一种超高速时序控制装置及方法
【专利摘要】本发明属于弹道靶超高速实时控制领域，涉及超高速时序控制装置及方法，控制装置由四通道触发器、二组频率发生器、二组可逆计数器、一组寄存器、一组显示选择、译码器和一组控制电路组成；控制方法包括四输入控制、三输入控制、二输入控制、一输入控制。本发明采用LSTTL集成电路组成，相比于现有可编程逻辑器件，不但成本低，而且结构简单；同时四种控制模式结合，延时控制调节方便且控制精度高。
【专利说明】一种超高速时序控制装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于弹道靶超高速实时控制领域，涉及一种超高速时序控制装置及方法。
【背景技术】
[0002]弹道靶是进行导弹、火箭、卫星、飞船和其他超高速飞行器的气动力、再入物理现象、超高速碰撞等试验研究的重要试验设备之一。目前，在弹道靶中对高速飞行的模型进行摄像需要对测试设备的光源闪光时刻进行准确控制，在弹道靶试验中，由于模型飞行速度很高而试验段长度有限，模型在试验段内运动的持续时间很短，通常只有毫秒量级。
[0003]目前，在弹道靶中，时序控制有多种方法，比如设置延时时间来实现测试设备对高速飞行目标的瞬态测量，通过一系列的控制电路进行计算和延时，并在适当时刻输出控制触发信号。但是目前还没有一种即简单，又成本低廉，而且控制精确且多变的方法。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种简单、成本低，而且控制精确且多变的控制测试设备的瞬态工作起点时间的时序控制装置及方法。
[0005]为达到上述发明目的，本发明提供一种超高速时序控制装置，包括控制电路和晶振，控制电路的输入端并联接入第一触发器、第二触发器、第三触发器、第四触发器、第一频率发生器和第二频率发生器，晶振的输出端接入控制电路；
[0006]第一触发器、第二触发器、第三触发器、第四触发器之间可以相互替代；
[0007]控制电路的输出端并联连接第一可逆计数器和第二可逆计数器，所述控制电路作为中枢用来控制途经第一触发器、第二触发器、第三触发器或第四触发器的信号进入第一可逆计数器或第二可逆计数器及第一可逆计数器和第二可逆计数器的加法或减法运算，第一可逆计数器的输出端并联连接第一输出电路和寄存器，寄存器输出端连接显示选择，第二可逆计数器的输出端并联连接第二输出电路和显示选择，显示选择输出端连接译码器，译码器连接显示；
[0008]第一拨盘开关接入第一反相器，第一反相器接入第一可逆计数器，第二拨盘开关接入第二反相器，第二反相器接入第二可逆计数器。
[0009]优选地，晶振的输出端分别接入第一频率发生器和第二频率发生器，第一频率发生器和第二频率发生器接入控制电路。
[0010]进一步，所述晶振为主时钟频率8MHz的晶振，经过第一频率发生器和第二频率发生器分频后产生IMHz的时钟。
[0011]优选地，第一可逆计数器的输出端连接第一溢出指示电路，第二可逆计数器的输出端连接第二溢出指示电路。
[0012]同时本发明提供一种采用上述时序控制装置的高速时序控制方法，包括以下种控制模式:
[0013]四输入控制模式:当在时序控制装置上输入四路信号时，输入信号分别接入第一触发器、第二触发器、第三触发器、第四触发器并传送到控制电路，控制电路分别将第一触发器、第二触发器的信号传送至第一可逆计数器，第一触发器信号首先传到第一可逆计数器后，第一可逆计数器开始做加计数，当第二触发器信号传到第一可逆计数器时，第一可逆计数器开始做减计数，减计数值由第一拨盘开关设置，当减计数为零时，第二触发器信号传到第一输出电路；同样控制电路分别将第三触发器、第四触发器的信号传送至第二可逆计数器，第三触发器信号首先传到第二可逆计数器后，第二可逆计数器开始做加计数，当第四触发器信号传到第二可逆计数器时，第二可逆计数器开始做减计数，减计数值由第二拨盘开关设置，当减计数为零时第四触发器信号传到第二输出电路；其中，第一触发器信号传到第一可逆计数器和第三触发器信号传送至第二可逆计数器的时间没有先后顺序；
