Программное часовое устройство
Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для управления многими объектами по заданным индивидуальным программам. Целью изобретения является расширение области применения. Устройство содержит стабилизированный генератор импульсов 1, делитель частоты 2, блок счетчиков текущего времени 3, блок дешифраторов 4, блок индикации 5, программирующий блок 6. Программирующий блок 6 содержит K формирующих цепочек 7<SP POS="POST">1</SP>...7<SP POS="POST">K</SP>, наборное поле 8, N триггеров 9<SP POS="POST">1</SP>...9<SB POS="POST">N</SB>, N элементов гальванической развязки 10<SP POS="POST">1</SP>...10<SB POS="POST">N</SB>, N ВыХОдНыХ шиН уСТРОйСТВА 11<SP POS="POST">1</SP>...11<SB POS="POST">N</SB>. 4 ил.
СОЮЗ ИЖЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51) 5 G 05 В 19/08
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4340034/24-24 (22) 10.12.87 (46) 23.04.90. Бюл. Ь j5 (72) Э.A. Шебанова (53) 621.50/.55 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 301682, кл. С 04 С 23/02, 1969, Патент С1ИА 3834153, кл. 58.-38, опубл. 1974. (54).ПРОГРАММНОЕ ЧАСОВОЕ УСТРО1!СТВО (57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для управления многими объектами по заЛ0„„1559330 А данным индивидуальным программам.
Целью изобретения являетсч расширение области применения, Устройство содержит стабилизированный генератор импульсов 1, делитель частоты 2. блок счетчиков текущего времени 3, блок дешифраторов 4, блок индикации 5, программирующий блок 6. Программирующий блок 6 содержит К формирующих цепочек 7» ..„?„, наборное поле 8, М триггеров 9»...9»», N элементов гальванической развязки 10»...10 », N выходных шин устройства 11 ». ° .11ч.
4 ил, 1559330
Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для управления многими объектами по заданным индивидуальным программам.
Пель изобретения — расширение области применения.
На фиг.1 представлена функциональная схема программного часового устройства; на фиг,2 и 3 — соответствен- 10 но наборное поле формирующей цепочки и наборное поле программирующего блока; на фиг.4 — пример технической реализации наборного поля формирующей цепочки, матрицы программированных интервалов времени, элементов
ИЛИ .
Программное часовое устройство содержит стабилизированный генератор импульсов, делитель 2 частоты, блок 2!!
3 счетчиков текущего времени, блок 4 дешифраторов, блок 5 индикации, программирующий блок 6. Программирующий блок 6 содержит К формирующих цепочек 7,. ° .7!,, наборное поле 8, N триг- 25 геров 9 ...9, И элементов гальванической развязки 10 ...10!, N выходных шин устройства 11 ...11 . Каждая формирующая цепочка 7 ...7 < содержит наборное поле 12, матрицу 13 програм- 30 мированных интервалов времени, четы ре элемента ИЛИ-НЕ 14, элемент НЕ 15 °
Наборное поле 12 формирующей цепочки содержит десять входных шин разрядов единиц секунд 16 ...16 и, шесть входных шин разрядов десятков секунд
17, ...17, десять входных шин разря- дов единиц минут 18 ...18,, шесть входных шин разрядов десятков минут
19 ...19, десять входных шин разря- 40 дов единиц часов 20 ...20„„ три входные п|ины разрядов десятков часов
21,...21, ключи 22, М выходные шины наборного поля 23 ...23 . Наборное поле 8 программирующегд блока содер- 45 жит К входные шины 24 ...24, ключи
25, N выходные шины íà R-входы триггеров 26)...26 я, N выходные шины на
S-входы триггеров 27< 27ц.
Программное часовое устройство расчитано для управления включениями и выключениями Б исполнительных меха- низмов с суточным циклом.
Программное часовое устройство настраивается на заданную программу работы. Для настройки программного часового устройства необходимо: программы включений и выключений М исполнительных механизмов дифференцировать на К подпрограмм возможной реализации на формирующих цепочках 7< . ° .7 и тем самым определить число К нужньа формирующих цепочек; на каждой формирующей цепочке запрограммировать одну подпрограмму: а) рассчитать число М нужных для программирования конкретной подпрограммы ключей 22 на наборном поле 12; б) на наборном поле 12 на входы М ключей 22 перемычками привести нужные ,разряды с выходов дешифраторов 4; в) запрограммировать матрицу программирования интервалов времени 13;
На наборном поле 8 собрать из подпрограмм программы включений и выключений конкретных исполнительнь|х . механизмов: а) рассчитать число необходимых объединений формирующих цепочек и число необходимых ключей 25; б) на входы ключей 25 перемычками привести выходы конкретных формирующих цепочек; в) на R- u S âõîäû N триггеров
9 ...9 перемычками привести выходы отдельных ключей 25.
