impulses 13. Während Η-Phase des Impulses 13 werden die Impulse 18 unterdrückt, Die erforderlichen Taktimpulse 19 für die Schiebung bzw. Übernahme werden, in einer weiteren ebenfalls entsprechend dem Stand der Technik realisierbaren Logikschaltung 20 aus den Impulsen 7, 9, 11.and ¹13 gewonnen und dem Takteingang 21 der Schie.bekette 15 zugeführt. Die vom Teiler 12 gelieferte Impulsfolge 13 wird dem Steuereingang 22 der Schiebekette 15 zugeführt und schaltet diese auf Serien- bzw. Parallelbetrieb. Das über das Differenzierglied 23 gewonnene Signal der Impulsfolge 13 wird zur Realisierung des Übernahmetaktes zwecks Übernahme- der. an den Eingängen 1 anliegenden Informationen in' das Register der Schiebekette 15 der Logikschaltung 20 zugeführt, die den Übernahmetakt an den Takteingang 21 der Schiebekette liefert.are used in a, according to the state of the art realizable logic circuit 17 to achieve the desired pulse train 18 · The pulse width of the pulse train 18 in. Dependent on the potential 'at the serial output 14 · the shift chain 15 either t or 2 t, while the L Phase of the pulse 13. During Η-phase of the pulse 13, the pulses 18 are suppressed, the necessary clock pulses 19 for the shift or takeover, in another also realized according to the prior art logic circuit 20 from the pulses 7, 9, 11.and ¹ 13 obtained and the clock input 21 of Schie.bekette 15 fed. The pulse train 13 delivered by the divider 12 is fed to the control input 22 of the shift chain 15 and switches it to serial or parallel operation. The signal of the pulse train 13 obtained via the differentiator 23 is used to implement the transfer cycle for the purpose of transferring the transfer signal. supplied to the inputs 1 information in 'the register of the shift chain 15 of the logic circuit 20 is supplied, which provides the transfer cycle to the clock input 21 of the shift chain.

Außerdem wird das differenzierte Signal der Impulsfolge 13 dem Übernahmeeingang 24 eines Speichers 25 zugeführt, deren Bingänge mit den Ausgängen.-der Schiebekette 15'verbunden sind« Durch die Laufzeit in der Logikschaltung 2o wird der Übernahmeimpuls für die Schiebekette 15 gegenüber dem Übernahmeimpuls für den Speicher 25 in der gewünschten.Weise verzögert. Der Ausgang des Smpfängers 26 ist "mit dem seriellen Eingang 27 des Schieberegisters 15 verbunden und übernimmt bei jedem.Schiebetakt am Eingang 15 die von der Hebenstelle gelieferte Information in das Register der Schiebekette 15.In addition, the differentiated signal of the pulse train 13 is supplied to the transfer input 24 of a memory 25 whose inputs are connected to the outputs of the shift chain 15 '. Through the transit time in the logic circuit 2o, the transfer pulse for the shift chain 15 is opposite the transfer pulse for the memory 25 delayed in the desired .Wise way. The output of the mascara 26 is connected to the serial input 27 of the shift register 15 and takes over the information provided by the lifting point in the register of the shift chain 15 at each sliding stroke at the input 15.

Die Impulsserie... 18 am Ausgang der Logikschaltung 17 aktiviert kontrahar Treiber oder Sender 52. und Smpfänger 26 der Hauptstelle und gelangt über" den Übertragungsweg 5 an den Smpfänger 28 der Nebenstelle.The pulse train ... 18 at the output of the logic circuit 17 activates kontrahar driver or transmitter 52 and receiver 26 of the main body and passes via "the transmission path 5 to the receiver 28 of the extension.