[0014]三输入控制模式:当在时序控制装置上输入三路信号时，第二触发器输入悬空，输入信号分别接入第一触发器、第三触发器、第四触发器并传送到控制电路，其中，第三触发器信号一份为二，分别为第三触发器第一股信号和第三触发器第二股信号；控制电路将第一触发器信号传送至第一可逆计数器，第一触发器信号传至第一可逆计数器后，第一可逆计数器开始做加计数，当第三触发器第一股信号传到第一可逆计数器时，第一可逆计数器开始做减计数，减计数值由第一拨盘开关设置，当减计数为零时第三触发器第一股信号传到第一输出电路；同样控制电路分别将第三触发器第二股信号、第四触发器的信号传送至第二可逆计数器，第三触发器第二股信号首先传到第二可逆计数器，第二可逆计数器开始做加计数，当第四触发器信号传到第二可逆计数器，第二可逆计数器开始做减计数，减计数值由第二拨盘开关设置，当减计数为零时第四触发器信号传到第二输出电路；
[0015]二输入控制模式:当在时序控制装置上输入二路信号时，第一触发器、第三触发器输入悬空，输入信号分别接入第二触发器、第四触发器并传送到控制电路，其中，第二触发器信号一份为二，分别为第二触发器信号A和第二触发器信号B;控制电路将第二触发器信号A传送至第一可逆计数器后，第一可逆计数器开始做加计数，当第四触发器信号传到第一可逆计数器，第一可逆计数器开始做减计数，减计数值由第一拨盘开关设置，当减计数为零时第四触发器信号传到第一输出电路；控制电路将第二触发器信号A传送至第一可逆计数器的同时，将第二触发器信号B传送至第二可逆计数器，第二可逆计数器开始做减计数，减计数值由第二拨盘开关设置，当减计数为零时第二触发器信号B传到第二输出电路；
[0016]一输入控制模式:当在时序控制装置上输入一路信号时，第一触发器、第二触发器、第三触发器输入悬空，输入信号接入第四触发器并传送到控制电路，控制电路将第四触发器信号传送至第二可逆计数器，第二可逆计数器开始做减计数，减计数值由第二拨盘开关设置，当减计数为零时第四触发器信号传到第二输出电路。
[0017]以上四种输入控制模式中，第一触发器、第二触发器、第三触发器、第四触发器之间的位置关系可以相互替代
[0018]本发明采用LSTTL集成电路组成，不但成本低，而且结构简单；同时含有四种控制模式，根据信号输出的延时间隔控制测试设备的工作，不但延时控制调节控制精度高，且方式多变，易于操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明时序控制装置的电路逻辑框图。
[0020]图2是四输入控制模式示意图。
[0021 ]图3是三输入控制模式示意图。
[0022]图4是二输入控制模式示意图。
[0023]图5是一输入控制模式示意图。
【具体实施方式】
[0024]一种高速时序控制装置，如图1所示，包括控制电路5和晶振8，控制电路5的输入端并联接入第一触发器1、第二触发器2、第三触发器3、第四触发器4、第一频率发生器6和第二频率发生器7，晶振8的输出端分别接入控制电路5、第一频率发生器6和第二频率发生器7;
[0025]第一触发器1、第二触发器2、第三触发器3、第四触发器4之间可以相互替代；
[0026]控制电路5的输出端并联连接第一可逆计数器11和第二可逆计数器14，所述控制电路5作为中枢用来控制途经第一触发器1、第二触发器2、第三触发器3或第四触发器(4)的信号进入第一可逆计数器11或第二可逆计数器14及第一可逆计数器11和第二可逆计数器14的加法或减法运算，第一可逆计数器11的输出端并联连接第一输出电路19、第一溢出指示电路18和寄存器12，寄存器12输出端连接显示选择13，第二可逆计数器14的输出端并联连接第二输出电路22、第二溢出指示电路21和显示选择13，显示选择13输出端连接译码器17，译码器17连接显示20 ；
[0027]第一拨盘开关9接入第一反相器10，第一反相器10接入第一可逆计数器11，第二拨盘开关16接入第二反相器15，第二反相器15接入第二可逆计数器14。
