(54) СЧЕТЧИК-ТАЙМЕР
Изобретение относитс к импульсной технике и автоматическому управлению и может быть использовано дл формировани управл емых задержек различного тина, аналого-цифрового преобразовани (А1Ш), двухшагового интегрировани и преобразовани частота-код. Известно устройство управлени аналого-цифровым преобразователем, которое может быть использовано как сча-р чик-накопитель, содержащее счетчик, блок пуска, триггер, вентили считьшани управл ющие щины 11 Недостатком такого устройства вл етс то, что его нельз использовать дл формировани управл емых задержек и пре образовани частота-код. Помимо этого длительность первого шага интегрирован НИИ у него фиксирована,, что требует дл отстройки от помех промыщланн(Л сети использовать, внешнкзю схему АПЧ (автоподстройки частоты), что усло . н ет преобразователь в целом. Наиболее близким к предлагаемому по конструкции и функциональным вл етс счетник-таймер, содержащий счетчик, регистр, схему управлени , блок пуска и триггер 2 . Недостаток устройства заключаетс в том, что оно не выполн ет функции двухшагового интегрировани , преобразовани частота-код, формировани многократных задержек. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей счетчика-таймера . Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство, содержащее инвертор щьа. формировател , счетчик, регистр, триггер, &ГЮК пуска выход которого соединен с первым входом первого элемента И. входом первого формировател , и через инвертор с входом второго формнр вател , выход которого через первый, а затем второй элементы ИЛИ соединен с первым входом триггера, выход первого формировател соединен с первым входом 398 второго элемента И, второй вход которого соединен с первой шиной перестройки, а выход - с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом триггера, выход которого соединен с выходной шиной, а выход пер вого элемента И соединен со счетным входом счетчика, выход переноса которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с второй шиной перестройки, а выход - с вторым входом третьего элемента ИЛИ, а интерфейсна шина соединена с установочными входами блока пуска, регистра и счетчика, треть шина перестройки соединена с первым входом чет вертого элемента И, дополнительно введ ны семь элементов И, три триггера, фор мирователь, инвертор, блок задержки, два элемента ИЛИ и один элемент ИЛИ- НЕ, два блока элементов И и блок инверсии , первый вход которого соединен с выходом регистра, второй вход - с выходом четвертого элемента И, при этом первый вход третьего элемента И соединен с первыми входами первого, второго, третьего, четвертогчэ и седьмого дополнительных элементов И и первым входом первого дополнительного три гера, первый выход которого соединен с третьим входом третьего элемента И, выход первого дополнительного элемента И соединен с третьим входом третьего элемента ИЛИ и с первым . входом п того дополнительного элемен , та И, четверта шина перестройки соединена с вторым входом третьего дополнительного элемента И и первым входом элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с п той шиной перестройки , вторым входом первого дополнительного элемента И и входом дополнительного инвертора, выход которого соединен с первым входом первого дополнительного элемента ИЛИ и с вторым входом четвертого дополнительного эл&мента И, выход которого соединен с вто рым входом второго элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с вторы входом п того дополнительного элемента И, выход которого соединен с первьшс входом второго Дополнительного элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым входом блока пуска, вторым входом первого дополнительного трнг гера, выходом первого элемента ИЛИ, и первыми входами второго и третьего дополнительных триггеров, выход второг дополнительного элемента ИЛИ соединен 44 с шшюй синхронизации, а третий его вход с выходом третьего дополнительного элемента И, причем маркерна шина через дополнительный формирователь соединена с первым входом шестого дополнительного элемента И, второй вход которого соединен с выходом блока пуска , второй вход четвертого элемента И объединен с третьими входами первого и четвертого дополнительных элементов И и вторым выходом первого дополнительноо триггера, а выход шестого дополниельного элемента И соединен с вторыьш ходами второго и третьего дополнительных триггеров, выход второго ДОПОЛНЕНтельного