книги из ГПНТБ / Дроздов Е.А. Основы построения и функционирования вычислительных систем

лей, связанных с датчиками аналоговых величин, может

слов производится по командам основной программы,

170

реализуемой центральным процессором. Адрес ячейки ОЗУ, в которую вводится информационное слово или из которой выбирается управляющее слово, задается ча­ стью команды ввода-вывода, реализуемой в централь­ ном процессоре. В узлы мультиплексного канала вводят­ ся лишь код признаков операции и номер-(адрес) пре­ образователя; кроме того, из ЦП поступают отдельные сигналы, координирующие работу узлов канала и преоб­ разователей.

В рассматриваемом случае мультиплексный канал состоит из ограниченного количества узлов, выполняю­ щих функции выбора заданного преобразователя и выра­ ботки необходимых управляющих сигналов. Ввод части команды ввода-вывода, реализуемой в канале, осущест­ вляется через группу вентилей В2 по управляющему сигналу УС2 . Формирование УС2 , как и других управляю­ щих сигналов, обеспечивается схемами узла управляю­ щих сигналов УУС под действием командных импуль­ сов, поступающих из устройства управления централь­ ного процессора. Реализуемая в канале часть команды ввода-вывода фиксируется в регистре команд РгК. Код адреса преобразователя КА из РгК подается на дешиф­ ратор ДшА, а признак Пр вида операции — в триггер управления ТгУ. С п выходами дешифратора связаны усилители У, формирующие сигналы для отпирания групп вентилей, связывающих кодовые шины с регист­ рами преобразователей. Распределение сигналов по

Эти вентили управляются сигналами с прямого и инверс­ ного выходов ТгУ, что обеспечивает в конечном итоге реализацию признака вида операции (ввод или вывод). Схема на рис. 4-7 построена применительно к случаю равенства количества входных и выходных преобразова­ телей; в противном случае дешифратор адреса рассчи­ тывается по максимальному количеству преобразова­ телей, входящих в тѵ или иную группу, т. е. в группу ПКА или в группу ПАК.

Работа узлов рассматриваемого мультиплексного канала протекает в следующей последовательности. По сигналу из ЦП, формируемому при реализации команды ввода-вывода, узел управляющих сигналов канала вы­ рабатывает УС? и необходимая часть команды вводится в РгК. В процессе управления преобразователи группы

m

циклом преобразования. Далее по адресу преобразова­ теля, расшифровываемому посредством ДшА, и призна­ ку вида операции ввода-вывода формируется сигнал не­

и далее введено в ОЗУ или ЦП системы. После завер­ шения выдачи информационного слова или ввода команд­ ного слова узлы канала устанавливаются в исходное состояние.

К более сложным мультиплексным каналам, обеспе­ чивающим обмен информацией между центральным ядром системы и управляемым объектом, относится, на­ пример, устройство сопряжения с объектом управляю­ щей машины «Днепр»; помимо реализации функций мультиплексного канала это устройство обеспечивает участие оператора в процессе управления, включая в свой состав специальный пульт. Устройство сопряже­ ния позволяет связать ЦП и ОЗУ системы с 250 датчи­ ками аналоговых величин, выражаемых напряжениями постоянного тока; формат информационных слов, полу­ чаемых в результате преобразования этих напряжений, ограничен 10 двоичными разрядами. Кроме датчиков

172

напряжения и сигналы передаются на объект по отдель­ ным цепям.

Устройство сопряжения обеспечивает выполнение операций по программному опросу релейных датчиков,

тельные органы аналогового типа, а также по передаче

управления. Функционально оно делится на ряд узлов и блоков, необходимых для формирования, преобразова­ ния и передачи информации;.конструктивно некоторые блоки УСО могут выполняться в виде отдельных шкафов.