Вертикальные и горизонтальные шины матрицы 13 программирования интервалов времени располагаются по разным сторонам печатных плат. Программирование осуществляется соединением вертикальных и горизонтальных шин через высверленные отверстия.
Работа программного часового устройства осуществляется следующим образом. При включении питания в.начальный момент времени обнуляется блок 3 счетчиков текущего времени триггеры 9 . ° .9!, и запускается стабилизированный генератор 1 импульсов (обнуление блока счетчиков текущего времени 3 и триггеров 9 ...91 в начальный момент времени на фиг.1 . не показано) . С выхода делителя 2 частоты на вход блока 3 счетчиков текущего времени начинают поступать импульсы с частотой 1 Гц, на выходах блока счетчиков текущего времени 3 начинают формироваться двоичнодесятичные коды секунд, минут, часов текущего времени, которые в блоке дешифраторов преобразуются в позиционные сорокапятиразрядные коды текущего времени, подаваемые в блок 5 индикации и программирующий блок 6 (в блоке индикации 5 осуществляется отображение текуще1с времени с начл59330 6 де четвертого элемента ИЛИ и на входе элемента НЕ, который на выходе элемента НЕ 15 превращается в логическую единицу. Логические единицы с выходов элементов НЕ 15 поступают на предварительно подсоединенные ключи
25 наборного поля 8, преобразуются на их выходах в логические нули. которые затем поступают на предварительно подсоединенные S- u R-входы триггеров 9 ...9» формируя на их вь1х.— дах логические единицы - сигнал. на включе ие и логические нули — си калы на-в,тючение конкретных испол ит=-льны.. м ханизмов. В каждый момент текуи го времени состояния выходов три.. геров,...9я отображаются в блоке индикации. Для помехоустойчивости н;:
20 выходах триггеров 9 ...9g установлены
N элементов гальванической развязки !
0,...)0„.
Например, нужно рассчитать прог» раммное часовое устройство для подачи к трем исполнительным механизмам трех массивов команд на включение и выключение. Массивы команд запишутся как шесть программ.
Программа 2 (выключение первого исполнительного механизма) Секунды
Минуты
Мину- Секун- Часы ты ды
Часы
03, 08, 11,16
03,08, 1l,16
5 15 ла цикла). В программирующем блоке
6 сорокапятиразрядные позиционные коды текущего времени поступают на входы наборных полей цепочек 12,...
121,, на которых отобранные в результате предварительной настройки разряды через ключи 22 приводятся на вертикальные шины матрицы программирования интервалов времени 13 <...13 <
В запрограммированные на каждой формирующей цепочке 7„...7< моменты текущего времени логические единицы с бтобранных шести разрядов, формирующих каждый момент времени (по одному разряду . единиц и десятков секунд, единиц и десятков минут, едичиц и десятков часов), на своих ключах
22 преобразуются в логические нули, которые. через матрицы 13 программирования интервалов времени приводятся соответственно на входы первого второго, третьего элементов ИЛИ, В результате в эти моменты текущего времени на выходе первого, второго третьего и входах четвертого элементов ИЛИ появляются логические нули, формирующие логический ноль на выхоЛрограмма (включение первого исполнительного механизма) 0,1 30
05 30
08 30
12 00
16 00
19 00
21 ЗО
25 30
28 30
32 00
36 00
39 00
42 30
44 30
47 30
51 30
55 30
58 30
03
07
13
17
23
27
ЗО
33
37
43
46
53
57
1559330
Программа 4 ( выключение второго исполнительного механизма) Программа 3 (включение второго исполнительного механизма) МинУ- Секун Часы Мину- Секунты ды ты ды
Часы
03,08, 11,16
Оз, О8, 11,16
40 30
43 30
46 30
30 00 23
:т
42
44
47
22
Программа 5 (включение третьего исполнительного механизма) Программа 6 (выключение третьего исполнителъного механизма) Мину- Секун- 9асы Мину- Секунты ды ты ды
Часы
05,.! О, !
4,22
03,09, 11,21
ОО
ОО секунд (аналогично для общих часов и секунд — с разрядами минут, для общих минут и секунд — с разрядами часов). На матрице 13 могут быть реализованы две такие группы сменой горизонтальных шин единиц и десятков при лрограммирорании изменяющихся составляющих. минут или секунд, или часов.
