Устройство для сопряжения источника информации с эвм

 

Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретенияувеличение гибкости устройства. Устройство содержит блок связи с ЭВМ и блок связи с источником информации, соединенные, двухпроводной линией связи. Блок связи с ЭВМ содержит усилитель, передающий и приемный оптроны, два резистора. Блок связи с источником информации содержит усилитель , передакщий и приемный оптроны, элемент задержки и резистор. В блок связи с источником информации введены счетчик, одновибратор и элемент ИЛИ с соответствующими связями. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1229768 (594 G

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "".

К A BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ 7. -.-. (21) 3812585/24-24 (22) 08. 10.84 (46) 07.05.86. Бюл. У 17 (72) Б.В.Шевкопляс (53) 634.3 (088.8) (56) Европейский патент ЕР

Ф 0071747 А1, кл. G 06 F 3/023, опублик. 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 1068926, кл. G 06 F 3/04, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ИСТОЧНИКА ИНФОРМАЦИИ С ЭВМ (5?) Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения— увеличение гибкости устройства. Устройство содержит блок связи с ЭВМ и блок связи с источником информации, соединенные двухпроводной линией свяэи. Блок связи с ЭВМ содержит усилитель, передающий и приемный оптроны, два резистора. Блок связи с источником информации содержит усилитель, передающий и приемный оптроны, элемент задержки и резистор. В блок связи с источником информации введены счетчик, одновибратор и элемент ИЛИ с соответствующими связями.

3 ил.

1 1I 2

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовайо при построении системы связи электронной вычислительной машины (ЭВМ) с удаленными источниками информации.

Целью изобретения является расширение области применения.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — функциональная схема счетчика; на фиг.3 — временная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит блок 1 связи с ЭВМ и блок 2 связи с источником информации, соединенные двухпроводной линией 3 связи, содержащей первый 4 и второй 5 провода. Блок 1 связи с 3ВМ содержит усилитель 6 (неинвертирующий логический элемент с выходом типа открытый коллектор"), передающий оптрон 7, приемный оптрон 8, первый 9 и второй 10 токозадающие резисторы. Блок 2 связи с источником информации содержит усилитель 11 (неинвертирующий логический элемент с выходом типа "открытый коллектор"), передающий оптрон 12, приемный оптрон 13, элемент 14 задержки и токоэадающий резистор 15, а также счетчик 16, формирователь 17 импульса и элемент ИЛИ 18, источник 19 положительного пита.ния, ши- ну 20 нулевого потенциала, источники положительного 21 и отрицательного 22 питания устройства, вход 23 опроса и выход 24 устройства, шину 25 положительного питания блока 2, шину 26 нулевого потенциала блока 2, счетный вход 27 счетчика 16, входы 28 устройства, управляющий вход 29 счетчика 16, выходы 30 счетчика 16.

Счетчик 16 (фиг.2) содержит Dтриггеры 31, элементы И 32 и элементы НЕ 33.

На эпюре 34 (фиг.3) показан сигнал S на выходе формирователя 17. На эпюрах 35-39 показан ток 1. в линии 3 при различных начальных числах в счетчике 16. Эпюра 35 соответствует начальному числу, равному нулю,эпюра 36 — единице, эпюра 37 — двум, эпюра 38 — трем, эпюра 39 — пятнадцати.

Счетчик 16 может работать в двух режимах. При наличии на управляющем входе 29 логического нуля (S=O) счет1 чик работает в режиме Вычитания еди29768 2

fO

ЗО

3S

45 50

55 формирователь 17 вырабатывает на выходе S отрицательный (по логическому значению) импульс при поступлении на его вход положительного фронта сигнала с выхода элемента 14 задержки. Длительность отрицательного импульса S на выходе формирователя 17 выбирается большей, чем длительность одного сеанса связи ЭВИ с источником информации (в расчете на "наихудший" случай).

Элемент 14 задержки предотвращает возможные гонки" при совпадающих или близких по времени процессах смены режима работы счетчика 16 и поступлении положительного импульса на счетный вход 27. Благодаря этому элементу первый (в сеансе связи) полониц иэ старого содержимого при поступлении положительных фронтов сигнала на счетный вход 27. Например, если в счетчике 16 первоначально хранилось число "7", то по положительному фронту первого счетного импульса произойдет вьгчитание единицы и в счетчике будет храниться число "6", затем, при поступлении последующих фронтов "5", "4" и т.д. При S = 0 счетчик закрьгг по входам 28, т.е. его состояние не зависит от состояния этих входов.

При наличии на управляющем входе 29 логической единицы (S = 1) счетчик открывается по входам 28 и транслирует сигналы с этих входов на выходы 30. В этом режиме сигнал С на входе 27 не влияет на состояние счетчика.

