Пристрій сполучення обчислювача з датчиками аналогових сигналів

Пристрій сполучення обчислювача з датчиками аналогових сигналів, що містить генератор тактових імпульсів, перший регістр, комутатор, лічильник, вихід якого з'єднаний із входом першого цифро-аналогового перетворювача, вихід якого підключений до перших входів нуль-органів, а виходи з'єднані з входами блока формувача імпульсів, який відрізняється тим, що в нього введені однокристальна мікро-ЕОМ (ОМЕОМ), другий, третій і четвертий регістри, програмувальний подільник, другий цифро-аналоговий перетворювач, тригер, мультиплексор, блок пам'яті і 8- бітові шини: інформації, керування й адреси, що є відповідними входами пристрою і з'єднуючі однойменні входи-ви ходи ОМЕОМ і блока пам'яті, першого, A 2 (19) 1 3 71214 4 поступаючого з елемента АБО, є умовою недостодозволяє проводити попередню обробку інформавірного відображення стану об'єкта і зниження ції і підвищує достовірність вихідної інформації. швидкості обробки. На фіг.1, зображена структурна схема приВ основу винаходу поставлена задача удоскострою сполучення обчислювача з датчиками ананалити пристрій сполучення обчислювача з датчилогових сигналів. ками аналогових сигналів, у якому нове виконання На фіг.2 зображена часова діаграма роботи сполучення дозволило забезпечити збільшення пристрою в основному робочому режимі. оперативності керування роботою пристрою і заПристрій містить генератор 1 тактових імпульвдяки цьому відбувається підвищення достовірносів, програмувальний дільник 2, перший регістр 3, сті поступаючої інформації, що дозволяє забезпешину 4 керування, адресну шину 5, інформаційну чити підвищену швидкість в опитуванні датчиків, шину 6, що є відповідними входами пристрою, усун ути часову нестабільність і підвищити стійкість другий регістр 7, лічильник 8, третій регістр 9, пеу роботі всієї системи діагностики і контролю. Крім рший ЦАП 10, др угий ЦАП 11, ОМЕОМ 12, тригер того застосування однокристальну мікро-ЕОМ 13, перші інформаційні входи 14, комутатор 15, (ОМЕОМ) дозволяє робити попередню обробку блок пам'яті 16, нуль-органи 17, другий керуючий інформації, яка надходить, від датчиків контролю і, вхід 18, інформаційний вихід 19, блок 20 формувавідповідно, підвищити інформативність і достовірча імпульсів, мультиплексор 21, четвертий регістр ність інформації, що передається на зовнішню 22. ЕОМ (центральний пульт контролю). Блоки пристрою, що заявляється, реалізовані Для поставленої задачі в пристрої сполучення на наступних мікросхемах: блок 1 - 533ЛН1 і обчислювача з датчиками аналогових сигналів, що 533ЛА3; блок 2 - 555ИЕ5; блок 3 - 588ИР1; блок 7 містить генератор тактових імпульсів, перший ре588ИР1; блок 8 - 533ИЕ10; блок 9 - 588ИР1; блок гістр, комутатор, лічильник, вихід якого з'єднаний 10 - 572ПА1; блок 11 - 572ПА1; блок 12 із входом першого цифро-аналогового перетворю1816ВЕ48; блок 13 - 533ТВ15; блок 15 - 590КН9; вача (ЦАП), вихід якого підключений до перших блок 16 - 1821РУ55; блок 17 - 521СА4; блок 20 входів н уль-органів, а виходи з'єднані з входами 533Л7 і 533ЛА8; блок 21 - 533КП15; блок 22 блоку формувача імпульсів, введені ОМЕОМ, дру588ИР1. гий, третій, четвертий регістри, програмувальний Для узгодження логічних рівнів мікросхем різдільник, другий ЦАП, тригер, мультиплексор, блок них серій (533 і 588) застосовуються мікросхеми пам'яті і 8-ми бітові шини: інформації, керування й 564ПУ9. адреси, що є відповідними входами пристрою і Режим тестування відрізняється від робочого з'єднуючі однойменні входи-виходи