Программируемый мультивибратор

 

Изобретение относится к импульсной и электроизмерительной технике и может быть использовано для программного управления частотой, скважностью и количеством импульсов в сериях в автоматизированных системах управления. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем программного управления частотой, скважностью и количеством импульсов в сериях. Мультивибратор содержит счетный триггер 1, логические элементы 2 И 2, 3, инвертордифференциатор 4, элемент задержки 5, блоки программной задержки 6.1, 6.2, счетчик импульсов 7, схему 8 сравнения кодов, элемент ИЛИ-НЕ 9. Работа мультивибратора основана на сравнении программных и линейной нарастающих значений напряжений , формирующих длительность импульсов и пауз между ними в сериях, вырабатываемых счетным триггером, и на сравнении программного и подсчитываемого значений кодов, определяющих количество импульсов счетного триггера в сериях. Устройство обеспечивает высокую точность программного изменения параметров и количества импульсов. 1 п..ф-лы,.2 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОцИАЛИСТИЧ ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 К 3/28, 3/03

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4825795/21 (22) 14,05,90 (46) 30.03.92. Бюл. N 12 (71) Научно-исследовательский институт вычислительной техники и информатики (72) А,-К,К.Петровский и В.А.Антонов (53) 621.373.431.1(088.8) (56) Зельдин Е.А. Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре. Л., 1986, с. 275-276, р,14-15.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1354395, кл. Н 03 К 3/28, 1982; (54) ПРОГРАММИРУЕМЫЙ МУЛЬТИВИБРАТОР (57) Изобретение относится к импульсной и злектроизмерительной технике и может быть использовано для программного управления частотой, скважностью и количеством импульсов в сериях в автоматизированных системах управления.

Цель изобретения — расширение функциоИзобретение относится к импульсной и электроизмерительной технике, предназначено для программного управления частотой, скважностью и количеством импульсов в сериях и может быть использовано в автоматизированных системах управления и других областях науки и техники.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет программного управления частотой, скважностью и количеством импульсов в сериях.

На фиг.1 приведена функциональная схема программируемого мультивибратора; Ы 1723654 А1 нальных возможностей путем программного управления частотой, скважностью и количеством импульсов в сериях.

Мультивибратор содержит счетный триггер

1, логические элементы 2 И 2, 3, инвертордифференциатор 4, элемент задержки 5, блоки программной задержки 6.1, 6.2, счетчик импульсов 7, схему 8 сравнения кодов, элемент ИЛИ-НЕ 9. Работа мультивибратора основана на сравнении программных и линейной нарастающих значений напряжений, формирующих длительность импульсов и пауз между ними в сериях, вырабатываемых счетным триггером, и на сравнении программного и подсчитываемого значений кодов, определяющих количество импульсов счетного триггера в сериях.

Устройство обеспечивает высокую точность программного изменения параметров и количества импульсов. 1 r,.ô-лы,.2 ил. на фиг, 2 — диаграммы, поясняющие его работу.

Программируемый мультивибратор содержит счетный триггер 1, первый 2 и второй 3 логические элементы .2И, инвертор-дифференциатор 4, элемент 5 задержки, блоки 6.1, 6.2 программной задержки, счетчик 7 импульсов, схему 8 сравнения кодов, логический элемент ИЛИНЕ 9.(CxeMa 8 сравнения кодов выполнена на микросхеме К559СК1).

Второй выход инвертора-дифференциатора 4 является выходом инвертора, а первый его выход — дифференцирующий.

1723654

Блоки 6.1, 6.2 программной задержки Программируемый мультивибратор расодержат прецизионные цифроаналоговые ботает следующим образом. и еобразователи 10.1, 10.2 (типа В начальный момент времени на шине

КМП817ПА1), генераторы 11.1, 11.2 линейно "Вход" программируемого мультивибратонарастающего напряжения с положитель- 5 ра присутствует низкий уровень напряженым выходным напряжением(ЛНН), анало- ния. На прецизионные цифроаналоговые говые ком параторы 12.1, 12.2 (типа преобразователи 10.1, 10 2 блоков 6.1, 6.2 и

