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Progrommierbare Steuereinrichtung
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Diese Erfingung betrifft eine speicherprogramm ierbare elektronische
Steuereinrichtung mit Halbleiterspeicher.
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Diese Steuereinrichtung bietet die Möglichkeit mit einem Gerät verschiedene
Steuerungen aufzubauen. Die Steuerungsaufgaben werden durch ein im Halbleiterspeicher
befindliches Programm erfUllt, welches fUr Steuerungsänderungen austauschbar ist.
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Bekannt sind Steuereinrichtungen, bei denen das Programm in einen
Lese-Halbleiterspeicher, z. B. einem ROM (Read Only Memory) eingeschrieben ist.
Ein Prozessor fragt den Speicherinhalt Uber Adressen an den Leseanschlossen des
Halbleiterspeichers seriell nach auszufuhrenden Operationen ab und führt die Verknüpfung
der Meldesignale aus.
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Die Verarbeitung erfordert einen Adreßzöhler und Taktgeber, mehrere
Register und Schreib-Lese-Speicher. Sie erfolgt schrittweise. Mit der Anzahl der
auszuführenden Operationen nimmt die Zeit fUr die Verarbeitung zu. Dadurch, daß
bei einer bekannten Steuereinrichtung eine große Anzahl von Bauelementen zusammenwirken,
wird die Unterbringung und ebenso das Programmieren der Steuereinrichtung aufwendig.
Zudem werden besondere Prüfeinrichtungen benötigt.
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Diese Aufwendungen erschweren den Einsatz.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung zu
schaffen, deren Aufbau und Wirkungsweise es ermöglichen, ohne den Aufwand fUr einen
Prozessor speicherprogrammierbar verschiedene Steuerungen aufzubauen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäí3 dadurch gelöst, daß die gerade
anstehenden Meldesignale die Speicher-Adresse bilden und die Adresse in Verbindung
mit ihrem Programmwort direkt einen Steuerbefehl an einem oder mehreren Leseanschlüssen
des Halbleiterspeichers erzeugt, wobei die Leseanschlüsse mit den Steuerbefehlsleitungen
und die AdreßanschlUsse mit den Meldesignalleitungen verbunden sind und wobei ein
Meldesignal durch einen über eine Rückführung an einen Adreßanschluß gelegten Steuerbefehl
gebildet wird.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß die Aufwendungen für bei bekannten Steuereinrichtungen erforderliche Bauteile,
wie Prozessor, Schreib-Lese-Speicher, Register, Adreßzähler und Taktgeber entfallen,
und damit wird das Programmieren einfacher. Es entsteht kein Zeitaufwand fUr ein
Abrufen der Adressen und die schrittweise Verarbeitung einzelner Speicheranweisungen.
Die Zeit für die Verknüpfungen wird nicht durch die Anzahl der auszuführenden Operationen
beeinflußt.
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Z;u.r programmierbaren Signalspeicherung wird bei der Erfindung ein
Steuerbefehl Uber eine Rückführung als Meldesignal an den Adreßanschluß des Halbleiterspeichers
gelegt. Eine Meldesignal, z. B. für eine Ablaufsteuerung, wirkt auch dann noch auf
die Adressenbildung, wenn es nicht mehr ansteht.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die UND-VerknUpfung in der Adresse
durch ein Progrommwort, die ODER-Verknüpfung mehrerer Adressen durch ihr gemeinsames
Programmwort und die NlCHT-Verknupfung durch ein wertfreies Programmwort erfolgen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird für eine Zeitprogrammsteuerung
vorgeschlagen, daß ein in der Rückführung befindliches Zeitglied den rUckgeführten
Steuerbefehl verzögert oder befristet wirken Itißt.
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Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß bei Einsatz mehrerer Halbleiterspeicher
mindestens ein Steuerbefehl eines jeden Halbleiterspeichers an den Adreßanschluß
eines anderen Halbleiterspeichers gelegt wird. Auf diese Weise kann das Programm
erweitert werden.