Структурная схема и основные связи устройства со­ пряжения приведены на рис. 4-8. В состав собственно УСО входят блок коммутации и преобразования БКП, блок коммутации релейных датчиков БКРД, блок управ­ ления БУ с пультом оператора ПО, блок выдачи релей­ ных управляющих сигналов БР и блок формирования аналоговых управляющих сигналов БА; БР и БА могут разбиваться на четыре независимых субблока. С объек­ том управления ОУ устройство сопряжения связано ка­ налами (цепями) передачи информационных и управ­ ляющих сигналов. С центральным процессором ЦП и оперативным запоминающим устройством УСО связано цепями обмена управляющими сигналами УС импульс­ ного типа, а также кодовыми шинами считывания КШС,

173

объектом одного напряжения из 250 поступающих от ана­ логовых датчиков и преобразования его в 10-разрядный двоичный код. Он включает в свой состав коммутацион­ ную схему, имеющую 250 аналоговых входов и один ана­ логовый выход, а также один преобразователь напряже­ ния в код, построенный по схеме с промежуточным пре­ образованием напряжения во временной интервал при использовании генератора линейной развертки; счетчик

коммутации релейных датчиков представляет собой ком­ мутатор с 384 входами и 24 выходами для релейных сигналов; он служит для выделения в данном сеансе связи с управляемым объектом 24-разрядного двоичного

Блок управления включает в свой состав регистр но­ мера слова как регистр адреса аналогового датчика или аналогового органа управления, а также группы релей­ ных датчиков или релейных органов управления, дешиф­ раторы частей номера слова, группу усилителей-форми­ рователей, счетчик времени, малоразрядные регистры кодов признаков и режимов работы, узел формирования управляющих сигналов и ряд других элементов и узлов. Он предназначен для реализации части команды вводавывода, выполняемой непосредственно в УСО. Блок выдачи релейных управляющих сигналов включает в свой состав четыре субблока; каждый субблок имеет семиразрядный регистр номера реле, дешифратор и 120 релейных усилителей. Блок формирования аналоговых управляющих сигналов также состоит из четырех одина­ ковых субблоков; каждый субблок включает в свой со­ став входную коммутационную схему, выполненную в виде групп вентилей, 15 приемных регистров преобра­ зуемых кодов и 15 преобразователей типа ПКА. Все преобразователи в БА автономны и обслуживают по

174

одному аналоговому управляющему органу. Преобра­ зуемые коды имеют ! 1 двоичных разрядов, включая знаковый разряд.

Основными командами, выполняемыми в устройстве сопряжения, являются команды формирования инфор­ мационных слов о состояниях аналоговых и дискретных датчиков, а также команды формирования управляющих воздействий. Необходимая информация для выполнения этих команд поступает в УСО в виде кодов номеров •слов и управляющих сигналов из устройства управления

адресные. При вводе-выводе второй адрес обычно опре­

управляющее воздействие; первый адрес определяет но­ мер датчика или группы датчиков, выбираемых в дан­ ном сеансе связи с управляемым объектом.

Выполнение команды по формированию информаци­ онного слова из сигналов релейных датчиков обеспечи­ вается схемами БК.РД и частью схем блока управления УСО. Из сигналов 384 релейных датчиков формируется при выполнении команды одно 24-разрядное информа­ ционное слово; очевидно, что таких слов может быть вы­ делено по 384 датчикам 16. Номер выделяемого слова задается четырехразрядным кодом, содержащимся в пер­ вом адресе команды; этот код вводится в устройство сопряжения из устройства управления машины по

КШНС.

Схема формирования информационного слова по со­ стояниям релейных датчиков в упрощенном виде приве­ дена на рис. 4-9. Заданный выполняемой командой код номера слова вводится в четыре младших разряда ре­ гистра номера слова РгНС и расшифровывается с по­ мощью дешифратора Дш, имеющего 16 выходов. Фор­ мируемый на одном из выходов Дш сигнал обеспечивает выделение в коммутационной схеме релейных датчиков необходимых цепей и формирование соответствующего информационного слова. Коммутационная схема состоит из 24 групп вентилей, выходных собирательных схем и

175

ми, поступающими от релейных датчиков. К первой груп­

і1 1 і_

Ргйс- Ѵніс

УФ

KJUS

Рис. 4-9. Схема формирования информационного слова состояния релейных датчиков. х

дой группе «рабочим» оказывается только один вентиль. Выходы всех вентилей группы объединяются с помощью элемента ИЛИ; предварительное усиление кодовых сиг­ налов формируемого информационного слова обеспечи­ вается усилителями Уі, У 2 , . . ., У24, а окончательное — 24-разрядной группой усилителей-формирователей УФ, непосредственно связанных с кодовыми шинами записи

кшз.

