SU1062645A1 - Программно-временное устройство - Google Patents

Abstract

ПРОГРАММНО-ВРЕМЕННОЕ УСТРОЙСТЮ , содержащее генератор тактовых импульсов, подключенный первым выходом к входу делител  частоты и к счетному входу первого счетчика импульсов, соединенного выходом с адресным входом первого блока пам ти, подключенного первым выходом к первому входу блока сравнени , вторым выходом - к информации онному входу дешифратора и к адрест ному входу второго блока пам ти, соединенного управл ющим входом с вторим выходом генератора тактовых импульсов, а выходом - с информационным входом второго счетчика импульсов и с вторым входом блока сравнени , подключенного выходом к сбросовому входу второго счетчика импульсов и к управл ющему входу дешифратора, св занного выходом с входом второго блока пам ти, о т л и ч а ю .ад е е с   тем, что,- с целью расширени  функциональных возможностей устройства путем одновременного независимого формирс вани  временных команд, в него введены коммутатор, первый и второй блоки формирователей импульсов, С SS подключенных входами соответственно к выходам делител  частоты и (/) объекта управлени , а выходами - к первым и вторым информационным входам коммутатора, соединенного третьим , информационным входом с третьим выходом первого блока пам ти, управл ющим входом - с первым выходом генератора тактовых импульсов и управл ющим входом второго счетчика импульсов, а выходом - со счетным входом второго счетчика импульсов .