ОМЕОМ і блотільки тим, що здійснюється запис інформації в ку пам'яті, першого, другого, третього і четвертого регістр 9 і вона є вхідною інформацією. регістрів, причому ви ходи першого регістра підГенератор 1 тактових імпульсів призначений ключені до керуючого входу програмувального для формування безупинної імпульсної послідовдільника, тактовий вхід якого з'єднаний з виходом ності. Програмувальний дільник 2 призначений генератора тактових імпульсів, а вихід із Сдля створення безупинної імпульсної послідовносвиходом лічильника, Д-, V-, V1-входи якого, відпоті заданої частоти. відно, підключені до виходу другого регістра, шини Перший 3, другий 7, третій 9 і четвертий 22 рекерування і виходу м ультиплексора, крім того вигістри виконують функцію збереження інформації і хід лічильника також підключений до інформаціймістить перший вхід - запису, другий вхід - інфорної шини, вихід третього регістра підключений до маційний. входу першого ЦАП, ви хід якого з'єднаний із друЛічильник 8 призначений для формування чигим входом комутатора, перші входи якого є перслової послідовності в коді 8-4-2-1, починаючи з шими інформаційними входами пристрою, а вихозаданого числа, і містить С-вхід - тактуючий, Д-вхід ди підключені до перших входів н уль-органів, - інформаційний, V-вхід - дозволу запису інформапричому керуючий вхід комутатора з'єднаний з ції. виходом тригера, вхід якого зв'язаний із шиною ЦАП 10 і 11 виконують функцію перетворення керування, вихід четвертого регістра підключений цифрового коду в аналогову величину. до керуючого входу мультиплексора, інформаційні ОМЕОМ 12 призначена для задання і керувходи якого з'єднані з виходами блоку формувача вання режимом роботи пристрою і видачі інфорімпульсів, а вихід із шиною керування, причому мації на блок пам'яті 16. другі інформаційний і керуючий входи блоку пам'я Нуль-органи 17 призначені для перетворення ті є інформаційним виходом і другим керуючим граничних сигналів у ци фрову форму. входом пристрою. Блок 16 пам'яті призначений для збереження Авторам невідомі технічні рішення, що мають вимірювальної інформації, призначеної для обчисукупність ознак рішення, що заявляється, і забезслювача. печують зазначений вище позитивний ефект, що Блок 20 формувача імпульсів призначений для дозволяє зробити висновок про істотність відмінпередачі імпульсів при визначених співвідношенностей пристрою, який заявляється. Сукупність нях вхідних сигналів. зазначених ознак приводить до того, що запропоМультиплексор 21 призначений для передачі нований пристрій забезпечує оперативність у кеімпульсів, що надходять із блоку формувача імпуруванні черговістю і швидкістю опитування датчильсів 20 і відображаючих стан аналізуємого датчиків об'єкта, усуває часову нестабільність ка, містить вхід адреси для вибору одного з канаперетворювачів імпульсів, що безсумнівно підвилів і канальних ви ходів. щує стійкість у роботі, а застосування ОМЕОМ Розглянемо принцип роботи пристрою сполу 5 71214 6 чення обчислювача з датчиками аналогових сигнал не пройде тестування, то його номер буде налів. записаний у блок 16 пам'яті. Режим тестування Пристрій працює удво х режимах: режимі тесможе здійснюватись в будь-який момент часу петування і режимі виміру. редбачений програмою роботи пристрою. З зовнішнього обчислювача по керуючому сигПісля закінчення режиму тестування по сигнаналі і по заданій адресі (поступаючих по шинах лі ОМЕОМ 12 тригер 13 підключає вхід комутатора керування 4 і адресної 5) передається по інфор15 до виходу датчиків