-5- 240203 5-5- 240203 5

Yon der Vorderflanke', jedes Impulses der Inipulsserie 18 wird ein nicht nachtriggerbares Monoflop 29 mit der Haltezeit T₄ gesetzt, wobei die Bedingung t <: t, < 2 t erfüllt ist. Aus dessen Ausgangsimpulsfolge 30 werden in einer LITD-Logikschaltung y\- in Abhängigkeit von der Breite der . Einzelimpulse der Folge 18 Setzimpulse für einen Aoffangspeicher 32 geliefert bzw. nicht geliefert,dessen Ausgang mit dem seriellen Eingang 33 einer der Nebenstelle zugeordneten Schieberegisierkette 34- verbanden ist.Of the leading edge ', each pulse of the Inipulsserie 18 is set a non-retriggerable monoflop 29 with the holding time T ₄ , the condition t <: t, <2 t is satisfied. From its output pulse train 30 are in a LITD logic circuit y \ - depending on the width of the. Single pulses of the sequence 18 set pulses for a Aoffangspeicher 32 delivered or not supplied, whose output is connected to the serial input 33 of the extension associated Schieberegisierkette 34-.

Von der Vorderflanke- jedes. Impulses der Impulsserie 18 wird ein weiteres nicht nachtriggerbares Monoflop 35 nit der Haltezeit 2^ gesetzt, die Bedingung 4 t^T₂^ 8- t erfüllt ist... Der Ausgang des Monoflop 35 ist über eine ODSR-Logik 36 und einem Differenzierglied 37 mit dem 'Takteingang 38 der Schiebekette 34· verbunden. Der Ausgang des Differenziergliedes 37 ist gleichzeitig über eine eventuell erforderliche Pufferstufe 39 and einem weiteren Differenz£©s glied 4-0 mit des Hücksetzeingang des Auffangspeichers '32 verbunden·From the leading edge of each. Pulse of the pulse train 18 is set another non-retriggerable monoflop 35 nit the holding time 2 ^, the condition 4 t ^ T ₂ ^ 8-t is satisfied ... The output of the monoflop 35 is an ODSR logic 36 and a differentiator 37th connected to the 'clock input 38 of the slide chain 34 ·. The output of the differentiating element 37 is connected at the same time via a possibly required buffer stage 39 to another difference element 4-0 with the offset input of the latching memory 32 '.

Der Ausgang des Monoflops 35 ist über''ein Differenzierglied 41 mit dem Bucksetseingang eines Sendespeichers 42 verbunden, dessen Ausgang Treiber oder Sender 43 und Empfänger 28 der Sehens te He kontrahär aktiviert«. MittelsThe output of the monoflop 35 is connected via '' a differentiator 41 to the Bucksetseingang a transmit memory 42, the output of driver or transmitter 43 and receiver 28 of Sehens te He contrahär activated «. through

eines Differenziergliedes 44 wird von der hinteren Flanke eines ,jeden Impulses, der Impulsserie 18 .ein Setz impuls für den Sendespeicher 42 erzeugt, der jedoch infolge der 3infügung einer Tor-Logik 45 nur dann den Setζ eingang/: des Sende Speichers 42 erreicht, wenn der serielle Ausgang 46 der Schiebekette 34- in Abhängigkeit von der anliegenden Information das Tor offen halt.a differentiator 44 is generated by the trailing edge of one, each pulse, the pulse train 18. A set pulse for the transmission memory 42, however, due to the insertion of a gate logic 45 only the Setζ input /: of the transmitting memory 42 reaches, if the serial output 46 of the shift chain 34- in response to the applied information, the door open.

Die Impulsserie 18 steuert ein nachtriggerbares Monoflop 47 mit der Haltezeit' ^? wobei die Bedingung 7 t< Ύ~ <ι 16 erfüllt ist. Damit wird das Inde einer jeden Impulsserie 18The pulse train 18 controls a retriggerable monoflop 47 with the hold time '^? wherein the condition 7 t < Ύ ~ <ι 16 is satisfied. Thus, the Inde of each series of impulses 18

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erkannt· Die am insgang des Monoflops 47 entstehende Potentialänderung ya.ra dem Steuereingang 4-8 der Schiebekette 34 zugeführt und schaltet diese auf Serien- bzw. Parallelbetrieb. Außerdem ist der Ausgang des Monoflops 47 über eine Diode 53 mi ^ dem Rücksetzeingang des Sendespeichers verbunden und verhindert so eine sonst nicht ausschliefTbare Blockierung des Smpfanges der lebenstelle durch Eintreten eines unerwünschten Zustandes nach dem Einschalten oder durch Störimpulse.-The potential change ya.ra arising at the beginning of the monoflop 47 is fed to the control input 4-8 of the shift chain 34 and switches it to serial or parallel operation. In addition, the output of the monoflop 47 is connected via a diode 53 mi ^ the reset input of the transmit memory, thus preventing an otherwise nichtschliefTbare blocking the Smpfanges the life by the occurrence of an undesirable state after switching on or by Störimpulse.-