Description

Изобретение относитс  к автомат ке и вычислительной технике и может быть использовано дл  управлени  станками, автоматическими лини ми и другими объектами, где по тех нологическому циклу требуетс  осуществл ть различные задержки упраб л ювдих сигналов в зависимости от заданного времени или от заданного числа срабатываний входных механиз мов и устройств. Известно устройство, содержащее генератор импульсов, группу элейен тов И, делитель частоты, счетчик времени, дешифратор, запоминаюишй блок,.счетчик номера команды, первый элемент ИЛИ выходом соединенный со счетным входом, счетчика времени, выход которого подключен к счетному входу счетчика номера команда, выходами подсоединенного к входам запоминающего блока. Выходы запоминающего блока соединены с входами счетчика времени и дешифратора , выходщ которого среди нены с первыми .входами групгщ эЛементов И. В устройство также введены реверсивный счетчик, токовые ключи, блок коррекции реверсивного счетчика, блок управлени  ревер сивным счетчиком, элементы И выбора счетных входов реверсивного счетчика, элемент НЕ, первый и втор элементы И и второй элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И. Первый вход элемента И подсоединен к.одному из выходов запоминакадего блока, а второй вход - к выходу первого элемента ПЛИ, первый вход котдрого подсоединен к выходу делител  частоты, а второй - к выходу второг элемента И, nejjBHM входом.соединенного с одним из выходов дешифратора , а вторым - к первым входам груп пы элементов И и к выходу генератора импульсов. Выход второго элемента ИЛИ. соединен с: первыми выходами элементбв И выбора счетных входов реверсивного счетчика, выходы которых подсоединены к соответствующим счетным входам, вторые входы з лемен тон И соединены соответственно с пе вым выходом блока управлени  реверсивным счетчиком, входами соединенного с выходами счетчика номера .команды, а вторым выходом - с входом блока коррекции реверсивного счетчика, выходы которого через реверсивный счетчик подсоединены) к входам токовых ключей l . Однако устройство имеет только одий канал формировани  заданного временного интервала дл  всего диапазона возможньзх значений временных задержек. Формирование заданных временных интервалов происходит пос ледовательно один за другим в зависимости от номера команды, причем . формирование величины заданного вре-. менного интервала происходит с помощью одних и тех же элементов Устройства . Недостатком устройства  вл ютс  ограниченные функциональные возможности , состо щие в том, что формирование временных интервалов осуществл етс  только последовательно и исключена возможность одновременного независимого формировани  временных команд. Кроме того, в устройстве исключена возможность счета числа срабатываний входньж устройств и механизмов . Наиболее близким-к изобретению  вл етс  устройство, содержащее счетчик времени, перрый блок пам ти, соединенный адресными входами .с выходами счетчика команд, первыми информационными выходами - с входами дешифратора, подключенного выходами к первым входам блока элементов И, делитель частоты, св занный счетным входом с первымвыходом генератора импульсов, а схему сравнени  и второй блок пам ти, соединенный адресными входами с пepвы ли выходами первого блока пам ти, информационными входами - с выходами счетчика времени, управл ю-дам входом с вторым выходом генератора импульсов , а выходами - с установочными входами счетчика времени и с первыми входами схемы сравнени , подключенной вторыми входами к вторым выходам первого блока пам ти, выходом - к вторым входам блока элементов Ник входу сброса счетчика времени, соединенного счетным входом с выходом делител .частоты, подключенного установочными входами к третьим выходам первого блока пам ти. Устройство имеет число каналов управлени  по числу выходов. Формирование заданных выдержек времени по различным каналам управлени  происходит независимо друг от друга и одновременно по всем каналам. Текущее значение отсчитываемого времени по всем каналам управлени  хранитс  во втором блоке пам ти, а номера каналов управлени  и величины выдержек времени, которые заданы, Х1 ан тс  в первом блоке пам ти. Таким образом, формирование заданных выдержек времени дл  всех каналов управлени  происходит с помощью одних и тех же элементов и одновременно по всем каналам управени  . Недостатком устройства  вл ютс  ограниченные функциональные возможности , состо щие в , что нар ду с формированием выдержек времени отсутствует возможность счета входных импульсов по всем каналам управлени , т.е. формирование временных задержек подачи или сн ти  управл ющих команд в функции заданного программной количества импульсов поступающих на вход устройства в те чение произвольного интервала времени . Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем одновременного независимого формировани  временных команд. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в программно-временное устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, подключенный первым выходом к входу делител  частоты и к счетному входу первого счетчика импульсов, соединенного выходом с адресным входом первого блока пам ти, подключенного первым выходом к первому входу блока сравнени , вторым выходом - к информационному входу дешифратора и к адресному входу второго блока пам ти, соединенного управл ( ц м входом с вторым выходом генератора тактовых .импульсов, а вьлходом - с информационным входом второго счетчика им пульсов и с вторым входом блока сра нени , подключенного выходом к сбро совому входу второго счетчика импул сов и к управл кадему входу дешифратора , св занного выходом с входо второго блока пам ти, введены комм татор, первый и второй блоки форми рователей иктульсов, подключенных входами соответственно к выходам делител  частоты.и объекта управле ни  , а выходами - к первым и вторы информационным входам коммутатора, соединенного третьим информационны входом с третьим выходом первого блока пам ти, управл ющим входом с первым выходом генератора тактовых импульсов и управл ктим входом второго счетчика импульсов, а выхо дом - со счетным входом второго счетчика импульсов. Такое выполнение программного устройства позвол ет формировать временные задержки выдачи или сн ти  .управл ющих сигналов и команд не только в функции заданных программой эталонных временных интерва лов, но и в функции от заданного к личества импульсов, поступающих на вход устройства в любые случайн моменты времени (т.е. длительность временного интервала не задана програквиой) , . На фиг. 1 представлена структур на  схема предлагаемого устройства на фиг. 2 - структура командного слова/ на фиг. 3 - временна  диагр ма работы генератора тактовых им пульсов. . Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, делитель 2 частоты , первый счетчик 3 импульсов, коммутатор 4, второй счетчик 5 импульсов , второй блок 6, пам ти, первый блок 7 пам ти, блок 8 сравнени , дешифратор 9, перилй и второй блоки формирователей 10 и 11 импульсов , объект 12 управлени . Генератор 1  вл етс  двухтактным генератором импульсов и может быть выполнен на одной интегральной микросхеме К155ЛАЗ. Блок 7 пам ти служит дл  хранени  командных слов и представл ет собой посто нное запоминающее устройство, работающее только в режиме считывани  записанной в него информации. Количество командных слов, хран щихс  в блоке 7, равно количеству выходов устройства ив конкретном примере равно шестидес ти четырем. Блок 7 имеет такое количество первых выходов, сколько разр дов содержит та часть командного слова, котора  задает число эталонных временных интервалов или поступаквдих по одному из-входов устройства счетных импульсов, которое необходимо дл . формировани  соответствующего выход-. иого сигнала устройства. В данном примере это число может достигать иестидес ти четырех и, следовательно, блок 7 имеет шесть первых выходов. Блок 7 имеет такое количество вторых выходов, сколько разр дов содержит та часть командного слова, котора  определ ет адрес соответствующего вькода устройства. Так как в данном примере устройство имеет шестьдес т четыре выхода, то блок 7 имеет шесть вторых выходов. Блок 7 имеет такое количество третьих выходов, сколько разр дов имеет та часть командного слова, котора  определ ет ту последовательность эталонных временных интервалов или последовательность счет-г ных импульсов, котора  требуетс  дл  формировани  соответствующего выходного сигнала. В данном примере суммарное количество этих последовательностей равно шестнадцати и, следовательно, блок 7 имеет четыре третьих выхода. Таким образом, командное слово имеет шестнадцать разр дов, и объем пам ти блока 7 составл ет шестьдес т, четыре шестнадцатиразр дных слрва. Блок 7 может быть выполнен, например , на двух соединенных параллельно по адресным входам интеграль ных микросхемах К573РФ1. Счетчик 3  вл етс  счетчиком команд и представл ет собой двоичный , счетчик, количество выходов которого зависит от числа командных слов, iхран щихс  в блоке 7, и в данном примере равно шести.