аналогових сигналів 14. маційній шині 6 і записується у вн утрішню пам'ять ОМЕОМ 12 послідовно записує в регістри 3, 7 і ОМЕОМ 12 програма роботи пристрою: частота 22, відповідно, інформацію для здійснення режиму генератора 1 тактових імпульсів, нижній рівень виміру: коефіцієнт розподілу тактової частоти, нианалогового сигналу, послідовність підключення жній рівень аналогового сигналу порівняння і ноканалів, опитуваних датчиків. При необхідності в мер опитуємого каналу. При цьому може здійснюОМЕОМ 12 заносяться (після номера датчика) ватися як послідовне опитування всіх датчиків, так межі допусків контрольованого параметра. Запис і вибіркове (програмне) опитування датчиків. інформації в регістри здійснюється в такий спосіб. Вибіркове опитування відрізняється від посліРозряди Р20-Р23 порту Р2 служать для видачі довного тим, що при кожному новому циклі виміру команд по адресах при звертанні до регістрів 3, 7, в регістр 22 записується код потрібного каналу, а 9 і 22 як до зовнішньої програми пам'яті. Кожен при послідовному опитуванні код наступного канарозряд є адресою відповідного регістра і на підлу. ставі цього на відповідному виході ОМЕОМ з'являПо сигналу з ОМЕОМ 12 лічильник 8 починає ється команда керування, що дозволяє запис інпослідовний рахунок імпульсів тактової частоти, формації у відповідний регістр. Порядок видачі що надходять на його, додаючи їх до встановленокоманд і адреси здійснюються алгоритмом роботи, го на Д-вході коду (якщо він записаний). Числовий що записаний у блоці 12. код з виходу лічильника 8 надходить на другий Після закінчення запису програми по сигналу з ЦАП 11, де відбувається перетворення в аналогозовнішнього обчислювача по шині 4 пристрій певий сигнал, що постійно змінюється слідом за зміреходить у робочий режим, що починається з тесною коду. З виходу ЦАП 11 аналогові сигнали потування. ОМЕОМ 12 через інформаційну шину 6 даються на перші входи нуль-органів 17. При збігу записує в перший регістр 3 код коефіцієнта розповеличин аналогових сигналів нуль-органів, що ділу для програмувального дільника 2, що визнанадходять на входи, 17: сигнал з ви ходу ЦАП 11 і чає частоту генератора 1 тактових імпульсів на сигнал з датчика, нуль-орган формує логічний педільник 2, у другий регістр 7 код початкової устарепад напруги на своєму виході. Цей перепад надновки сигналу, рівний V3, у третій регістр 9 код ходить на блок 20 формувача імпульсів, де форсигналу амплітудою V і в четвертий регістр 22 код мується поодинокий імпульс, що надходить далі першого каналу. Потім ОМЕОМ 12 подає на лічина вхід мультиплексора 21. Тому що на адресному льник 8 сигнал дозволу рахунка і на тригер 13 сигвході мультиплексора 21 встановлена адреса нал для підключення входу комутатора 15 до випершого каналу, то цей імпульс пройде на вихід ходу першого ЦАП 10. Лічильник 8 здійснює мультиплексора 21. Він зупинить лічильник 8 і напослідовний рахунок імпульсів тактової частоти, дійде по шині 4 керування на ОМЕОМ 12, чим защо надходять, додаючи їх до встановленого на Д фіксує закінчення виміру контрольованого парамевході коду. Числова послідовність з виходу лічильтра, одержавши цей сигнал ОМЕОМ 12 зчитує ника 8 надходить на вхід др угого ЦАП 11, де здійчерез інформаційну шин у 6 дані з виходу лічильснюється перетворення цифрового коду в аналоника 8 і, якщо це передбачено програмою, робить говий сигнал, що постійно змінюються відповідно допусковий контроль отриманих даних. Після продо зміни коду. З виходу ЦАП 11 аналогові сигнали веденого контролю