[0028]以第一触发器I为例，当时序触发信号加载在第一触发器I时，第一触发器I电平翻转，输出端变成低电平，在下一个时钟前沿到来后，第一触发器I电平翻转，其输出端变为高电平，传送到控制电路5，控制第一可逆计数器11和第二可逆计数器14工作。
[0029]由于时钟频率为IMHz的晶振很少，故而通过主时钟频率8MHz的晶振8、第一频率发生器6和第二频率发生器7组成时钟电路进行分频，晶振8经过第一频率发生器6和第二频率发生器7分频后可以产生IMHz的时钟供测时和计数使用。
[0030]第一拨盘开关9设置数值后，经过第一反相器10传输到第一可逆计数器11，当第一可逆计数器11接收到控制电路5低电平输入时，获取第一反相器10置入的数据。
[0031]第一可逆计数器11和第二可逆计数器14的内容由显示选择13显示，当该显示选择13按下时设置数据被送往译码器17，译码后传输到显示20展示出来。
[0032]上述时序控制装置的高速时序控制方法，包括以下4种控制模式:
[0033]在目标飞行的弹道靶中，放置有4个等距离放置的传感器，4个传感器采集到的目标信号依次接入到第一触发器1、第二触发器2、第三触发器3、第四触发器4后触发控制电路5，而后根据要求进入第一可逆计数器11或第二可逆计数器14。
[0034]四输入控制模式:当在时序控制装置上输入四路信号时，输入信号分别接入第一触发器1、第二触发器2、第三触发器3、第四触发器4并传送到控制电路5，控制电路5分别将第一触发器1、第二触发器2的信号传送至第一可逆计数器11，第一触发器I信号首先传到第一可逆计数器11后，第一可逆计数器11开始做加计数，当第二触发器2信号传到第一可逆计数器11时，第一可逆计数器11开始做减计数，减计数值由第一拨盘开关9设置，当减计数为零时，第二触发器2信号传到第一输出电路19 ;同样控制电路5分别将第三触发器3、第四触发器4的信号传送至第二可逆计数器14，第三触发器3信号首先传到第二可逆计数器14后，第二可逆计数器14开始做加计数，当第四触发器4信号传到第二可逆计数器
14时，第二可逆计数器14开始做减计数，减计数值由第二拨盘开关16设置，当减计数为零时第四触发器4信号传到第二输出电路22 ；
[0035]第一输出电路19和第二输出电路22可以同时接到一个测试设备上，实现控制一个测试设备的2个状态；也可以同时接到2个测试设备上，从而可以同时控制两个测试设备。
[0036]三输入控制模式:当在时序控制装置上输入三路信号时，4个触发器中的一个悬空，3个触发器工作，比如第二触发器2输入悬空，输入信号分别接入第一触发器1、第三触发器3、第四触发器4并传送到控制电路5，其中，第三触发器3信号一份为二，分别为第三触发器3第一股信号和第三触发器3第二股信号；控制电路5将第一触发器I信号传送至第一可逆计数器11，第一触发器I信号传至第一可逆计数器11后，第一可逆计数器11开始做加计数，当第三触发器3第一股信号传到第一可逆计数器11时，第一可逆计数器11开始做减计数，减计数值由第一拨盘开关9设置，当减计数为零时第三触发器3第一股信号传到第一输出电路19 ;同样控制电路5分别将第三触发器3第二股信号、第四触发器4的信号传送至第二可逆计数器14，第三触发器3第二股信号首先传到第二可逆计数器14，第二可逆计数器14开始做加计数，当第四触发器4信号传到第二可逆计数器14，第二可逆计数器14开始做减计数，减计数值由第二拨盘开关16设置，当减计数为零时第四触发器4信号传到第二输出电路22 ；
[0037]寄存器12结合时间就可以算出测试设备的延迟时间。