КР597СА2 с парафазным выходом и вклю- на схему 8 сравнения кодов подаются коды ченные без стробирования), для увеличения от внешнего управляющего комплекса. На чувствительности которых в области малых 10 преобразователь10.1 подается коддлительвременных длительностей подключают уси- ности пауз между импульсами N», на прелители постоянного тока аналоговыми ком- образователь 10.2 — код длительности мутаторами (например, типа KP59QKH4 с импульсов Nm, а на схему 8 сравнения кодов объединенной парой нормально разомкну- — код количества импульсов Ми в серии, тых и нормально замкнутых перекидных 15 Низкийуровень по шине "Вход" постуконтактов, управляемых одним битом ин- пает через элемент 2И 3 íà R-вход счетного ф а ии). формации. триггера 1; на втором входе элемента 2И 3

Генераторы 11.1, 11,2 содержат на вхо- присутствует высокий уровень с выхода блоде аналоговый к оговый ключ на коммутаторе ка 6.2 (задействован инверсный выход ана1 2

КР590КН3 (четвертый ключ). Входы С, С 20 логового компаратора 12.2). На первом коммутатора являются входами разреше- входе элемента 2И 2 присутствует низкий ния блоков 6.1, 6.2 а V-вход — входом их уровень с выхода блока 6,1 (задействован запуска. Во втором блоке 6.2 второй вход прямой выход аналогового компаратора разрешения подключен к потенциалу высо- 12,1). На входе С счетного триггера 1 поэтокого уровня нап яжени . 25 му присутствует низкий уровень, а на его

Цифроаналоговые преобразователи вход поступает высокий уровень с выхода

10.1, 10.2 подключены к прямым входам дифференциатора 4 по цепи резистора. компараторов 12.1, 12,2, к инверсным вхо- В результате на прямом выходе счетнодам которых подключены выходы генерато- готриггера1 присутствует низкий(запреща30 ющий запуск блока 6.2) уровень

Инверсный выход счетного триггера 1 напряжения,анаинверсном — высокий(разподключен к своему входу и к входу запуска решающий запуск блока 6.1) уровень. первого блока 6.1 программной задержки, Низкий уровень по шине "Вход." также

Прямой выход счетного триггера 1 подклю- поступает на первые входы разрешения чен к счетному входу счетчика 7 импульсов 35 блоков 6,1, 6.2, блокируя подачу положии к входу запуска второго блока 6.2 програм- тельных импульсов с выходов счетного тригмной задержки. Первый вход разрешения гера 1 на запуск генераторов 11.1, 11.2 Л Н первого блока 6.1 программной задержки Низкий уровень на шине "Вход", проинподключен через элемент 5 задержки к, вхо- вертированный в установочный высокий инду инвертора-дифференциатора 4, ко второ- 40 вертором 4, со второго его выхода поступает му входу элемента 2И 2, к первому входу наустановочныйвходсчетчика7импульсов, элемента 2И 3 и к первому входу разреше- устанавливая на его информационных выхония второго блока 6.2 программной задерж- дах нулевой код. ки. Вход S счетного триггера 1 соединен с Один из разрядов кодом N»„Nr испервым выходом инвертора-дифференциа- 45 пользуется для подключения через аналоготора4,вторымвыходомсоединенногосвхо- вые коммутаторы усилителей либо для дом установки счетчика 7 импульсов. подключения через аналоговые коммутатоСчетный вход С счетного триггера 1 соеди- ры непосредственно входов аналоговых нен с выходом элемента 2И 2, первый вход коммутаторов 12.1, 12.2 без усилителей которого подключен к выходу первого блока 50 (коммутаторы и усилители не показаны). В

6.1 программной задержки. Входйсчетного последнем случае от выходов усилителей триггера1 подключен квыходуэлемента2И отключаются входы компараторов 12.1, 3, второй вход которого соединен с выходом 12,2, а к ним подключаются выходы преобвторого блока 6.2, программной задержки, разователей 10.1, 10.2 и генераторов 11.1, Информационные выходы счетчика 7 им- 55 11.2. пульсов соединены с входами А схемы 8 Подача кода Ми на схему 8 сравнения сравнения кодов, выходом подключенной кодов и на входы элемента ИЛИ-НЕ 9 в через элемент 9 ИЛИ-НЕ ко второму входу зависимости от трех режимов работы проразрешения первого блока 6,1 программ- граммируемого мультивибратора;

1) генерации одиночного импульса;

1723654

2) серии импульсов;

)генерации этому моменту присутствует высокии (раз3) генерации непрерывной последова- решающийзапускгенератора . )ур тельности импульсов. Для устранения ложного запуска генератоОсуществляется следующим е ющим образом. ра 11.1 на первый вход разрешения блока

