專利名稱：計算機機群數(shù)據(jù)處理記錄系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種計算機機群數(shù)據(jù)處理記錄系統(tǒng)，適用于工業(yè)過程控制等領(lǐng)域。
在工業(yè)過程控制中使用多個計算機進行控制或巡回檢測的智能化儀表，有必要使用上一級計算機進行數(shù)據(jù)的處理和管理，在專利文獻檢索中，歐洲專利EP007404中公開了一種“數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)”，它是以總線方式實現(xiàn)主機對分機的數(shù)據(jù)處理，中國專利CN86106472A中公開的“呼應(yīng)式開關(guān)量傳輸接口系統(tǒng)”，實際上亦為一種總線式工作方式，其目的在于用最少量的電纜實現(xiàn)對數(shù)量極多而分布面積又廣的數(shù)據(jù)點的采集和控制。這種工作方式需要較復(fù)雜的硬件支持及軟件設(shè)計，對于近距離系統(tǒng)(如在同一室內(nèi))造成不必要的浪費。在近距離的多回路控制或多回路檢測中，如果使用一臺計算機，采取增加控制路數(shù)的方法，也是可行的，但這樣一來，系統(tǒng)的某一部分發(fā)生故障，將影響到整個系統(tǒng)的工作，因此在控制回路數(shù)較多的場合，就需要采用多臺計算機工作，且各計算機的工作是相互獨立的，在要求作數(shù)據(jù)記錄的情況下，就有必要將各計算機的數(shù)據(jù)集中處理記錄，而不必每臺計算機各自帶有記錄設(shè)備。
為解決上述問題，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種適用于較近距離的、系統(tǒng)可靠性高、獨立性強、制作成本低、可將多臺計算機數(shù)據(jù)集中處理，一并打印的計算機機群數(shù)據(jù)處理記錄系統(tǒng)。
為完成上述任務(wù)，本發(fā)明采用了“一對一”、“單向”、“并行”的傳輸方法，其步驟是首先每臺計算機有約定相同的數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)脈沖寬度，并設(shè)有并行輸出接口，每臺計算機按規(guī)定時間間隔發(fā)送數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)流的發(fā)送與數(shù)據(jù)集中處理機是否接收無關(guān)，各臺計算機的數(shù)據(jù)發(fā)送是相互獨立、彼此不同步的，為在無同步信號的情況下判斷各臺計算機數(shù)據(jù)流的起始點及字節(jié)變化情況，設(shè)定每臺計算機所發(fā)送的數(shù)據(jù)流的格式為數(shù)據(jù)流的第一字節(jié)為起始標(biāo)記特征字，該字節(jié)的起始標(biāo)記特征位為有效;以后的每一字節(jié)里起始標(biāo)記特征位為無效，且設(shè)定某一位為字節(jié)更新碼位，每一字節(jié)的更新碼位值均為對上一字節(jié)的更新碼位值求反獲得，即數(shù)據(jù)流的格式為從第二字節(jié)起每一字節(jié)里規(guī)定有起始標(biāo)記特征位、字節(jié)更新碼和所要發(fā)送的數(shù)據(jù)三部分。其次，數(shù)據(jù)集中處理機在接收數(shù)據(jù)時，先由數(shù)據(jù)集中處理機中中央處理器(以下簡稱CPU)按命令選中接收哪一臺計算機的數(shù)據(jù)，然后判斷接收到的數(shù)據(jù)是否為數(shù)據(jù)流起始標(biāo)記特征字，待出現(xiàn)起始標(biāo)記特征字，將其后的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)區(qū)并計數(shù)，根據(jù)字節(jié)更新碼來判斷是否為一個新的數(shù)據(jù)字節(jié)，如此接收、判斷直到達到數(shù)據(jù)長度設(shè)定值為止，選中的第一臺計算機數(shù)據(jù)被接收完畢，CPU再選擇接收下一臺計算機的數(shù)據(jù)，待所要求的各計算機的數(shù)據(jù)均接收完畢，經(jīng)數(shù)據(jù)集中處理機統(tǒng)一處理后，按輸出命令及程序所給出的格式在打印機上打印出來。按照上述方法所建立的計算機群數(shù)據(jù)處理記錄系統(tǒng)，是由至少兩臺計算機、一臺數(shù)據(jù)集中處理機及一臺打印機組成，其中每一臺計算機都有一個并行輸出接口，分別通過傳輸通道與數(shù)據(jù)集中處理機中相應(yīng)地址的數(shù)據(jù)接收口相連，數(shù)據(jù)集中處理機中還設(shè)有一個打印機接口，用以控制驅(qū)動并行打印機。數(shù)據(jù)集中處理機是由CPU、譯碼器、程序區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)、中斷源、數(shù)據(jù)接收口、操作輸入口、校時輸入口、時鐘電路、復(fù)位電路及打印機接口等部分組成。