[0038]二输入控制模式:当在时序控制装置上输入二路信号时，第一触发器1、第三触发器3输入悬空，输入信号分别接入第二触发器2、第四触发器4并传送到控制电路5，其中，第二触发器2信号一份为二，分别为第二触发器2信号A和第二触发器2信号B ;控制电路5将第二触发器2信号A传送至第一可逆计数器11后，第一可逆计数器11开始做加计数，当第四触发器4信号传到第一可逆计数器11，第一可逆计数器11开始做减计数，减计数值由第一拨盘开关9设置，当减计数为零时第四触发器4信号传到第一输出电路19 ;控制电路5将第二触发器2信号A传送至第一可逆计数器11的同时，将第二触发器2信号B传送至第二可逆计数器14，第二可逆计数器14开始做减计数，减计数值由第二拨盘开关16设置，当减计数为零时第二触发器2信号B传到第二输出电路22 ；
[0039]二输入控制模式可以用来控制一个测试设备的两个动作。
[0040]—输入控制模式:当在时序控制装置上输入一路信号时，4个触发器中的3个悬空，I个触发器工作，比如第一触发器1、第二触发器2、第三触发器3输入悬空，输入信号接入第四触发器4并传送到控制电路5，控制电路5将第四触发器4信号传送至第二可逆计数器14，第二可逆计数器14开始做减计数，减计数值由第二拨盘开关16设置，当减计数为零时第四触发器4信号传到第二输出电路22。
[0041]一输入控制模式中的任意一个触发器可以用来控制一个测试设备。
[0042]以上四种输入控制模式中，当2个可逆计数器进行减计数时，初始值不一定为加计数的终止值，减计数的初始值由拨盘开关控制。
[0043]第一可逆计数器11在加计数的过程中到达峰值时会循环从零开始加计数，第一溢出指示电路18用来记录第一可逆计数器11在加计数的过程中到达过峰值几次，第二溢出指示电路21，用来记录第二可逆计数器14在加计数的过程中到达过峰值几次。
[0044]第一输出电路19和第二输出电路22输出的信号连接到测试设备，为测试设备提供时序控制信号。
【权利要求】
1.一种高速时序控制装置，其特征在于，时序控制装置包括控制电路(5)和晶振(8)，控制电路(5)的输入端并联接入第一触发器(I)、第二触发器(2)、第三触发器(3)、第四触发器(4)、第一频率发生器(6)和第二频率发生器(7)，晶振(8)的输出端接入控制电路(5)； 第一触发器(I)、第二触发器(2)、第三触发器(3)、第四触发器(4)之间可以相互替代； 控制电路(5)的输出端并联连接第一可逆计数器(11)和第二可逆计数器(14)，所述控制电路(5)作为中枢用来控制途经第一触发器(I)、第二触发器(2)、第三触发器(3)或第四触发器(4)的信号进入第一可逆计数器(11)或第二可逆计数器(14)及第一可逆计数器(11)和第二可逆计数器(14)的加法或减法运算，第一可逆计数器(11)的输出端并联连接第一输出电路(19)和寄存器(12)，寄存器(12)输出端连接显示选择(13)，第二可逆计数器(14)的输出端并联连接第二输出电路(22)和显示选择(13)，显示选择(13)输出端连接译码器(17)，译码器(17)连接显示(20)； 第一拨盘开关(9)接入第一反相器(10)，第一反相器(10)接入第一可逆计数器(11)，第二拨盘开关(16)接入第二反相器(15)，第二反相器(15)接入第二可逆计数器(14)。
2.根据权利要求1所述的时序控制装置，其特征在于，晶振(8)的输出端分别接入第一频率发生器(6)和第二频率发生器(7)，第一频率发生器(6)和第二频率发生器(7)接入控制电路(5)。
3.根据权利要求2所述的时序控制装置，其特征在于，所述晶振(8)为主时钟频率8MHz的晶振，经过第一频率发生器(6)和第二频率发生器(7)分频后产生IMHz的时钟。
4.根据权利要求1所述的时序控制装置，其特征在于，第一可逆计数器(11)的输出端连接第一溢出指示电路(18)，第二可逆计数器(14)的输出端连接第二溢出指示电路(21)。