O з азрядов кода йи подается на 5 6.1 положительный перепад с шины " ход вход строба, а другой из разрядов этого поступает через элемент 5 задержки, д ликода — на первый вход ИЛИ элемента тельность которой должна превышать вреИЛИ-НЕ 9, на второй вход которого посту- мя опрокидывания счетного триггера в пает низкий уровень напряжения с выхода противоположное исходному состояние. я ко ов, П и совпадении 10 Все происходящие процессы рассматривакодов Nè информационных выходов счет- ются для случая режима генерации серии чик а 7 импульсов в схеме 8 сравнения ко- импульсов. дов последняя вырабатывает на выходе Положительный перепад и на шине высокий уровень (код Nè подается íà B- "Вход", инвертируясь и дифференцируясь входы схемы 8), 15 инвертором-дифференциатором 4 в имВ режиме генерации одиночного им- пульс отрицательной полярности на первом пульса на входы ст оба и ИЛИ подаются выходе, по входу S счетного триггера 1 опвысокие у е уровни двух из разрядов кода Ми. рокидывает его из исходного в противопоВ этом сл чае на выходе элемента ИЛИ-НЕ ложное исходному состояние. р

9 постоянно присутствует низкий (запреща- 20 выходе счетного триггера 1 появляется выющий генерацию длительности паузы гене- сокий (запускающий генератор 11.2) уроратором . ) у

11.1) ровень, подаваемый на вень, а на инверсном — низкий. е аз ешения второй вход разрешения шения блока 6.1, Осталь- Поскольку на втором вход р р ные разряды кода и и у в

N ро ень с выхода блока 6.2 постоянно присутствует высокий нения ко ов безразличны, 25 уровень, то на вход собственно генераторов т зап скаю ий пе епад. На

В режиме генерации серии импульсов ЛНН поступает запуска щ р на вход строба элемента а ИЛИ-НЕ 9 подает- выходе генератора 11. 2 начинает нарастать

ы окий ровень одного из разря- напряжение, подаваемое на инверсный дов кода Ми, а на первый вход ИЛИ этого вход компаратора 2.. р р

12.1. Компа ато 12.2 элемента — низкий уровень. р . В результате 30 сравнивает напряжения с выходов преобрапоявление низкого (запрещающего) уровня зователя 10.2 и генератора 11,2. В момент с выхода элемента ИЛИ -НЕ 9 возможно в совпадения этих напряжений на инверсном случае, когда количество импуль т импульсов, под- выходе компаратора 12.2 появляется коротсчитанное счетчиком 7, не станет равным кий импульс (его длительность определяетзапрограммированному количеству импуль- 35 ся вре е менем оп окидывания счетного р сов, соответствующему коду и. ы в ем ко Ки. Высокий триггера 1 из противоположного в исходное ровень с выхода схемы 8 сравнения кодов, состояние) отрицательной полярности, коY преобразуясь в низкий элементом ИЛИ-НЕ торый, пр д р

9, запрещает дальнейшую генерацию интег- вход счетного триггера 1, опрокидывает его рала паузы генератором 11,1 и останавлива- 40 в первоначальное состояние. На прямом выет генерацию серии импульсов. ходе триггера 1 формируется импульс длиB режиме генерации непрерывнои по- тельностью, о р д следователь ельности импульсов на вход стро- длительностями задержек используемых нта ИЛИ-НЕ 9 подается низкий элементов. На прямом выходе но ба элемента нь и ек а ающий науровень. е . Б зотносительно уровней на вхо- 45 ляется низкии уровень, пр р щ н ато а 11.2 и дах ИЛИ элемента 9 на его выходе постоян- растание напряжения генератора но и ис тств ет высокий (разрешающий снимающий напряжение с инверсного вхогенерацию длительности паузы генерато- да компаратора .. а входе т ом 11.1) уровень. Длительность непрерыв- устанавливается высокий уровень. На инной последовательности импульсов 50 версном выходе триггера 1 также устанавнь зап скающий определяется длительностью подачи поло- ливается высокий уровень, у г пе епада на шину "Вход" про- генератор 11,1, напряжение которого сравм 12.1 с нап яжениг аммируемого мультивибратора с нивается компаратором . р грамми у сохранением длительности последнего им- ем й» преобр и и еоб азователя 10.1 При и льса последовательности.