Пусть в выполняемой команде формирования инфор­ мационного слова задан код НС вида 0001, а состояния

176

кода НС сигнал формируется на втором выходе дешиф­ ратора (нумерация выходов Дш по схеме на рис. 4-9 начинается не с нуля, а с единицы); этот сигнал подает­ ся на вторые входы вентилей В2 всех групп. В сответствии с состояниями релейных датчиков в 1-й и 24-й груп­ пах вентили В2 открыты, а во 2-й группе вентиль В2 за­ крыт. Поэтому в рассматриваемом случае возбуждаются

Выполнение команды по формированию информаци­ онного слова в соответствии с выходным напряжением одного из 250 аналоговых датчиков обеспечивается схе­ мами БКХІ и частью схем блока управления устройства сопряжения. В процессе реализации этой команды необ­ ходимо по номеру слова, получаемому из устройства управления машины, выделить напряжение от одного аналогового датчика, подать его на вход преобразова­ теля и полученный на выходе преобразователя код вы­ дать в кодовые шины записи.

Схема формирования информационного слова по со­ стоянию заданого аналогового датчика, т. е. по его вы­ ходному напряжению, приведена на рис. 4-10. Из соста­

рующих ячеек. Каждая коммутирующая ячейка передает со своего аналогового входа на выход напряжение от соответствующего аналогового датчика только при по­ ступлении на управляющий вход ячейки сигнала с вы­ хода дешифратора.

Система коммутирующих ячеек представляет собой своеобразную вторую ступень дешифрирования номера

слова, или номера аналогового датчика. Сигналом с вы­ хода Дші выбирается одна из групп ГКЯ\—ГКЯк. Одно­ именные выходы этих групп подключаются к аналого­ вым входам ГКЯп, в которой тю сигналу с Дш2 произ­ водится выделение одного напряжения, подаваемого на вход преобразователя. Таким образом, Дш\ является де­ шифратором номера группы аналоговых датчиков АД, а Дш2— дешифратором номера датчика внутри группы.

Küd НС

РгНС

X T

ГКЯ,.

ПЙК

Сч

1w Я?

УС-

1ZLH

уф

Рис. 4-10. Схема формирования информационного слова по состоя­ нию аналогового датчика.

178

Пусть при расшифровке заданного кода НС сформи­ рованы сигналы на 2-м выходе Дш 4 и 16-м выходе Дш2. Тогда на управляющие входы всех 16 коммутирующих

поступает только на 16-ю ячейку, поэтому на вход пре­ образователя поступает напряжение от аналогового дат­

вания полученный 10-разрядный двоичный код выдается на усилители-формирователи и затем поступает в кодо­ вые шины записи КІІІЗ как информационное слово, под­ лежащее записи в оперативную память машины.

Выполнение команды формирования управляющего воздействия, посылаемого на тот или иной релейный исполнительный орган, сводится к выработке сигнала включения или выключения реле, номер которого задан получаемым из УУ машины кодом НС. Реализация команды обеспечивается схемами блоков БУ и БР устройства сопряжения, причем в регистр РгНС подает­ ся два разряда кода НС, а в схемы БР — семь разрядов этого кода. Схемы блока управления осуществляют вы­ бор группы из 120 управляющих реле и формирование сигналов включения или выключения этих исполнитель­ ных органов. Окончательное дешифрирование кода НС я формирование сигналов, подаваемых в релейные испол­ нительные органы, производятся схемами блока БР.

пе. Выбор группы осуществляется посредством дешиф­

посредством этих вентилей вводятся в один из 7-разряд­ ных регистров Рги Рг2, Рг3 или Яг4 . Каждый из этих регистров связан с отдельным дешифратором на 120 выходов; в свою очередь к каждому выходу дешифрато­