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Und es wird vorgeschlagen, daß zur Entkoppelung der Leseanschlüsse
und zur Verstärkung der Steuerbefehle in die Steuerbefehisleitungen Schaltverstärker
eingebaut werden.
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Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Die Steuereinrichtung besitzt zwei Halbleiterspeicher 1 mit je acht AdreßanschlUssen
2.
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An den Leseanschlüssen 3 werden die Steuerbefehle abgenommen. In der
Zeichnung sind nicht alle Anschlüsse dargestellt.
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Die Meldekontakte sind mit den Adreßanschlussen verbunden. Sie werden
überwiegend durch Meldungen außerhalb der Steuereinrichtung bestätigt. An Stelle
der mechanischen Kontakte werden vielfach Halbleiter-Bauelemente zur Erzeugung der
Meldesignale benutzt.
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Die Meldekontakte 4 liegen zwischen zwei Schutzwiderstönden 5 und
6 und sind mit dem elektrischen Potential UB verbunden. Wenn die Kontakte geschlossen
sind, liegt an den Adreßanschlussen 2 die Spannung des Potentials Uß an; dies ist
gleichbedeutend mit einem Meldesignal; z. B. 1. Die Schutzwiderstände 5 und 6 verbinden
die Adreßanschlüsse mit einem anderen elektrischen Potential U0. Bei geöffnetem
Meldekontakt liegt die Spannung dieses Potentials an den Adreßanschlussen; dies
bedeutet ein Meldesignal, z. B. 91.
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Die Schutzwiderstönde 5 und 6 dienen der Begrenzung des zwischen den
Potentialen fließenden Ausgleichstroms. Der Schutzwiderstand 6 ist nicht bei allen
Speichern nötig.
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Die Adresse wird aus den gerade anstehenden Meldesignalen gebildet.
Jedes andere Meldesignal ändert die Adresse. In der Zeichnung sind acht Adreßanschlüsse
2 an jedem der beiden Halbleiterspeicher 1 dargestellt, es ergeben sich 28 = 256
Möglìchkeiten je Speicher für eine Adressenbildung.
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Die Leseanschlüsse 3 sind mit Schaltverstörkern 7 verbunden. Diese
verstärken die Steuerbefehle und entkoppeln die Leseanschlüsse 3. Ein jeweils nachgeschaltetes
Schaltrelais 8 oder ein Halbleiter-Schaltelement bringt den Steuerbefehl an die
Ausgangsanschlüsse 13.
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Ober eine Rückführung 9 gelangt der Steuerbefehl direkt oder über
einen Meldekontakt 4 oder einen Halbleiterschalter 10 an den Adreßanschluß 2 und
bewirkt, daß ein Meldesignal oder ein Steuerbefehl programmierbar gespeichert wird.
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Für Zeitprogrammsteuerungen ist in die Rückführung 9 ein Zeitglied
11 eingefügt. Es befristet oder verzögert die Speicherungen des Meldesignals oder
des Steuerbefehls.
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aer zweite Halbleiterspeicher 1 dient dazu, die Anzahl der Adressen
zu vergrößern und weitere Meldesignale zu erfassen. Die Speicher sind durch zwei
Leitungen 12 miteinander verbunden. Jeweils ein Steuerbefehl eines jeden Halbleitefspeichers
1 wird an den Adreßanschluß 2 des anderen Halbleiterspeichers 1 als Meldesignal
wirksam.
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Beim Programmieren werden die den Adressen zugeordneten Programmwörter
Uber die Leseanschlüsse 3 in die Adressen eingeschrieben. Wenn bei Betrieb der Steuereinrichtung
an den Adreßdrischlüssen 2 Meldesignale cnliegen, entsteht an den Leseanschlüssen
direkt ein entsprechender Steuerbefehl.
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Die Wahl eines Programmwortes hängt vom gewunschten Steuerbefehl ab
und richtet sich danach, an welchem Leseanschluß der Steuerbefehl liegen soll.
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Die Verknüpfung "UND, ODER, NICHT" ergibt sich aus der Auswahl der
Adressen, die ein Programmwort (UND) oder ein gemeinsames Programmwort (ODER) oder
ein wertfreies Programmwort (NICHT) bekommen.