Такой.счетчик может быть выполне на двух последовательно соединенных интегральных микросхемах К155ИЕ5.

Блок 6 представл ет собой оперативное запоминающее устройство, имещее режимы считывани  и записи информации . .

Объем пам ти блока б в данном примере составл ет шестьдес т четыре шестиразр дных слова.

Блок, б может быть выполнен на шести параллельно соединенных пр адресным входам микросхемах К565РУ2

Блок 8 сравнени  предназначен дл  поразр дного сравнени  двух двоичных кодов. Разр дность этих кодов равна,числу первых выходов блока 7, в данном случае шести. Така  схема может быть реализована на двух интегральных микросхемах K134CII1.

Делитель 2 частоты представл ет собой двоичный счетчик, предназнач:енный дл  формировани  последовательностей эталонных временных интервалов путем делени  частоты сигНсша , поступающего на его вход с первого выхода генератора 1.

Число выходов делител  2 частоты определ етс  количеством последовательностей эталонных импульсов, необходимых дл  формировани  устройством выходных сигналов. Разр дность счетчика определ етс  ве 1ичинами эталонных временных интервалов в каждой из последовательности и частотой сигнала, поступающего на делитель 2 частрты от генецатора 1.

В данном примере число выходов равно восьми. Делитель 2 частоты может быть выполнен на последовательно соединенных интегральных микросхемах К155НЕ5.

Счетчик 5 может быть реализован на двух последовательно соединенных интегральных микросхемах К155ИЕ7.

Коммутатор 4 предназначен дл  коммутации одной из группы последовательностей эталонных временных интервалов, поступающих с выходов делител  2 частоты, либо одной из группы последовательностей входных импульсных сигналов, поступанвдих с выходов управл ег гого объекта через произвольные интервалы времени.

Число первых информационных входов комкчутатора 4 равно числу выходов делител  2 частоты, в данном примере восьм. Число вторых информационных входов коммутатора 4 равно числу входов устройства и, в данном примере восьми. I Коммутатор 4 может быть выполнен на одной микросхеме К155КП1.

Формирователи 10 и 11  вл ютс  формировател ми импульсов, дпительность которых равна длительности цикла работы устройства.

Формирователи 10 формируют импульсы , поступающие с выходов делител  2 частоты на первые входы коммутатора 4. Число формирователей

10равно числу выходов делител  частоты 2.

Формирователи 11 формируют импульсы , поступающие с входов устройства на вторые входы коммутатора 4, Число формирователей 11 равно числу входов устройства.