ОМЕОМ 12 заносить дані винадходять на перші входи нуль-органів 17 і порівміру в блок 16 пам'яті в наступній послідовності: нюються з аналоговим сигналом, що надходить з номер датчика, результат виміру. Результат допупершого ЦАП 10. При рівності вхідних величин на скового контролю (у зоні допуску, ви ще зони допувхода х перший нуль-орган 17 формує на виході ску , нижче зони допуску ). Потім ОМЕОМ 12 перелогічний перепад напруги, що далі надходить на ходить до опитування наступного датчика, для перший вхід блоку 20 формувача імпульсів. По цього вона заносить у регістр 22 номер наступного логічному перепаді в ньому формується одиночдатчика і, якщо це передбачено програмою, то ний імпульс, що надходить на канальний вхід музмінює параметри записані в регістри 3 і 7. Цикл льтиплексора 21. Цей імпульс подається на лічивиміру повторюється до появи на виході мультильник 8 і зупиняє його, а також по шині 4 плексора 21 імпульсу, що зупинить лічильник 8 і керування на ОМЕОМ 12. По цьому сигналу ОМЕпроінформує ОМЕОМ 12 про закінчення циклу ОМ робить порівняння сигналу коду, який знаховиміру. диться в її пам'яті, і записаного в третій регістр 9 з Зовнішній обчислювач звертається до блоку кодом, що зчитується з виходу лічильника 8. Якщо 16 пам'яті через другий порт у зручні для себе мовін збігся, то канал пройшов тестування. Після менти часу через інформаційний вихід 19. Зчитуцього ОМЕОМ 12 записує в другий регістр 7 код вання інформації виробляється по сигналу з друсигналу V3, у регістр 22 код другого каналу і вирогого керуючого входу 18. Зчитування інформації з бляє сигнал дозволу рахунка для лічильника 8. блоку 16 пам'яті є незалежним і не перериває роПроцес тестування повторюється по вже описаноботу пристрою. му принципу. Він буде продовжуватись поки тестуУ порівнянні з прототипом пропонований привання не пройдуть усі канали. Якщо ж якийсь кастрій має ряд переваг. По-перше, у пропоновано 7 71214 8 му пристрої ОМЕОМ, що сполучається, працює Таким чином, запропонований пристрій сполуавтономно, роблячи зчитування інформації в зачення обчислювача з датчиками аналогових сигдані часові відрізки, а не в режимі програмного налів володіє, у порівнянні з відомим, більшою опитування зовнішніх пристроїв, що у свою чергу оперативністю і достовірністю вихідної інформації зменшує програмні витрати і підвищує продуктивза рахунок введення в пристрій ОМЕОМ, блоку ність ОМЕОМ. По-друге, пристрій сполучення обпам'яті, трьох регістрів, мультиплексора, другого числювача з датчиками аналогових сигналів має ЦАП і програмного дільника зі своїми зв'язками. повний набір інформаційних, адресних і керуючих Простота й оперативність перебудови пристрою з шин і є програмно доступним зовнішнім пристроконтролю одного об'єкта на іншій дозволяє розшиєм, що є безсумнівним достоїнством у системі з рити зони контролю параметрів, а також збільшити діагностичним контролем працездатності вузлів і число контрольованих параметрів і пopядoк їхньоблоків пристрою. По-третє, наявність у складі приго контpолю. строю ОМЕОМ є безсумнівною перевагою, яка Джерела інформації: дозволяє здійснювати перегляд стану датчиків 1. Авторське посвідчення СРСР № В23/02, аналогових сигналів з різною швидкістю, робити 1984р. допусковий контроль і працювати в режимі крити2. Авторське посвідчення СРСР №1095166, чного стану процесів, контрольованих датчиками G06F3/04, 1984р. (прототип). аналогових сигналів. 9 Комп’ютерна в ерстка В. Мацело 71214 Підписне 10 Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601