Устройство для программного управления

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО, УПРАВЛЕНИЯ, содержащее блок ввода, подключенньй первым и вторым выходами соответственно к первому информационному входу и входу Запись, блока памяти, подключенного первым вькодом к информационному входу блока вывода, а вторым выходом к первым входам блока сравнения, соединенного вторыми входами с выходом коммутатора, подключенного первым и вторым информационными входами к разрядным вькодам соответственно первого и второго счетчиков импульсов, блок управления, содержащий первьй, второй, третий и четвертый элементы И, генератор тактовых частот, подключенный первым выходом к первым входам первого и второго элементов И, регистр адреса и счетчик адреса, о т л к ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей устройства за счет обеспечения одновременности переключения исполнительных элементов в пределах одного такта времени, в него введен преобразователь код-код, а в блок управления - блок совпадения, первьй. второй и третий элементы ИЛИ и блок запуска, подключенный выходом На чальная установка к первым входам первого и второго элементов ИЛИ и к входам обнуления второго счетчика импульсов и блока вывода, входом - к выходу третьего элемента И, а выходом Пуск - к входу генератора тактовых частот, соединенного вторым выходом со счетным входом первого счетчика импульсов и с первым входом четвертого элемента И, подключенного выходом к управляющему входу коммутатора, а РТОрым входом к выходу блока совпадения , к второму входу второго элемента ИЛИ, к второму входу второго элемента И, к счетному входу второго счетчика импульсов и к первому входу третьег.о элемента И, связанного вторьм входом с выходом блока сравнения, с управляющим входом блока вывода и с вторым входом первого элемента И, подключенного выходом к первому входу третьего элемента ИЛИ,, соединенного вторым входом .с управляющим входом регистра адреса и с вторым выходом блока ввода, а выходом - со счетным входом счетчика адреса, подключенного входом обнуления к выходу первого элемента ИЛИ, а разрядными выходами - к адресным входам блока памяти, к информационней входам регистра адреса и к первым входам блока совпадения , соединенного вторыми входами с выходом регистра адреса, причём выходы второго элемента ИЛИ и второго элемента И юдключены соответственно к входу обнуления первого

СОО3 СОВЕТСНИХ

СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) G 05 В 19!18

В .""к -,/ 1д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3705969/24-24 (22) 06.01.84 (46) 15.09.85. Вюл. У 34 (72) А.С. Клочков, Ю.Н. Горшунов и О.А. Мясников (53) 621.503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 860006, кл. G 05 В 19/18, 1981.

Авторское свидетельство СССР к- 9133356, кл. G 05 В 19/18, 1982. (54)(57) УСТРОЙСТВО ЛЯ ПРОГРАММНОГО, УПРАВЛЕНИЯ, содержащее блок ввода, подключенный первым и вторым выходами соответственно к первому информационному входу и входу "Запись", блока памяти, подключенного первым выходом к информационному входу блока вывода, а вторым выходом к первым входам блока сравнения, соединенного вторыми входами с выходом коммутатора, подключенного первым и вторым информационными входами к разрядным выходам соответственно первого и второго счетчиков импульсов, блок управления, содержащий первый, второй, третий и четвертый элементы И, генератор тактовьм частот, подключенный первым выходом к первым входам первого и второго элементов И, регистр адреса и счетчик адреса, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей устройства за счет обеспечения одновременности переключения исполнительных элементов в пределах одного такта времени, в него введен преобразователь код-код, а в блок управления — блок совпадения, первый, второй и третий элементы ИЛИ и блок запуска, подключенный выходом На- . чальная установка к первым входам первого и второго элементов ИЛИ и к входам обнуления второго счетчика импульсов и блока вывода, входом — к выходу третьего элемента И, а выходом Пуск" — к входу генератора тактовых частот, соединенного вторым выходом со счетным входом первого счетчика импульсов и с первым входом четвертого элемента