В данном примере число форгдарователей ID равно числу формирователей

11и.равно восьми. Формирователи 10 так же, как и

формирователи 11, могут быть выполнены , в данном примере, на восьми интегральных микросхемах К155АГ1 каждый.

Дешифратор 9 может быть реализован на п ти интегральных микросхемах К155НДЗ.

В соответствии с количеством выходов -блока 7 командное слово (фиг. 2) может быть разбито на три информационных пол : поле 13 содержит величину требуемой задержки срабатывани  заданного выхода , выраженную в двоичноМ коде, количество разр дов пол  13 равно числу первых выходов блока 7, в даннол -примере шести, поле 14 содерХ (ит код адреса, соответствующего этой команде выхода устройства, этот адрес также  вл етс  адресом дл  блока б оперативной пам ти, количество разр дов пол  14 равно числу вторых выходов блока 7, в данном примере шести, поле 15 содержит адрес входа KOMiviyTaTopa. 4. Если адресуеьий разр дами пол  15 вход коммутатора 4 относитс  к группе его первых информационных входов, отсчет выдержки срабатывани  заданного в поле 14 выхода устройства производитс  по эталонным временным интервалам - дискретам врмени , задаваемым делителем 2 частот И поступающим с его выходов на первую группу информационных входов коммутатора 4.

В том случае, когда поле 15 содержит адрес, относ щийс  к группе вторых информационных входов коммутатора 4, выдержка срабатывани  заданого выхода устройства происходит через определенное количество пульсов, приход щих через произвольные интервалы времени и поступающих на входы устройства с выходов управл емого объекта 12. Эти импульсы могут- быть отождествлены с опреде65 ленным числом срабатываний различных входных механизмов и устройств, вход щих в управл вь-ый объект 12. Количество разр дов пол  15 равно числу третьих выходов блока 7, в данном примере четырем. Устройство работает следующим об разом.Тактовые импульсы Т1 (фиг. 3) с первого выхода генератора 1 поступа на счетный вход счетчика 3, увеличива  его содержимое с каждым импульсом на единицу. Состо ние всех разр дов счетчика 3 в каждый момент времени определ ет адрес очередной команды. Командное слово, хран щеес  по этому адресу в блоке 7 пам ти команд, по вл етс  одновременно на всех выходах блока 7: шесть разр дов на первых выходах, шесть разр дов на вто рых выходах и четыре разр да на третьих выходах. Таким образом, на первых входах блока 8 сравнени  по вл етс  в дво ичном коде величина требуемой в да ной команде выдержки времени или к личества импульсов, поступающих с соответствующего входа устройства . На вторы:: выходах блока 7 пам  ти выставл етс  в двоичном коде адрес йестиразр дного слова, хран щегос  в блоке 6 пам ти. Одно-, временно этот код выбирает посредс вом дешифратора 9 адрес нужного вы хода устройства. Четырехразр дный, двоичный код на третьих выходах блока 7 определ ет адрес одного из шестнадцати входов коммутатора 4. На управл ющий вход блока б пам ти поступает с второго выхода ге нератора 1 тактовый сигнал Т2. Наврем  по влени  такта Т2 блок 6 пе ходит в режим записи входной инфо мации, котора  поступает в блок 6 с выходовсчетчика 5. Эта информаци  записываетс  по адресу, поступающему с вторых выходов блока 7 на адресные входы блока 6. В отсутствии такта 12 блок пам  ти 6 работает в режиме считывани  хран щейс  в нем информации, котор в соответствии с адресом выставл етс  на выходахблока 6. Эта информаци  поступает на вторые входы блока 8 сравнени , который сравнивает ее с заданным количеством временных эталонных дискрет или счетных импульсов, поступающих на ,первые входы блока 8 сравнени  с. блока 7. В случае равенства кодов на nep вых и вторых входах на выходе блока 8 сравнени  по вл етс  сигналу разранающий дешифратору 9 выдачу Команды игу включение соответствующего выхода устройства/ адрес кото го в данный момент выставлен на кодовых входах дешифратора,9 вторы выходами блока 7. Одновременно с этим сигнал с выхода блока 8 срав- i нени  обнул ет счетчик 5. На врем  такта 12 блок 6 переходит в режим записи информации с информационных входов, которые соединены с выходами счетчика.5. Таким образом, по адресу, сто оцему на адресных входах блока 6, в этом случае будут записаны нули. В том случае, когда двоичное число с выхода блока 6 меньше числа иа первых выходах блока 7, блок 8 сравнени  не выдает сигнал разрешени  дешифратору 9 и сигнал на обнуление счетчику 5. Тактовый импульс Т1, поступающий на счетный вход счетчика 3, одновременно поступает на управл ющий вход счётчика 5 и устанавливает его разр ды в состо ние, в котором наход тс  выходы блока б. Таким образом, при отсутствии импульса на счетном входе счетчика 5 его состо ние остаетс  неизменным до следуюцего такта Т1. Вследствие этого по очередному такту 12 состо ние разр дов счетчика 5 запишетс  снова в  чейки блока 6 по этому же адресу, по которому оно было считано с блока б в такте Т1. Эта информаци  в блоке 6 останетс  неизменной до следующего цикла работы устройства. Импульсы, поступающие на счетный вход счетчика 5, будут соответствовать только определенному адресу, который выставлен на кодовых входах коммутатора 4 третьими выходами блока 7. Этот адрес определ ет нужный вход коммутатора 4. Если адресуег-ый вход принадлежит группе первых информационных входов коммутатора 4, на его выходе будут по вл тьс  импульсы только через строго нормированные временные интервалы , которые задаютс  делителем 2 частоты. Если адресуемый вход выбираетс  из группы вторых информационных входов коммутатора 4, на его выходе импульсы по в тс  только тогда, когда на соответствующем входе устройства по витс  сигнал, означаквдий срабатывание определенного входного механизма или устройства, вход щего в управл емой объект 12. Когда на выходе коммутатора 4 при выбранном его входе по витс  импульс, одновременно независимо от этого по такту Т1, поступающему на управл ющий вход счетчика 5,произойдет установка разр дов счетчика 5. Так как импульс с выхода коммутатора 4 подаетс  на счетный вход счетчика 5, то в этом случае его состо ние изменитс  на единицу. По очередному такту Т2 новое значение числа,