本發(fā)明對近距離內(nèi)計算機機群數(shù)據(jù)實行集中處理、打印，節(jié)省了打印機，整個系統(tǒng)只需一臺打印機，數(shù)據(jù)傳輸采用獨立、并行、單向傳輸，提高了系統(tǒng)的可靠性，降低了元器件成本，簡化了程序，且使得計算機發(fā)送數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)集中處理機是否接收無關(guān);設(shè)定數(shù)據(jù)流起始標(biāo)記特征字及字節(jié)更新碼，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_無誤。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地描述

圖1為計算機機群數(shù)據(jù)處理記錄系統(tǒng)框圖。
圖2為計算機發(fā)送數(shù)據(jù)的邏輯框圖。
圖3為各計算機約定相同的數(shù)據(jù)格式示意圖。
圖4為計算機發(fā)送數(shù)據(jù)時其內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送示意圖。
圖5為數(shù)據(jù)集中處理機接收數(shù)據(jù)的主程序邏輯框圖。
圖6為主程序中“按命令接收數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理”的子程序邏輯框圖。
圖7為“接收數(shù)據(jù)”子程序邏輯框圖。
圖8為數(shù)據(jù)集中處理機接收數(shù)據(jù)時其內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送示意圖。
圖9為中斷服務(wù)子程序邏輯框圖。
圖10為數(shù)據(jù)集中處理機電路原理示意圖。
現(xiàn)在我們以一臺數(shù)據(jù)集中處理機帶三臺計算機為例，說明整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作步驟。如圖1所示，本系統(tǒng)是由三臺計算機1A、1B、1C、一臺數(shù)據(jù)集中處理機3及一臺打印機4構(gòu)成的，其中每一臺計算機1A、1B、1C都有一個并行輸出接口分別通過傳輸通道2A、2B、2C與數(shù)據(jù)集中處理機3中相應(yīng)地址的數(shù)據(jù)接收口5A、5B、5C相連，數(shù)據(jù)集中處理機3中還設(shè)有一個打印機接口16，整個系統(tǒng)的工作方法是-首先每臺計算機有約定相同的數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)脈沖寬度，如圖3，設(shè)定每臺計算機所發(fā)送的數(shù)據(jù)流的格式為數(shù)據(jù)流的第一字節(jié)為起始標(biāo)記特征字，該字節(jié)的起始標(biāo)記特征位17為有效;以后的每一字節(jié)里起始標(biāo)記特征位17為無效，且設(shè)定某一位為字節(jié)更新碼位18，每一字節(jié)的更新碼位值均為對上一字節(jié)的更新碼位值求取獲得，即數(shù)據(jù)流的格式為從第二字節(jié)起每一字節(jié)里規(guī)定有起始標(biāo)記特征位17、字節(jié)更新碼18和所要發(fā)送的數(shù)據(jù)19三部分。計算機發(fā)送數(shù)據(jù)時，如圖2，每臺計算機1A、1B、1C當(dāng)它的發(fā)送數(shù)據(jù)時間到，就分別發(fā)送約定相同數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)脈沖寬度的數(shù)據(jù)流，在發(fā)送起始標(biāo)記特征字17的同時使指針指向數(shù)據(jù)區(qū)起始處，判斷數(shù)據(jù)脈沖寬度到否，如答“NO”，則保持原輸出字節(jié)值，繼續(xù)判斷數(shù)據(jù)脈沖寬度則否，如答“Yes”，如圖4，則取數(shù)據(jù)區(qū)指針處字節(jié)低四位放入指定發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)單元20低四位，對所指定的發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)單元20的更新碼位18求反，表示將要輸出的數(shù)據(jù)是一個新的字節(jié)，然后輸出指定發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)單元20的數(shù)據(jù)，再判斷數(shù)據(jù)脈沖寬度到