Всего к трем исполнительным ме ханизмам подается 181 команда. Из заданных шести программ выделяются подпрограммы возможной реализации на формирующих цепочках 7. Выделение подпрограмм осуществляется по принципу формирования групп команд содержащих, например, общие часы и минуты с общими разрядами десятков секунд, или единиц секунд, или с полностью повторяющимися комбинациями из возрастающих значений разрядов единиц
ЗО
Из программы I могут быть выделены следующие подпрограммы.
Подпрограмма 1
Группа Часы Мину- Секун- Группа Часы Мину- Секунты ды ты ды
03,08!
1
1
1 !
01
08
21
28
5!
ЗО
ЗО
ЗО
2
2
2
2
11,16 01
1l
08
tl
21
11
11
28
1! 51
tl
1559330
Подпрограмма 2
Часы Мину- Секунты ды
ГрупГруппа Часы Мину- Секунты ды па
2
2
12
16
19
32
36
11,16
ОО
00!
16
19
32
36
03,08
Подпрограмма 3
Часы Мину- Секун- Груп- Часы Мину- Секунты ДЬ9 па ты ды
Группа
11,16 42
Il
30 .30
03,08 42
03,08 44
03,08 47
1
Для реализации программы 1 понадо- 25 бятся три формирующие цепочки 79, 7, 7 и 14 ключей 22 наборного поля первой формирующей цепочки 79 (пОдпрограмма 1), 13 ключей 22 наборного поля второй формирующей цепочки 7g.
Подпрограмма 1
Часы Мину- Секун- Груп- Часы Мину- Секунты ды па ты ды
Группа
00 и
99
Подпрограмма 2
Секун--- J руц-. Чаеы !"9ину- Секунды . да ты ды т
Чась> Минуты
03,08 40
46
11,16 40
46
9l
3,08 00
03
07
13
17
23
27
33
37
53
1 (подпрограмма 2), 12 ключей 22 наборного поля третьей цепочки 7 (подпрограмма 3).
Из программы 2 могут быть выделены три следующие подпрограммы, 11,! 6 00
03
Il
07
Il
10.
99 .
13
It
17
99
99
23
99
27
99
ll
33
ll
37
II
91
53
tt
1559330
Подпрограмма 3
Мину- Секунты ды
Часы
00
Для реализации программы 2 пона- 1О добятся три формирующие цепочки 7, 7, 76 — четвертая, пятая, шестая.
Для наборного поля четвертой формирующей цепочки 7 понадобятся 16 ключей 22 (подпрограмма 1), для на- 15 борного поля пятой формирующей цепочI
Подпрограмма 1
r Груп-: Часы па
Секунды
Группа
Часы Минуты
Секунды
Минуты
03,08 40
1 43
II
Подпрограмма 2
Минуты
Часы
Секунды
ЗО 00
Из .программы 4 могут быть выделе40 ны две следующие подпрограммы.
Подпрограмма 1
Группа
Часы Мину- Секунты ды
03,08 42
ft
Подпрограмма 2
Часы
Мину- Секунты ды
30 00
Для реализации программы 3 понадобится к шести формирующим цепочкам добавить лишь одну седьмую форми- рующую цепочку 77, так как подпрограмма 1 программы 3 уже реализована на пятой формирующей цепочке 7 -. ки ? — 12 ключей 22 (подпрограмма
2 ), для наборного поля шестой формирующей цепочки 76 — 6 ключей 22 (подпрограмма 3).
Из программы 3 могут быть выделены две следующие подпрограммы.
2 11,16 40 30
2 " 43 30
2 " 46 30 г
Для наборного поля седьмой формирующей цепочки 77 понадобятся 6 ключей 22 (подпрограмма 2).
Груп- Часы Мину- Секун.— па ты ды
2 11,16 42 30
2 44 30
Of
47 30
1559330
Подпрограмма !
Часы Мину- Секун- Груп- Часы Мину- Секунты ды па ты ды
Группа
1 03,09 30 00 2 11,21 30 00 », Подпрограмма 2
Часы Мину- Секунты ды
00 00
Подпрограмма 1
Часы Мину- Секун- Груп- Часы Минуты ды па Tbl
Груп.— па
Секунды » .
05 30 ОО 2 00
10,14 30
Подпрограмма 2
Мину- Секунты ды
Часы
30 00
Подпрограмма 3
Часы
Мину- Секунты ды
30 00
Для реализации программы 4 не понадобятся дополнительные формирующие цепочки, так как подпрограмма 1 программы 4 уже реализована на третьей формирующей цепочке 79, а поДля реализации программы понадобятся две дополнительные формирующие цепочки 7 и 7 — восьмая и девятая. Для наборного поля восьмой формирующей цепочки 7 понадобятся
Для реализации программы 6 понадобится к девяти формирующим цепочкам добавить одну — десятую формирующую цепочку 7, так как подпрограмма 2 программы 6 уже реализована на седьмой формирующей цепочке 7» а подпрограмма 3 — на шестой формирующей цепочке 76 . Для наборного поля подпрограмма 2 программы 4 уже реали зована на шестой формирующей цепочке 76.