Sin Differenzierglied 4-9 überführt die Potentialänderung am Ausgang des Monoflops 47 in eine -q Übernahme impuls, der sowohl dem Übernahaeeingang 50 eines Speichers 51 zur Auslösung der Übernahme der an den Ausgängen der Schiebekette 34-anliegenden Potentiale als auch über die ODER-Logik 36 und dem Differenzierglied 37 verzögert dem Takteingang 33 der Schiebekette 34 zugeführt wird und damit auch die Übernahme der an den lingängen 3 der Schiebe^te 34- in deren Register steuert*Sin differentiator 4-9 transferred the potential change at the output of the monoflop 47 in a -q take pulse, both the takeover input 50 of a memory 51 for triggering the acquisition of the outputs of the shift chain 34-applied potentials as well as the OR logic 36th and the differentiator 37 delayed the clock input 33 of the shift chain 34 is supplied and thus also the acquisition of the lingängen 3 of the sliding ^ te 34- in their registers controls *

Claims

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lrfind ting s

Bidirectional serial transmission system for digital information with a single transmission path without additional control paths with a main and an extension using shift registers and output memories, a clock generator and dividers, characterized in that the output of a symmetrical square wave generator (6) with two in series '2 ^ iT dividers (8,10) and an adjoining the number of bits to be transmitted adapted preferably unbalanced divider (12) is connected, whose outputs together with the serial output (14) of a shift register (15) in a logic circuit (17) are linked such that at the output of the logic circuit '(77) periodic pulse trains (18) are available whose Sinzelimpulsbreite- of the serial output (14). is switchable and the end of each pulse train is characterized by a pulse gap of otherwise non-existent magnitude, the output of the logic circuit (17) with the kontrahäre activation inputs of a driver or transmitter (52) and a. Impfangers (26) is connected, wherein the. Output of the smpf (26) with ... your serial port (27) of the shift register (15) the input of the Smpfäng? (26) with one end of the transmission path (5) and the output of the transmitter (52) with the. are connected to the other sender of the transmission path (5), to the other end of the transmission path an identical combination of transmitter (4-3) and receiver (28) is connected, the output @ -; angers :( 28) having a non-retriggerable monoflop (29) with a holding time greater than the smallest pulse width and less than the maximum pulse width of the emitter ( 52) output pulses (18) is connected and its output and the output of the Impfangers (28 ) are connected to an IMD lens (31) and whose output is connected to the set input of a memory (32) whose output is to the serial input, - (33) of another shift register (34) ahleschlos-aen, the output the Impfangers (28) with another not retriggerable'n

-. 8th -

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Monoflop (35) "whose holding time is greater than the holding time of the other non-retriggerable monoflop (29) and less than the period of the transmitter (52) within the Inipulsserie delivered pulses (18) and its output via a Differentiator (41) with the set input of a further memory (42 ') and via an ODIE logic (36), a differentiator (37) with the clock input (38) of the shift register (34) and with the reset input of the memory 32 is connected, the output of the Smpfägers (28) with the input of a retriggerable monoflop (47) with a Halteze it greater than the period of the transmitter (52) within the pulse series emitted pulses (18) and smaller than that between the pulse series selected pulse gap is and its output to the control input (48) of the shift register (34) and over

a differentiator (49) is connected both to the crossover (5 °) and to the other input of the ODIH logic (36), the output of the receiver (28) via a differential element. (44) with a gate logic (45). connected, whose other. Input connected to the serial output (46) of the shift register (34) and whose output is connected to the set input 'of the memory (42), the output of the memory (42) being connected to the driver's or transmitter's contracting activation inputs ( 43) and the scraper (28) is connected.

For this 2 sheets of drawings