триггера соединен через первый дополнительный элемент ИЛИ с втЭрым входом первого элемента И, третий вход которого соединен с шиной второй частоты, дополнительна выходна шина соединена с первым выходом третьего дополнительного триггера, второй выход которого соединен с входом сброса, счетчика и непосредственно с первым входом первого блока И, второй вход которого соединен с выходом счетчика, а выход первого блока И соединен с входом регистра, выход блока инверсии соединен с первым входом второго блока И, выход которого соединен с управл ющим входом счетчика, второй вход второго блока И соединен с выходом второго дополнительного элемента И, второй вход седьмого дополнительного элемента , И соединен с первой шиной перестройки, а его вызюд - с вторым входом первого элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с шиной останова. На чертеже приведена функциональна схема предлагаемого счетчика-таймера. Схема содержит счетчик 1, регистр 2, интерфейсную шину 3, блок 4 пуска, основной триггер 5 с выходной шиной 6, шины 7-11 перестройки, шина 12 синхрониэации , шина 13 второй частоты, шина 14 останова, маркерна шина 15, дополнительна выходна шина 16, дополнительные счетные триггеры 17 и 18, формирователи 19 и 20, инвертор 21, дополнительный инвертор 22, эл&менты И 23-33, дополнительный триггер 34, блок 35 задержки, элементы ИЛИ 36-40, первый и второй блоки И 41 и 42, блок 43 инверсии, элемент ИЛИ-НЕ 44 и дополнительный формирователь 45. Приншш работы устройства - формирование очередности следующих одна аа 59 другой задержек, величины которых зада ютс программно или внешним устройством , от маркерной шины 15. Перестрой ка структуры устройства производитс шинами 7-11 перестройки, которые соответственно включают режимы однокраной задержки, циклической задержки, шв ротно-импульсной модул ции, Тшюгократуной задержки, двухшагового интегрирова ни (либо преобразовани частотг код). Устройство работает следуюшим обра зом. Режим однократной задержки задаетс включением шины 7. После программной записи кода задержки в счетчик 1 (в дополнительном коде) н включени первого формировател 19 от блока 4 пуска включаютс элементы И 24, ИЛИ 38, и шина 6 через триггер 5. Счетный триг гер 17 обеспечивает коммутацию входов триггера 5 и участвует в формировании сигнала выходной шины 6 длительностью равной периоду импульсов входной частоты шины 13. От момента включени блока 4 пуска импульсы входной частоты поступающие на шину 13, передаютс че рез элемент С 23 на счетчик 1, которы вырабатывает импульс переполнени (переноса ), вьпслючающий через элементы И ЗО и ИЛИ 37 триггер 5. Одновременно через элемент И 33 выклю1чаетс блок 4 пуска. Разрешение счета в этом режиме поступает от первого входа эл&мента ИЛИ 39 через инвертор 22, работающего от низкого уровн шины 11. Одновременно через элемент ИЛИ 4О возбуждаетс шина 12, сигнал с которой идет на прерывание процессора, либо син хронизацию какой-либо другой управл ющей логики. На элемент ИЛИ 4О сиг нал при этом проходит от переполнени счетчика 1 через элементы И 27 и 31, при этом шины 1О и 11 выключены и элемент ИЛИ-НЕ 44 находитс В:.состо нии разрешени прохождени сигнала через элемент И 31. В режиме циклической задержки, задаваемой шиной 8, элемент ИЛИ 33 не срабатьгоает и блок 4 пуска и дополнительный триггер 34 не выключаютс . Возможен программный останов через инвертор 21 и формирователь 2 О от блока пуска. Цикличность формировани задержки обеспечиваетс записью установки в гистр 2 и переписью ее аппаратно концом цикла через элемент И 28 и блок 42 вентилей. Блок 43 инверсии в этом режиме элементов И 26 не переключаетс 4 и передает содержимое регистра 2. на счетчик 1 без инверсии. Цикличность запуска триггера 5 обеспечиваетс эл&ментом И 25, пропускаюшит каждый второй импульсы переполнени счетчика 1за счет совместной работы со счетным триггером 17. Этот режим обеспечивает деление входной частоты на удвоенный заданный коэффициент и выдачу результата по шине 6 в виде импульсов со скважностью 2. Сигнал такой формы дл управлени реальными объектами вл етс предпочтительным . Режим широтно-импульсной модул$тии выбираетс шиной 9, котора , будучи включена ссжместно с шиной 8, обеспечивает модификацию режима циклической задержки, а именно, формирует паузу, не равную длительности импульсу, а вл ющуюс инверсной к коду задержхШ. Период импульсов при этом равен не 2 где п - разр дность счетчика, как было бы при паузе, сформированной на дополнительном коду, а 2 -1, что, однако, не вли ет на точность, так как линейность сохран етс , а погрешность дисщзетно не превьиыает младшего разр да. Режим многократной задержки обеопеч шет формирование на шине 6 помимо интервалов времени включени объекта также н заданное врем включейи объекта . Режим многократной задержки выбираетс ссжместным включением шины . 