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Im Programm wird zunächst festgelegt, welche Meldesignale (Adressen)
an welchem Ausgangs- bzw. Leseanschluß einen Steuerbefehl (Programmwort) bilden
müssen. Dann erfolgt das Adressieren der bestimmten Programmwörter im Halbleiterspeicher,
das Programmieren.
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Die Adressen und Programmwörter zur Programmierung richten sich nach
der gewünschten Signalverknüpfung.
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Eine UND-VerknUpfung entsteht in der Adresse selbst. Jede Stelle der
Adresse beschreibt in binärer Schreibweise den Meldesignalzustand eines Meldekanals.
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Die UND-Verknüpfung entsteht durch Auffahren der Meldesignalzustönde
an entsprechender Stelle der Adresse. Soll z. B. ein Meldesignalzustand 1 an den
Anschlüssen Ao A2 und A5 UND-verknUpft werden, dann geschieht dies durch die 8-bit
Adresse # #1# #1#1 (=oktal 45). Als Anschluß Ao zählt die erste Stelle der Adresse.
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Soll eine ODER-Verknüpfung erfolgen, so werden zunächst die einzelnen
zu verknüpfenden Adressen gebildet und bekommen dann einfach ein gleiches Programmwort.
Alle Adressen, die ein gleiches Programmwort haben, bilden den gleichen Steuerbefehl.
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Die NlCHT-VerknUpfung besteht unter all den Adressen1 die das Programmwort
91 haben, also bei einem wertfreien Programmwort.
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Das Programmwort bestimmt, welcher Steuerbefehl an welchem Steuerausgang
bei einer Adresse entstehen soll.
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Soll z. B. bei fehlenden Meldesignalen (Meldesignalzustand 91) ein
Steuerbefehl am Ausgang D2 und D8 entstehen - um z. B. ein Signal "kein Meldesignal
vorhanden" auslösen, so lautet das 8-bit Programmwort: lJwl. Es wird in die Adresse
91 eingeschrieben.
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Soll z. B. in einem anderen Fall dann kein Steuerbefehl entstehen,
wenn alle Meldesignale 1 anstehen, so lautet das 8-bit Programmwort: ########.
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Es ist wertfrei und entspricht der Vorprogrammierung aller Adressen
des Speicherherstellers oder nach einer Speicherlöschung. Die 8-bit Adresse lautet
in diesem Bescheid 11111111 <= oktal 377).
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Soll ein Meldsignal bzw. Steuerbefehl gespeichert werden, so ist in
die Adresse (n) die Stelle einzugeben, die dem Adresseneingang 2 mit Ruckführung
9 entspricht. In einem Beispiel ist ein Meldesignal eines Tasters an A3 geführt
und soll gespeichert werden. Die Adresse ist #####1## es (oktal 4).
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Die Rückführung 9 liegt z. B. an A2. Diese Adresse ist #####1# (oktal
2).
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Zur Speicherung ist eine ODER-Verknüpfung zwischen den beiden Adressen
#####1## (oktal 4) und #####1# (oktal 2) erforderlich. Die beiden Adressen bekommen
also ein gleiches Programmwort. Das Progrommwort muß den Leseanschluß 3 berUcksichtigen,an
dem die Rückfühwng 9 angeschlossen ist, z. B.
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an D2; dann heißt das Programmwort: ######1#. Der Steuerbefehl steht
an dem mit D2 verbundenen Ausgangsanschluß 13 zur Verfügung.
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FUr eine Ablaufsteuerung bleibt das Meldesignal gespeichert bis es
eine neugebildete Adresse löscht Der Steuerungsablauf geht einen Schritt weiter.
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Für eine Zeitprogrammsteuerung wird nach Ablauf des Zeitgliedes 11
in der Rückführung 9 die neue Adresse gebildet und der nächste Schritt ausgelöst.
Sind zwischen den Schritten verschiedene Zeitspannen erforderlich, so sind mehrere
Rückführungen mit Zeitgliedern ausgerüstet.