Инициализация генерации импульсов вырабатывает короткий импульс положипрограммируемым мультивибратором осу- тельнойполярности,проходящийчерезэлеществляется, в отличие от прототипа, поло- мент 2И 2 на счетный вход триггера 1. жительным перепадом на шине "Вход". На Поскольку на его входе D с инверсного выинверсном выходе счетного триггера 1 к хода присутствует высокий уровень, то триг1723654

10 вания триггера 1, 15

rep 1 по счетному входу опрокидывается в и ротивоположное исходному состояние. На инверсном выходе триггера 1 формируется импульс длительностью, определяемой кодом N>< и длительностями задержек используемых элементов. На инверсном выходе триггера 1 появляется низкий уровень, прекращающий нарастание напряжения генератора 11.1 и снимающий напряжение с инверсного входа компаратора 12.1. На счетном входе триггера 1 устанавливается низкий уровень напряжения, а на прямом его выходе — высокий. В дальнейшем повторяются процессы циклического опрокидыСчетчик 7 подсчитывает импульсы с прямого выхода счетного триггера 1. На информационных выходах счетчика 7 импуль-сов увеличивается значение кода. При достижении его значения Ми схема 8 сравнения кодов на выходе выдает высокий уровень, напряжения. На выходе элемента

ИЛИ НЕ 9 появляется низкий уровень, запрещающий очередной запуск генератора

11.1, и выработка серии импульсов программируемым мультивибратором завершена.

Генерированные програмируемым мультивибратором серий импульсов с теми же параметрами и количеством импульсов осуществляется подачей на шину "Вход" отрицательного и затем положительного перепадов с повторением циклических процессов триггера 1 после получения отрицательного перепада по шине "Останов" внешним измерительным комплексом, Генерирование программируемым мультивибратором серий импульсов с другими параметрами и количеством импульсов осуществляется следующим образом, После получения отрицательного перепада по шине "Останов" внешний измерительный комплекс сначала выдает отрицательный перепад на шину "Вход". Затем изменяются значения кодов NTg, Ктд и пода ется положительный перепад на шину

"Вход", запуская циклические процессы в программируемом мультивибраторе.

П рограммируемый мультивибратор обеспечивает программное изменение час/ тоты, скважности и количества импульсов в сериях. Программным воздействием обеспечивается точность в области малых времен значений длительности импульсов и пауз между ними и выбор одного из трех режимов генерации; одиночного импульса, серии импульсов, непрерывной последовательности импульсов; обеспечивает более высокую точность программного изменения параметров и количества импульсов; имеет

55 более широкие функциональные возможности за счет программного управления частотой, скважностью и количества импульсов в сериях.

Формула изобретения

Программируемый мультивибратор, содержащий счетный триггер, элемент задержки и первый логический элемент 2И, выход которого соединен со счетным входом счетного триггера, инверсный выход которого соединен с его D-входом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем программного управления частотой, скважностью и количеством импульсов в сериях, в него введены второй логический элемент 2И, инвертор-дифференциатор, два блока программной задержки, счетчик импульсов, схема сравнения кодов, логический элемент

ИЛИ-НЕ, при этом инверсный выходсчетного триггера соединен со второй выходной шиной мультивибратора и с входом запуска первого блока программной задержки, а прямой его выход — с первой выходной шиной устройства, со счетным входом счетчика импульсов и с входом запуска второго блока программной задержки, первый вход разрешения которого соединен с первым входом первого логического элемента 2И, со входом инвертора-дифференциатора, с первым входом второго логического элемента 2И и с входной шиной устройства, а также через элемент задержки — с первым входом разрешения первого блока программной задержки, второй вход разрешения которого соединен с выходом логического элемента

ИЛИ-НЕ и с шиной "Останов" мультивибратора, выход первого блока программной задержки соединен со вторым входом второго логического элемента 2И, выход которого соединен со входом счетного триггера, S-вход которого соединен с первым входом инвертора-дифференциатора, второй вход которого соединен с входом установки счетчика импульсов, информационные выходы которого соединены с входами А схемы сравнения кодов, входы

B которой соединены с шинами кода количества импульсов в серии и с входами логического элемента ИЛИ-НЕ, входы первого и второго блоков программной задержки соединены соответственно с шинами кода длительности пауз между импульсами и кода длительности импульсов, а выход второго блока программной задержки соединен со вторым входом первого логического элемента 2И.

1723654

Составитель Н.Ферапонтова

Редактор Т.Орловская Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Н. Король

Заказ 1069 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,-101