1О и режима циклической задержки. Шина 12 синзфонизации в этом режиме возбуждаетс элемент И 29 от каждого импульса переполнени счетчика. По этим импульсам процессор или друга управл юща логика записывает в регистр 2по шинам 3 новый кед, соответствук ший времени включени , либо выключени шины 6. Режим, при котором активна шина, 11 перестройки, примен етс при таких измерени х интервалов времени, которые иопользуют KaKyio-либо опорную базу . Такие измерени используютс при вухшаговом методе преобразовани ийнпр жение-код , преобразовании интервал времени-код, частота-код. Стартовый и стоповый импульсы поступают на марке{ ную шину 15. При использовании в преобразователенапр$1жени&-крд таймер интервал времени первого шага интегрировани на дополнительную шину 16, в это врем происходит зар д из798 мерительного коьщенсатора (во внешней схеме) от измер емого напр жени , врем второго шага интегрировани сш1маетс с шины 6, в течение этого времени происходит разр д,измерительного ковденса трра эталонным током. Концу разр да со ответствует срабатьюание 1-1уль-органа во (внешней схеме), формируюш его сигнал останова на шине 14. Этот сигнал идет на шину 12 и выключает триггер 5. В качестве базы времени первого шага интегрировани используетс период частоты силовой сети, помехи которой следует подавить. Дл этого напр жение это сети подаетс через соответствующий делитель на шину 15. Нервый шаг интегрировани завершает с о приходом Ьторого, после включени блока 4, импульса на шину 15. Этот импульс с выхода второго счетного триггера 18 переписьюает через блок 41 код первого шага интегрировани в регис 2, после чего счетчик сбрасываетс чере блок задерлши 35 и производитс накопление и Шyльcoв второго шага интегрировани до момента прихода на шину 14 и элемента ИЛИ 36 сигнала останова. Деление кода счетчика на код регистра, производимое процессором, дает результат измерени , не завис щий от девиации частоты и, следовательно, с максимальным подавлением помех. Таймер может быть также использоBaii дл измерени напр жени по другому алгоритму. При малом уровне промышлен- ных помех период первого шага интегрировапи задаетс автономно, т.е. npoiраммно , а не по внешним маркерным импульсам . В этом варианте использовани операци делени может быть исключена. Включение таймера в этот режим производитс заданием режима циклической задержки и ги-шерсным подключением шины , б к шине 15. Врем первого шага интегрировани снимаетс с шины 6, а второго - с дополнительной выходной Шины 16. По фронту выключени шины 6 (конец первого шага интегрировани ) включаетс счетный триггер 18 через элемент И 32 и формирователь 45 от шины 15, выключение же его происходит по останову от шины 14. В этот же момент происходит останов, а также возникает синхроимпульс на шине 12. В регистре 2 должна быть записана нулева информаци с тем, чтобы перепись регистра, в , производима по окончанию первого шага интегрировани , 48 подтвердила нулевой код счетчика, соопветствующий вго переполнению. , В режиме частота-код или при измерении заданного интервала времени устана шшаетс режим включени шины 11, на шину 15 подаетс импульс пуска, на шину 14 подаетс импульс останова. Таймер может быть использован как счетчик-накопитель, причем общее кол1 чество импульсов может превьш ать раэр дную сетку счетчика. Дп этого ВКЛЕОчаетс режим многократной задержки (шины 10,8), а в регистр заноситс нулевой код. Импульсы очередных переключений идут на шину 12 и могут програкфмно накапливатьс , а текущий код мольно программно сосчитать со счетчика, Таким образом, таймер может быть использован как выходной преобразователь , формирующий сигналы управлени реальным объектом и синхронизации, а также как входной преобразователь, осуществл юший измерение заданных интервалов времени. Рассмотренные свойства таймера позвол ют использовать его в качестве однократной, циклической и многократной задержек, широтно-импульсного модул тора , дл преобразовани интервалов вре:мени в качестве счетчика-накопител . Наличие двух вариантов измерени напр жени позвол ет использовать пр еобразователь дл исследовани уровн промышленных помех. ормула изобретени Счетчик-таймер, содержащий инвертор, два формировател , счетчик, регистр. триггер, блок пуска, выход которого сюединен с первым входом первого элемента И, входом первого формировател к через инвертор с входом второго форь/мровател ; выход которого через последовательно соединенные первый, второй элементы ИЛИ соединен с первым входом триггера, выход первого формироЕ.