И, подключенного выходом к управляющему входу коммутатора, а вторым входом к выходу блока совпадения, к второму входу второго элемента ИЛИ, к второму входу второго элемента И, к счетному входу второго счетчика импульсов и к первому входу третьего элемента И, связанного вторым входом с выходом блока сравнения, с управляющим входом блока вывода и с вторым входом первого элемента И, подключенного выходом к первому входу третьего элемента ИЛИ,. соединенного вторым входом с управляющим входом регистра адреса и с вторым выходом блока ввода, а выходом — со счетным входом счетчика адреса, подключенного входом обнуления к выходу первого элемента ИЛИ, а разрядными выходами — к адресным входам блока памяти, к информационным входам регистра адреса и к первым входам блока совпадения, соединенного вторыми входа" ми с выходом регистра адреса, причем выходы второго элемента ИЛИ и второго элемента И лодключены соответственно к входу обнуления первого

1179273

25 счетчика импульсов и к второму входу первого элемента ИЛИ, а третьи выходы блока ввода через преобраИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в быстродействующих системах управления экспериментальными установками при исследовании быстропротекающих процессов.

Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения одновремен- to ности переключения исполнительных элементов в пределах одного такта времени.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — 15 структурная схема блока управления.

Устройство содержит блок 1 ввода, блок 2 памяти, блок 3 сравнения, коммутатор 4, первый 5 и второй 6 ечетчики импульсов, преобразователь код-код 7, блок 8 вывода и блок 9 управления, который состоит из блока 10 запуска, генератора

11 тактовых частот, счетчика 12 адреса, регистра 13 адреса, блок 14 совпадения первого 15, второго 16 и третьего 17 элементов ИЛИ, третьего 18, первого 19, второго 20 и четвертого 21 элементов И.

Устройство работает следующим образом.

Первоначально записывается программа управления исполнительными устройствами, представляющая собой совокупность управляющих команд, записываемых в блок 2 памяти посредством блока 1 ввода и преооразователя код-код 7 в порядке, соответствующем очередности их исполнения во времени. Каждая управляющая команда записывается в блок 2 памяти по одному адресу и состоит из двух частей — кода времени исполнения

1<оманды и кода состояния каналов, причем код времени записывается непосредственно с блока 1 ввода в зователь код — код — к вторым информационным входам блока памяти. двоичной форме, а код состояния каналов первоначально преобразуется преобразователем 7 к позиционному виду, когда каждому управляющему каналу отведен один разряд кода.

Запись единицы в любом разряде кода соответствует включенному, а запись нуля — отключенному состоянию соответствующего канала управления.

Запись программы производится следующим образом.

С помощью клавиатуры, входящей в состав блока I ввода (фиг. 1), набираются код времени и код состояния каналов очередной команды.

Затем с первого выхода блока i ввода подается сигнал на управляющие входы блока 2 памяти и блока 9 управления. В блоке 9 управления (фиг. 2) сигнал поступает на управляющий вход регистра l3 адреса и через второй элемент ИЛИ 16 на счетный вход счетчика 12 адреса °

Передним фронтом данного сигнала производится запись кода очередной команды в блок 2 памяти по адресу, подаваемому на адресные входы блока 2 с выходов счетчика 12. Кроме того., код адреса записываемой команды запоминается в регистре 13, информационные входы которого связаны с адресными шинами блока памяти.

Задним фронтом сигнала производится формирование в счетчике 12 адреса следующей команды. Следующий адрес подается в блок 2 памяти и подготавливает его для записи следующей команды. Таким образом производится поочередная запись всех управляющих команд программы. Последней в блок 2 памяти записывается служебная команда, в которой вместо кода времени выполнения команды записывается код количества циклов

;повторения программы. В регистре

1 1 79273

13 фиксируется адрес последней служебной команды.

Перед началом работы с выхода блока 10 запуска подается сигнал начальной установки, поступающий на выходы обнуления счетчика 6 импульсов и блока 8 вывода, через элемент

15 ИЛИ на вход обнуления счетчика

12 адреса и через элемент 17 ИЛИ на вход обнуления счетчика 5 импульсов. Данным сигналом производится установка устройства в исходное состояние.