В примере реализации счетчика 16 (фиг.2) укаэанные режимы реализуются элементами И 32. При S = 0 элементы И. 32 закрьггы и цепь последовательно включенных триггеров 31 работает как вычитающий счетчик. При S = 1 элементы И 32 открываются и "принудительно" устанавливают по входам S или К соответствующие триггеры 31.

Входы R u S в стандартном D-триггере имеют более высокий приоритет,чем вход С„ Поэтому вход 27 счетчика и межразрядные цепи переноса оказываются =- аблокированньпж и счетчик выполняет функции проводов, соединяющих входы 28 с выходами 30. В момент перехода сигнала S из единичного в нулевое состояние элементы И 32 за крываются и счетчик запоминает транслируемое в данный момент число.

1229768

1О

20 жительный фронт сигнала на входе 27 воздействует на счетчик 16 и при

S = i, как указано, теряется. Лишь после этого срабатывает формирователь 17 и счетчик 16 переходит в режим вычитания,.ожидая следующего положительного фронта (предыдущий потерян). Элемент 14 задержки может быть выполнен, например, в виде четырех последовательно включенных инверторов той же серии логических элементов, которая выбрана для реализации счетчика 16.

Усилители 6 и 11 выполнены по схеме с "открьггым коллектбром" и предназначены для управления светодиодами передающих оптронов 7 и 12.

При подаче на вход усилителя 6 (11) логического нуля выходной транзистор этого усилителя насыщается и шунтирует соответствующий светодиод, вызывая его выключение и, следовательно, выключение выходного транзистора оптрона. При подаче на вход усилителя 6 (11) логической. единицы, этот усилитель выключается и ток через резистор 9 (15) вызывает излучение света светодиодом оптрона. Оптрон при этом переходит в низкоомное состояние по выходам за счет насыщения выходного транзистора.

Приемные оптроны 8 и 13 вырабатывают на своих выходах 24 и 27 логический нуль при излучении света светодиодами этих оптронов и логическую единицу при выключении светодиодов, т.е. при отсутствии тока i. Ток в линии 3 при открытых выходных цепях оптронов 7 и 12 обусловлен наличием "линейного" источника питания, положительный полюс которого соединен с шиной 21, а отрицательный с шиной 22. Этот источник предпочтительно должен быть "развязан" по постоянному и переменному току с источником питания блока 1 с.целью повышения помехозащищенности устройства при больших длинах линии 3 и/или прн наличии интенсивных внешних помех.

В качестве такого источника может бьггь выбран аккумулятор, батарея и т.п.

Входы 28 устройства подключаются к источнику информации (не показан), например, к четырем пороговым тензодатчикам. Блок 2 находится в непосредственной близкости к источнику информации, блок 1 в непосредственной близости ЭВМ или какому-либо другому прибору, способному генерировать импульсы на входе 23 и считывать ответные реакции с выхода 24.

Задача, решаемая устройством, состоит в том, чтобы ЭВМ могла в произвольные моменты времени, по собственной инициативе, считывать информацию с входов 28, используя последовательный канал связи и асинхронный принцип обмена, без жесткой привязки к какой-либо синхронизирующей сетке.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на вход 23 устройства подана логическая единица, следовательно, транзистор оптрона 7 включен. На выходе формирователя 17 сформирована логическая единица, так как отрицательный импупьс от предьщущего сеанса связи уже кончился. Счетчик 16 транслирует информацию с входов 28 на входы 30. Сигнал S = 1 проходит через элементы 18 и 11 и под25 держивает транзистор оптрона 12 во включенном состоянии. Ток i в линии 3 есть, на выходах оптронов 8 и 13 поддерживаются логические нули.

Сеанс связи начинается в момент ,времени t, (фиг.3) по инициативе ЭВМ, .которая выдает нулевой сигнал 4 =0 на вход 23 устройства, что вызывает прекращение тока з линии. На выходе оптрона 13 формируется первый положительный фронт сигнала, который, как было показано, не воздействует на состояние счетчика 16.

Предположим сначала, что в момент перехода сигнала Я из .единичного со- . стояния в нулевое в счетчике 16 зарегистрирован нулевой код. В этом случае на выходе элемента ИЛИ 18 формируется логический нуль и транзистор оптрона 12 выключается, "подтверждая разомкнутое состояние линии 3.

В момент времени t, ЭВМ "пытаетя" вызывать протекание тока в линии становкой сигнала "с " в единичное состояние и через интерваЛ времени, достаточный для срабатывания оптронов и окончания переходных процессов в линии, опрашивает состояние выхода 24 (сигнал "Ь"). При нулевом начальном содержимом счетчика, как было, оптрон 12 выключен и такая "по55 пытка" дает отрицательный результаттока не будет и сигнал о= 1 (эпюра 35, построенная для нулевого начального содержимого счетчика). Та1229768 ким образом, 3ВМ "узнает", что в момент опроса на входах 28 присутствовал нулевой код.