агтел соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с первой шиной перестройки, а выход - с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом триггера, выход котор зго соединен с выходной шиной, а выход керхвого элемента И соединен со счетным входом счетчика, выход переноса которого соединен с .первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с второй шиной перестройки, а выход - с вторым входом третьего элемента ИЛИ, а интерфейсна шина соединена с установочными входами регистра счетчика и блока пуска, треть шина . перестройки соединена с первым входом четвертого элемента И, отличающ и и с тем, что, с целью расширени функциональных возможностей счетчикатаймера , в него дополнительно введены семь элементов И, три триггера, формирователь , инвертор, блок задержки, два элемента ИЛИ, и один элемент ИЛИ НЕ, два блока элементов И и блок инверсии , первый вход которого соединен с вь1ходом регистра, второй вход соединен выходом четвёртого элемента И, при этом первый вход третьего элемента И соединен с первыми входам первого, второго, третьего, четвертого и седьмого дополнительных элементов И и первы входом первого дополнительного триггера , первый выход которого соединен с третьим входом третьего элемента И, выход первого дополнительного элемента И соединен с третьим входом третьего элемента ИЛИ и с первым входом п того дополнительного элемента И, четверта шина перестройки соед1шена с. вторым входом третьего дополнительного элемента И и первым входом элемента И ЛИ НЕ, второй вход которого соединен с п той шиной перестройки, вторым входом первого дополнительного элемента И и входом дополнительного инвертора, выход которого соединен с первым входом первого дополнительного элеме;нта ИЛИ и с вторым входом четвертого дополнительного элемента И, выход которо го соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с вторым входом п того ДОПОЛгнительного элемента И, выход которого соединен с первым входом второго дополнительного элемента ИЛИ, второйвхо которого соединен с первым входом блока пуска, вторым входом первого.дополнительного триггера, выходом первого эле мента ИЛИ, и первыми входами второго 9 410 й третьего дополнительных триггеров, выход второго дополнительного элемента ИЛИ соединен с шиной синхронизации, а третий его вход соединен с выходом тре« тьего дополнительного элемента И, причем маркерна шина через дополнительный формирователь соединена с первым входом шестого дополнительного элемента И, второй вход которого соединен с выходом блока пуска, второй вход четвертого элемента И соединен с третьими . входами первого и четвертого дополнительных элементов И и вторым выходом первого дополнительного триггера, а выход шестого дополнительного элемента И соединен с вторыми входами второго и третьего дополнительных триггеров, выход второго дополнительнохчэ триггера соединен через первый дополнительный элемент ИЛИ с вторым входом первого элемента И, третий вход которого соединен с шиной второй частоты, дополнительна выходна ш1ша соединена с выходом третьего дополнительного триггера, второй выход которого соединен через блок задержки со входоь- сброса счетчика и непосредственно с первым входом первого блока И, второй вход которого соединен с выходом счетчика, а выход первого блока И соединен с входом регистра, выход блока инверсии соединен с первым входом второго блока И, выход которого соединен с управл ющим входом счетчика, второй вход второго блока И соединен с выходом второго дополнительного элемента И, второй вход седьмого дополнительного элемента И соединен с первой шиной перестройки, а его выход св зан с вторым входом первого элемента ИЛИ, трей тий вход которого соединен с шиной останова . Источники информации, . прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 748399, кл. G Об F 1/О4, 1980. 2.Авторское свидетельство СССР № 7И689, кл. Н 03 К 23/ОО, 198О.