увеличенное на единицу, наход щеес в счетчике 5, запишетс  по тому же адресу в блок 6.

Независимо от результата сравнени  в блоке 8 сравнени  счетчик 3 переходит к следукмдей команде в момент начала очередного такта Т1 и перебирает таким образом все каналы управлени  объекта 12. После исполнени  последней команды счетчик 3 в результате переполнени  обнул етс  и выдает на адресные входы блока 7 вновь адрес первой по программе команды, имеющей нулевой адрес.

Таким образом, весь цикл работы устройства повтор етс .

В блоке 6 (оперативной пам ти) происходит, таким образом, накопление по определенным адресам количества поступивших строг.о, нормированных временных дискретлибо количества импульсов или срабатывани постула ощих через произвольные интервалы времени с входов устройства . Это накопление дл  каждой команды происходит по адресу, указанному в командном слове, и который  вл етс  одновременно адресом дл  блока 6 оперативной пам ти и адресом выхода устройства.

Как только величина этой накопленной информации сравн етс  с заданным числом, поступающим с блоЛа 7, с первых его выходов, блок 8 сравнени  выдаст сигнал на включение соответствующего канала управлени  объектом 12 и одновременно с этим обнулит счетчик 5. Это нулевое значение запишетс  в блок 6 по тому же адресу. Таким образом, этот канал управлени  вновь готов дл  отсчета временной задержки либо количества срабатываний, заданного в команде входного устройства .

Таким образом, предложенное программное устройство может управл ть i сложным объектом техники, в частности , металлорежущим станком, выдава  команды управлени  по несколь5 КИМ каналам управлени  одновременно , формиру  при этом эти команды не только с заданной в програг ле выдержкой времени, но и по истечении заданного в программе числа

0 срабатывани  входных механизмов и устройств, поступающих через произвольные промежутки времени. Предлагаемое устройство может быть использовано на любых станках,

5 автоматических лини х и Других установках , где по технологическому циклу требуетс  формировать команды управлени  с заданной вьщержкой времени или через заданное количество срабатываний различных ханизмов, кнопок, конечных выключателей и других входных устройств.