5.采用权利要求1所述时序控制装置的高速时序控制方法，其特征在于，控制方法包括以下4种控制模式: 四输入控制模式:当在时序控制装置上输入四路信号时，输入信号分别接入第一触发器(I)、第二触发器(2)、第三触发器(3)、第四触发器(4)并传送到控制电路(5)，控制电路(5)分别将第一触发器(I)、第二触发器(2)的信号传送至第一可逆计数器(11)，第一触发器(I)信号首先传到第一可逆计数器(11)后，第一可逆计数器(11)开始做加计数，当第二触发器(2)信号传到第一可逆计数器(11)时，第一可逆计数器(11)开始做减计数，减计数值由第一拨盘开关(9)设置，当减计数为零时，第二触发器(2)信号传到第一输出电路(19);同样控制电路(5)分别将第三触发器(3)、第四触发器(4)的信号传送至第二可逆计数器(14)，第三触发器(3)信号首先传到第二可逆计数器(14)后，第二可逆计数器(14)开始做加计数，当第四触发器(4)信号传到第二可逆计数器(14)时，第二可逆计数器(14)开始做减计数，减计数值由第二拨盘开关(16)设置，当减计数为零时第四触发器(4)信号传到第二输出电路(22);其中，第一触发器(I)信号传到第一可逆计数器(11)和第三触发器(3)信号传送至第二可逆计数器(14)的时间没有先后顺序； 三输入控制模式:当在时序控制装置上输入三路信号时，第二触发器(2)输入悬空，输入信号分别接入第一触发器(I)、第三触发器(3)、第四触发器(4)并传送到控制电路(5)，其中，第三触发器(3)信号一份为二，分别为第三触发器(3)第一股信号和第三触发器(3)第二股信号；控制电路(5)将第一触发器(I)信号传送至第一可逆计数器(11)，第一触发器(I)信号传至第一可逆计数器(11)后，第一可逆计数器(11)开始做加计数，当第三触发器(3)第一股信号传到第一可逆计数器(11)时，第一可逆计数器(11)开始做减计数，减计数值由第一拨盘开关(9)设置，当减计数为零时第三触发器(3)第一股信号传到第一输出电路(19);同样控制电路(5)分别将第三触发器(3)第二股信号、第四触发器(4)的信号传送至第二可逆计数器(14)，第三触发器(3)第二股信号首先传到第二可逆计数器(14)，第二可逆计数器(14)开始做加计数，当第四触发器(4)信号传到第二可逆计数器(14)，第二可逆计数器(14)开始做减计数，减计数值由第二拨盘开关(16)设置，当减计数为零时第四触发器(4)信号传到第二输出电路(22)； 二输入控制模式:当在时序控制装置上输入二路信号时，第一触发器(I)、第三触发器(3)输入悬空，输入信号分别接入第二触发器(2)、第四触发器(4)并传送到控制电路(5)，其中，第二触发器(2)信号一份为二，分别为第二触发器(2)信号A和第二触发器(2)信号B;控制电路(5)将第二触发器(2)信号A传送至第一可逆计数器(11)后，第一可逆计数器(11)开始做加计数，当第四触发器(4)信号传到第一可逆计数器(11)，第一可逆计数器(11)开始做减计数，减计数值由第一拨盘开关(9)设置，当减计数为零时第四触发器(4)信号传到第一输出电路(19);控制电路(5)将第二触发器(2)信号A传送至第一可逆计数器(11)的同时，将第二触发器(2)信号B传送至第二可逆计数器(14)，第二可逆计数器(14)开始做减计数，减计数值由第二拨盘开关(16)设置，当减计数为零时第二触发器(2)信号B传到第二输出电路(22)； 一输入控制模式:当在时序控制装置上输入一路信号时，第一触发器(I)、第二触发器(2)、第三触发器(3)输入悬空，输入信号接入第四触发器(4)并传送到控制电路(5)，控制电路(5)将第四触发器(4)信号传送至第二可逆计数器(14)，第二可逆计数器(14)开始做减计数，减计数值由第二拨盘开关(16)设置，当减计数为零时第四触发器(4)信号传到第二输出电路(22)； 以上四种输入控制模式中，第一触发器(I)、第二触发器(2)、第三触发器(3)、第四触发器⑷之间可以相互替代。
【文档编号】H03K3/02GK104333349SQ201410414863
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年8月21日 优先权日:2014年8月21日
【发明者】部绍清, 黄洁, 罗锦阳, 罗庆, 龙耀, 任磊生, 周毅, 文雪忠 申请人:中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所