Сигналом "Пуск", поступающим с выхода блока 10 запуска, производится включение программного устройства. Сигнал "Пуск" поступает

<а вход генератора 11 тактовых частот. На его выходах появляются две противофазные частоты F, и F

Импульсы частоты F< подаются на счетный вход первого 5 счетчика импульсов, в котором производится счет текущего времени. Код текущего времени с ныхо„-ов первого 5 счетчика через коммутатор 4 подается на вторые входы блока 3 сравнения, на первые входы которого подан код времени выполнения первой команды с вторых выходов блока 2 памяти.

При совпадении кодов текущего времени и времени выполнения команды с выхода блока 3 сравнения подается сигнал на управляющий вход блока 8 вывода и устанавливает код на выходах данного блока в соответствии с кодом состояния каналов, подаваемым на его информационные входы с первых выходов блока 2 памяти. Кроме того, сигнал с выхода блока 3 сравнения подается в блок управления 9 и открывает элемент

И 19. Сигнал тактовой частоты Г через элемент 19 И и элемент 16 ИЛИ переключает счетчик 12 адреса, и в адресных шинах формируется код адреса следующей команды. На выхбдах блока 2 памяти появляется код следующей команды, которая выполняется аналогично при совпадении кодов текущего времени и кода времени выполнения этой команды.

Таким образом, поочередно выполняются все управляющие команды программы. При появлении на выходах счетчика 12 адреса последней служебной команды происходит совпа5

45 дение кодов текущего адрсса и адреса последней команды на входах блока

14 совпадения. При этом сигнал с выхода блока 14 совпадения открывает элементы И 18, 20, 21. Сигнал тактовой частоты -;.через элемент 21 И поступает на управляющий вход коммутатора 4 и подключает к вторым входам блока 3 сравнения выходы счетчика 6 импульсов, в котором производится счет количества отработанных циклов повторения программы.

Если не происходит совпадения кодов на входах блока 3 сравнения, то сигналом с выхода блока 14 совпадения через элемент 17 ИЛИ проиэво": дится сброс в исходное состояние счетчика 5 импульсов и через эле— мент 20 И и элемент 15 ИЛИ сигналом тактовой частоты Г сбрасывается в исходное состояние счетчик 12 адреса.

Задним фронтом сигнала с блока 14 совпадения в счетчике 6 импульсов производится увеличение на единицу кода количества отработанных циклов программы.

Таким образом, при появлении на выходе блока 2 памяти слежубной команды производится установка устройства в исходное состояние, а затем повторяется новый цикл отработки программы. Когда отработано заданное число циклов повторения программы, в момент появления на выходе блока 2 памяти служебной команды произойдет совпадение кодов на входах блока 3 сравнения и сигнал,с

его выхода через открытый 18 элемент И сбросит в исходное состояние блок 10 запуска и прекратит подачу сигнала "Пуск" на вход генератора

11 тактовых частот. Дальнейшая отработка программы заблокируется.

Для повторного запуска устройства необходимо с блока 10 запуска подать сигнал начальной установки, а затем сигнал "Пуск".

Устройство позволяет достичь высокого быстродействия за. счет изменения состава и структуры блока управления, реализующего совершенный алгоритм работы, при котором очередность выполнения команд задается порядком их записи в блок памяти, в каждом такте счета текущего времени анализируется только одна очередная управляющая команда.

Быстродействие предлагаемого уст1 Е 79273 ест еО

$0 ройства может быть оценено по значению минимального такта счета текущего времени, которое может быть рассчитано по формуле где t — время считывания команды

С из блока памяти; д " время анализа команды.

Расчет такта текущего времени показывает, что быстродействие предлагаемого устройства ограничивается только временем считывания и анализа управляющей команды и не .еависит от количества команд в программе управления. Количество команд в программе управления . сложной физичес-, кой установкой обычно колеблется от десяти до ста.

Таким образом, предлагаемое.устройство дает выигрыш в быстродействии на два порядка по сравнению с прототипом.

Предлагаемое устройство обеспечивает одновременность переключения нескольких исполнительных устройств в любом сочетании за счет позиционного кодирования состояний выходных каналов, осуществляемого блоком формирования кода состояний каналов °

1179273

Корректор М.Роэман

Редактор О.Колесникова Техред Л.11икеш

Тираж 8б3 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5á72/47

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4