введение в устройство двух групп C .формирователей и коммутатора позвол ет существенно расширить функции программного устройства и область его применени , так как при этом команды управлени  с выхода устройства формируютс  не только че0 рез заданные выдержки времени,

но и через заданное число срабатываний определенных механизмов И устройств, вход щих в объект уггравлени . 5

Это позвол ет с помощью предлагаемого программного устройства строить системы многоразового, многбциклового управлени , учиты0 вающие количество пройденных объектом управлени  шагов, количество выполненных операций или другие импульсные сигналы от управл емых -объектов.

фиг.1

Фиг 2

Claims (1)

1. ПРОГРАММНО-ВРЕМЕННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее генератор тактовых импульсов, подключенный первым выходом к входу делителя частоты и к счетному входу первого счетчика импульсов, соединенного выходом с адресным входом первого блока памяти, подключенного первым выходом к первому входу блока сравнения, вторым выходом - к информаций онному входу дешифратора и к адресному входу второго блока памяти, · соединенного управляющим входом с вторым выходом генератора тактовых импульсов, а выходом - с информационным входом второго счетчика импульсов и с вторым входом блока сравнения, подключенного выходом к сбросовому входу второго счетчика импульсов и к управляющему входу дешифратора, связанного выходом с входом второго блока памяти, о т л и ч а ю дц е е с я тем, что,- с целью расширения функциональных возможностей устройства путем одновременного независимого формирования временных команд, в него введены коммутатор, первый и вто- * рой блоки формирователей импульсов, подключенных входами соответствен- g • но к выходам делителя частоты и объекта управления, а выходами - к первым и вторым информационным входам коммутатора, соединенного третьим, информационным входом с третьим выходом первого блока памяти, управляющим входом - с первым выходом генератора тактовых импульсов и управляющим входом второго счетчика импульсов, а выходом - со счетным входом второго счетчика импульсов.

   один за другим в заномера команды, причем . величины заданного вре-.

   с помо10 ледовательно висимости от формирование менного интервала происходит щью одних и тех же элементов Устройства.

   Недостатком устройства являются ограниченные функциональные возможности, состоящие в том, что формирование временных интервалов осуществляется только последовательно и исключена возможность одновременного независимого формирования временных· команд. Кроме того, в устройстве исключена возможность счета числа 15 срабатываний входных устройств и механизмов.

   Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее счетчик времени, первый блок памяти, -η соединенный адресными входами.с вы- • ходами счетчика команд, первыми информационными выходами - с входами дешифратора, подключенного выходами к первым входам блока элементов И, делитель частоты, связанный счетным входом с первымвыходом генератора импульсов, а такхсе схему сравнения и второй блок памяти, соединенный адресными входами с первыми выходами первого .блока памяти, информационными входами - с выходами счетчика времени, управляющим входом с вторым выходом генератора импульсов, а выходами - с установочными входами счетчика времени и с первыми входами схемы сравнения, подключенной вторыми входами к вторым выходам первого блока памяти, выходом - к вторым входам блока элементов Пик входу сброса счетчика к выходу второго 40 времени, соединенного счетным входом с выходом делителя частоты, подключенного установочными входами к третьим выходам первого блока памяти.

   . Устройство имеет число каналов управления по числу выходов. Формирование заданных выдержек времени по различным каналам управления происходит независимо друг от друга и одновременно по всем каналам.

   * Текущее значение отсчитываемого времени по всем каналам управления хранится во втором блоке памяти, а номера каналов управления и величины выдержек времени, которые заданы, хранятся в первом блоке памяти. Таким образом, формирова- •ние заданных выдержек времени для всех каналов управления происходит с помощью одних и тех же элементов 60 и одновременно по всем каналам управления [2J.

   • Недостатком устройства являются ограниченные функциональные возможности, состоящие в том, что наряду с формированием выдержек времени