否，如答“NO”，則保持原輸出字節(jié)值，繼續(xù)判斷數(shù)據(jù)脈沖寬度到否，如答“Yes”，如圖4，則取數(shù)據(jù)區(qū)指針處字節(jié)高四位放入指定發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)單元20低四位，并對其字節(jié)更新碼位18求反，然后輸出指定發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)單元20的數(shù)據(jù)，上述兩步傳輸是將一個八位數(shù)據(jù)字節(jié)拆成四位一傳輸，以便為起始標(biāo)記特征字位17、字節(jié)更新碼18保留必要的位置，接著再判斷數(shù)據(jù)脈沖寬度到否，如答“NO”，則保持原輸出字節(jié)值，繼續(xù)判斷數(shù)據(jù)脈沖寬度到否，如答“Yes”，則調(diào)整數(shù)據(jù)區(qū)指針，判斷數(shù)據(jù)區(qū)結(jié)束否，如答“NO”，則繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)指針處字節(jié)，如答“Yes”，則計算機發(fā)送過程結(jié)束。在整個發(fā)送過程中，各臺計算機1A、1B、1C的數(shù)據(jù)發(fā)送是相互獨立、彼此不同步的。
-其次，如圖10，數(shù)據(jù)集中處理機3在接收數(shù)據(jù)時，先由CPU6按命令選中接收哪一個數(shù)據(jù)接收口的數(shù)據(jù)，然后判斷接收到的數(shù)據(jù)是否為起始標(biāo)記特征字17，待出現(xiàn)特征字，將其后的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)區(qū)8并計數(shù);根據(jù)字節(jié)更新碼18來判斷是否為一個新的數(shù)據(jù)字節(jié)，如此接收、判斷直到達到數(shù)據(jù)長度設(shè)定值為止;選中的第一個數(shù)據(jù)接收口的數(shù)據(jù)被接收完畢，CPU再選擇接收下一個數(shù)據(jù)接收口的數(shù)據(jù)，待所要求的數(shù)據(jù)均接收完畢，經(jīng)數(shù)據(jù)集中處理機統(tǒng)一處理后，按輸出命令及程序所給出的格式在打印機4上打印出來。根據(jù)上述接收方式而設(shè)計的邏輯框圖如圖5、圖6、圖7、圖9所示，圖5為接收端工作主程序框圖，開機后，關(guān)中斷，進行系統(tǒng)初始化、打印控制初始化、然后開中斷，等中斷，此時如有中斷源請求就執(zhí)行中斷服務(wù)程序，接著查打印命令到時否，如答“NO”，則繼續(xù)等待，如答“Yes”，則調(diào)“按命令接收數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理”子程序，最后將接收并經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)按命令預(yù)定格式打印出來，然后繼續(xù)等中斷，重復(fù)上述過程。主程序中“按命令接收數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理”子程序如圖6所示，CPU先到操作輸入單元取打印命令，根據(jù)打印命令判斷計算機1A打印否，如答“Yes”，則將指針指向數(shù)據(jù)區(qū)中指定存放計算機1A數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)地址，并“調(diào)接收數(shù)據(jù)”子程序;如答“NO”，或者接收完計算機1A的數(shù)據(jù)，則繼續(xù)判斷計算機1B打印否;如答“Yes”，則將指針指向數(shù)據(jù)區(qū)中指定存放計算機1B數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)地址，并調(diào)”接收數(shù)據(jù)子程序，如答“NO”，或者接收完計算機1B的數(shù)據(jù)，就繼續(xù)判斷計算機1C打印否，如此下去，直至將所需要的被監(jiān)測計算機的數(shù)據(jù)均接收并存入數(shù)據(jù)集中處理機中數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)所指定存放各計算機數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)地址內(nèi)，最后統(tǒng)一進行數(shù)據(jù)處理，如將二進制碼轉(zhuǎn)變?yōu)槭M制碼再轉(zhuǎn)變?yōu)锳SC碼的處理等，然后將其填入數(shù)據(jù)區(qū)中打印表格緩沖區(qū)內(nèi)，這樣“按命令接收數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理”子程序結(jié)束，返回到主程序中。