Если первоначальное состояние счетчика 16 равно 0001, то первая попытка выдачи тока i в линию 3 будет успешной (импульс тока "1" на эпюре 36, построенной для этого начального состояния). При выдаче иэ

ЭВМ сигнала о=О и окончании импульса тока "1" (точка на его отрицательном фронте) из старого содержимого счетчика (0001) вычитается единица, поэтому, как и в предыдущем примере, на выходе элемента KM 18 формируется логический нуль и уже разомкнутая оптроном 7 линия 3 дополнительно размыкается оптроном 12. Вторая попытка возбуждения тока в линии в этом случае будет безуспешной и, обнаружив что =1, ЭВМ "узнает", что на входах 28 к началу сеанса связи был установлен код 0001.

Эпюры 37, 38 и 39 показывают вре- 2<> менные диаграммы тока i для случаев, когда начальное состояние счетчика 16 равно 0010, 0011 и 1111. Из этих диаграмм видно, что число импульсов тока i в линии 3 в течение сеанса связи (S = О) точно соответствует двоичному числу, первоначально загруженному в счетчик 16.

Разомкнутое состояние линии после обнуления счетчика 16 поддерживается до тех пор, пока S = О. После окончания отрицательного импульса S устройство возвращается в исходное состояние.

При работе одновременно с несколькими устройствами (при сборе информации машиной от нескольких удаленных объектов) их опрос может производиться параллельно с использованием общего разряда "o," выходного порта ЭВМ. В этом случае входы 23 всех устройств объединяются, Ответные реакции считываются машиной в разные разряды "Ь" входного порта, так что машина получает результат в виде параллельного кода, где каждый разряд соответствует определенному каналу. Полученный код анализируется на каждом шаге программным путем.

Когда во всех разрядах кода зарегистрированы единицы (попытка выдачи тока во все каналы оказалась безуспешной), сеанс связи заканчивается. формула изобретения

1. Устройство для сопряжения источника информации с ЭВМ, содержащее, блок связи с источником информации и блок связи с ЭВМ, причем блок связи с источником информации содержит передающий и приемный оптроны, усилитепь, элемент задержки и токозадающий резистор, выход усилителя соединен с пергым управляющим входом передающего оптрона, соединенным через токоэадающий резистор с шиной питания положительного напряжения устройства, второй управляющий вход передающего оптрона соединен с ши-ra.. нулевого потенциала, линейный выход передающего оптрона соединен с линейным входом приемного оптрона, выход приемного оптрона соединен с входом элемента задержки, при этом блок связи с ЭВМ содержит передающий и приемный оптроны, усилитель и два токозадающих резистора, первый управляющий вход передающего оптрона соединен с выходом усилителя и через первый токозадающий резистор— с шиной питания положительного напряжения устройства, линейный вход передающего оптрона через второй токоэадающий резистор соединен с шиной питания положительного напряжения устройства, линейный выход передающего оптрона и линейный вход приемного оптрона блока связи с ЭВМ соединены через двупроводную линию связи соответственно с линейным входом передающего оптрона и линейным выходом приемного оптрона блока связи с источником информации, линейный выход приемного оптрона блока связи с ЭВМ соединен с шиной питания отрицательного напряжения устройства, второй управляющий вход передающего оптрона блока связи с ЭВМ соединен с шиной нулевого потенциала, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства,, в блок связи с источником информации введены счетчик, элемейт

ИЛИ и формирователь импульса, причем группа разрядных входов счетчика соединена с группой выходов источника информации, счетный вход счетчика соединен с выходом приемного оптрона,, выход элемента задержки соединен через.формирователь импульЕ 229768 фиа 1 са с BxoqpM режима счетчика и входом элемента ИЛИ, группа входов и выход которого соединены соответственно с группой разрядных выходов счетчика и входом усилителя, выход приемного оптрона и- вход усилителя блока связи с ЭВМ соединены соответственно с информационным входом и выходом сигнала опроса ЭВМ.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что счетчик содержит в каждом разряде элемент НЕ, два элемента И и D-триггер, причем первые входы первого и второго элементов И всех разрядов объединены и . являются входом режима счетчика,второй вход первого элемента И каждого разряда является соответствующим разрядным входом счетчика и через элемент НЕ соединен с вторым входом второго элемента И своего разряда, в каждом разряде выходы первого и второго элементов И соединены с установочными входами D-триггера, информационный вход которого соединен с его нулевым выходом, синхровход

10 D-триггера младшего разряда является счетным входом счетчика, синхровход D òðèããåðà каждого последующего разряда соединен с единичным выходом

D òðèããåðà предыдущего разряда, еди15 ничные выходы D-триггеров всех разрядов образуют группу разрядных выходов счетчика, 1229768 ъ а з фГ) сз М 4 ЬЕ

Составитель И..Хазова

Редактор Р.Цицика Техред Г.Гербер Корректор N.Ñàìáîðñêàÿ

Заказ, 2451/49 Тирах 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

lIo делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ухгород, ул. Проектная, 4