Из программы 5 могут быть выделены две следующие подпрограммы. десять ключей 22 (подпрограммы I) а для наборного поля девятой форми25 рующей цепочки 7 — 6 кшочей 22 (подпрограмма 2). десятой формирующей цепочки 7 пона" добятся 9 ключей 22 (подпрограмма 1), На наборном поле 8 для объединения подпрограмм в программы необхо5 - димо.
1. Выходы первой, второй и третьей формирующих цепочек пропустить через ключи 25 и объединить (форми15
1559330 руется программа 1), объединенный выход трех ключей 25 соединить с Sвходом триггера 9„ первого исполнительного механизма.
2, Выходы четвертой, пятой и шестой формирующих цепочек 7, 7, 76 пропустить через ключи 25 и объединить {формируется программа 2 ), объединенный выход трех ключей 25 сое- 10 динить с R-входом триггера 9 пер1 вого исполнительного механизма, 3. Выход пятой формирующей цепочки 7 пропустить через второй ключ 25 и соединить с выходом седьмой формиру-15 ющей цепочки 7т, пропущенным через ключ 25 (формируется программа 3), объединенный выход ключей 25 соединить с S-входом триггера 9 второго исполнительного механизма. 20
4. Выходы третьей и шестой формирующих цепочек 7 и 76 пропустить через вторые ключи 25 и соединить (формиру- 25 ется программа 4), объединенный выход двух ключей 25 соединить с К-входом триггера 9 второго исполнительного механизма.
5, Выходы восьмой и девятой формирующих цепочек 7,7 пропустить через ключи 25 и соединить (формируется программа 5), объединенный выход двух ключей соединить с S-входом триггера
9 третьего исполнительного механизма.
6. Выход шестой формирующей цепочки 76 пропустить через третий к ч 25 40 и соединить с выходом седьмой фбрмирующей цепочки 77, пропущенным через второй ключ 25, и с выходом десятой формирующей цепочки 7ц„, пропущенным через ключ 25 (формируется программа 45
6), объединенный выход трех ключей 25 соединить с R-входом триггера 9э треть. его исполнительного механизма.
В итоге. для приведенных программ на наборном поле 8 необходимо иметь
15 ключей.
Формула изобретения
Программное часовое устройство > содержащее последовательно соединенные стабилизированный генератор импульсов, делитель частоты, блок счетчиков текущего времени, блок дешифраторов и блок индикации, программирующий блок, входы которого соединены с выходами блока дешифраторов, о .т - . личающееся тем,что,с целью расширения области применения, программирующий блок выполнен в виде
К формирующих цепочек, наборного поля
N триггеров, N элементов гальванической развязки, причем выходы формирующих цепочек подключены к выходам дешифраторов, а выходы — к входам наборного поля, выходы которого соответственно подключены к R- u S-входам N триггеров, выходы которых подключены к соответствующим входам блока индикации и к входам N элементов гальванической развязки, выходы которых подключены к выходам устройства, при этом каждая формирующая цепочка содержит наборное поле, матрицу программированных интервалов времени с первого по четвертый элементы ИЛИ, элемент
НЕ, входы наборного поля являются входами формирующих цепочек, выходы наборного поля подключены к вертикальным шинам матрицы программированных интервалов вр:.мени, первая и вторая горизонтальные шины матрицы программированных интервалов времени подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента ИЛИ, третья и четвертая горизонтальные шины — соответственно к первому и второму входам второго элемента
ИЛИ, пятая и шестая горизонтальные шины — соответственно к первому и второму входам третьего элемента
ИЛИ, выходы первого, второго и третьего элементов ИЛИ подключены соответственно к первому, второму и третьему входам четвертого элементов ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента НЕ, выход которого «вляется выходом формирующей цепочки.
1559330
22 - 22 22 2
РФ
25 25> 2Ф2 25
25 Ж 2б 25
3 3 f3 ff 3
Ж 2Ъ 255 274 252 2Ъ 6
2 10 987б5Ф521д 5432 1098765Ю2 10 5ФЯР10981б59321 О б
Мд
1ч Жн 15С
Фиа 4
Составитель И. Спиньно
Техред А.Кравчук Корректор Т. Малец
Редактор С, Патрушева
Заказ 837 Тираж 669 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101