上面“按命令接收數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理”程序中涉及調(diào)“接收數(shù)據(jù)”子程序，如圖7所示，接收數(shù)據(jù)接收口5的數(shù)據(jù)，先判斷是起始標(biāo)記特征字碼，如答“NO”，則繼續(xù)接收、判斷，如答“Yes”，則取在程序區(qū)內(nèi)予先規(guī)定好的數(shù)據(jù)流長度值。上面談到計算機在發(fā)送數(shù)據(jù)時，是將一個八位數(shù)據(jù)字節(jié) 成器位一傳輸，在接收時應(yīng)將它們還原成原八位數(shù)據(jù)字節(jié)，接著上述程序，繼續(xù)接收數(shù)據(jù)接收口的數(shù)據(jù)，判斷字節(jié)更新碼位有效否，如答“NO”，則重新接收數(shù)據(jù)接收口的數(shù)據(jù)，重新判斷，如答“Yes”，如圖8，則將該數(shù)據(jù)低四位存入接收緩沖單元21，再繼續(xù)接收數(shù)據(jù)接收口數(shù)據(jù)，判斷字節(jié)更新碼位有效否，如答“NO”，則重新接收、判斷，如答“Yes”，則將該數(shù)據(jù)低四位與上一次接收緩沖單元21中低四位拼成八位數(shù)據(jù)字節(jié)，存入指針單元22，然后調(diào)整指針，數(shù)據(jù)長度值減一，判斷數(shù)據(jù)長度到否，如答“NO”，則繼續(xù)接收數(shù)據(jù)接收口數(shù)據(jù)，如答“Yes”，則返回到”按命令接收數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理”程序中。如圖3，在主程序中，打印控制初始化后，CPU開中斷，此時有中斷源請求就執(zhí)行中斷服務(wù)程序，在本系統(tǒng)中，中斷服務(wù)程序主要是起計時，定時作用，如圖9，保護現(xiàn)場，到操作輸入口14取打印周期命令，根據(jù)打印周期命令判斷是連續(xù)打印否，如答“Yes”，則置打印標(biāo)志有效，返回主程序;如答“NO”，則打印計時減一計數(shù)，判斷打印命令規(guī)定的時間到否，如答“Yes”，則置打印標(biāo)志有效，如答“NO”，或已置打印標(biāo)志有效，則恢復(fù)現(xiàn)場，返回到主程序中。
如圖10，數(shù)據(jù)集中處理機3是以CPU6為中心，其數(shù)據(jù)總線、地址總線、RD信號輸出線、WR信號輸出線分別與數(shù)據(jù)接收口5、程序區(qū)7、數(shù)據(jù)區(qū)8、中繼源9、校時輸入口13及操作輸入口14的對應(yīng)引腳相連;CPU6中的MREQ輸出線與譯碼器10的使能端CE相連，CPU6另有三根地址線連到譯碼器10的輸入端，這三根地址線應(yīng)保證譯碼器10每一根輸出線的地址滿足與之相連的片子中范圍最大的芯片地址范圍的要求，如采用地址線A13～A15;譯碼器10的輸出線分別連到程序區(qū)7、數(shù)據(jù)區(qū)8、數(shù)據(jù)接收口5、校時輸入口
3及操作輸入口14的片選輸入端(CE);CPU6的IO請求信號輸出腳與中斷源9的片選引腳(CE)和IQ引腳的共同結(jié)點相連;CPUO的M1輸出引腳與中斷源9的M1輸入引腳相連;復(fù)位電路12的RESET輸出23與CPU6及中斷源9的RESET引腳相連，同時復(fù)位電路12的RESET輸出24連到數(shù)據(jù)接收口5及操作輸入口14的RESET引腳上;時鐘電路N的輸出連到CPU6的CLK引腳，同時也連到中斷源9的CLK引腳;CPU6的WAIT信號輸入腳處于外部設(shè)備不必使CPU插入等待周期狀態(tài)，即該腳處于高電平;因本系統(tǒng)不使用非屏蔽中斷，所以CPU6的NMI輸入腳處于高電平狀態(tài);因本系統(tǒng)外部設(shè)備不控制CPU總線，所以CPU6的BUSREQ信號輸入腳亦為高電平狀態(tài);因該數(shù)據(jù)集中處理機3使用靜態(tài)隨機存貯器，所以CPU不使用RFSH輸出信號腳，亦不使用HALT輸出腳。校時輸入口13輸入系統(tǒng)開始的時間，作為系統(tǒng)計時的起點，可采用可編程并行通用輸入輸出接口片，如8255芯片，操作輸入口14可設(shè)置“間隔輸入”、“打印命令輸入”，“間隔輸入”為CPU6間隔多長時間接收和記錄各計算機的數(shù)據(jù)，“打印命令輸入”，是由操作員為數(shù)據(jù)集中處理機確定接收哪些計算機的數(shù)據(jù);打印機接口16是控制驅(qū)動并行打印機的接口，它與操作輸入口14可共用一片可編程并行通用輸入輸出接口片，如8255芯片。數(shù)據(jù)集中處理3的CPU6可采用Z80-CPU芯片，程序區(qū)7可采用只讀存貯器，例如2716，2732、2764芯片等，數(shù)據(jù)區(qū)8可采用讀寫存貯器，例如6116、6264等芯片，數(shù)據(jù)接收口5可采用可編程并行通用輸入輸出接口片，例如8255芯片，中斷源9可采用Z80-CTC芯片，譯碼器10可采用八中取一譯碼器，例如74LS138芯片。
權(quán)利要求
1.一種計算機機群數(shù)據(jù)處理記錄的方法，是由一臺數(shù)據(jù)集中處理機對多臺計算機數(shù)據(jù)實行集中管理記錄，其特征在于a、在發(fā)送端--每臺計算機有約定相同的數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)脈沖寬度；--每臺計算機各自設(shè)有并行輸出接口，各自按規(guī)定時間間隔發(fā)送數(shù)據(jù)流，且計算機發(fā)送數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)集中處理機是否接收無關(guān)；b、在接收端--數(shù)據(jù)集中處理機在接收數(shù)據(jù)時，先由其內(nèi)部中央處理器按命令選中接收哪一臺的數(shù)據(jù)，然后判斷接收到的字節(jié)是否為數(shù)據(jù)流起始標(biāo)標(biāo)記特征字，待出現(xiàn)特征字，將其后的字節(jié)存入數(shù)據(jù)區(qū)并計數(shù)；--根據(jù)字節(jié)更新碼來判斷是否為一個新的字節(jié)，如此接收、判斷直到達到數(shù)據(jù)長度設(shè)定值為止；--選中的第一臺計算機數(shù)據(jù)被接收完畢，中央處理器再選擇接收下一臺計算機的數(shù)據(jù)，待各計算機的數(shù)據(jù)均接收完畢，經(jīng)數(shù)據(jù)集中處理機處理后，按輸出命令及程序所給出的格式在打印機上打印出來。
2.按照上述方法所建立的計算機機群數(shù)據(jù)處理記錄系統(tǒng)，是由至少兩臺計算機1A、1B，一臺數(shù)據(jù)集中處理機3及一臺打印機4組成，其特征在于每一臺計算機1A、1B都有一個并行輸出接口分別通過傳輸通道2A、2B與數(shù)據(jù)集中處理機3中相應(yīng)地址的數(shù)據(jù)接收口5A、5B相連，數(shù)據(jù)集中處理機3還設(shè)有一個打印機接口16，用以控制驅(qū)動并行打印機4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機群數(shù)據(jù)處理記錄的方法，其特征在于每臺計算機發(fā)送約定相同的數(shù)據(jù)格式為數(shù)據(jù)流的第一字節(jié)為起始標(biāo)記特征字，該字節(jié)的起始標(biāo)記特征位17為有效，以后的每一字節(jié)里起始標(biāo)記特征位為無效，且設(shè)定某一位為字節(jié)更新碼位18，每一字節(jié)的更新碼位值均為對上一字節(jié)的更新碼位值求反獲得，即數(shù)據(jù)流的格式為從第二字節(jié)起每一字節(jié)里規(guī)定有起始標(biāo)記特征位17、字節(jié)更新碼位18和所要發(fā)送的數(shù)據(jù)19三部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的計算機機群數(shù)據(jù)處理記錄系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)集中處理機3是以CPU6為中心，其D0～D7數(shù)據(jù)總線，A0～A10地址總線、RD信號輸出線、WR信號輸出線分別與程序7、數(shù)據(jù)區(qū)8、中斷源9、數(shù)據(jù)接收口5、操作輸入口14的對應(yīng)引腳相連;CPU6中的MREQ輸出線與譯碼器10的使能端CE相連;CPU6另有三根地址線A13～A15連到譯碼器10的輸入端;譯碼器10的輸出線分別連到程序區(qū)7、數(shù)據(jù)區(qū)8、數(shù)據(jù)接收口5，及操作輸入口14的片選輸入端(CE);CPU6的IO請求信號輸出腳與中斷源9的片選引腳(CE)和IO引腳的共同結(jié)點相連;CPU6的M1輸出引腳與中斷源9的M1輸入引腳相連;復(fù)位電路12的RESET輸出23與CPU6及中斷源10的RESET引腳相連，同時復(fù)位電路12的RESET輸出24數(shù)據(jù)接口5及操作輸入口14的RESET引腳上;時鐘電路11的輸出連到CPU6的CLK引腳，同時也連到中斷源9的CLK引腳;CPU6的WAIT信號輸入腳、NMI信號輸入腳、BUSRQ信號輸入腳均處于高電平狀態(tài);系統(tǒng)不使用CPU的RFSH輸出信號腳及HALT指令輸出腳。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種計算機機群數(shù)據(jù)處理記錄系統(tǒng)，是由一臺數(shù)據(jù)集中處理機帶一臺打印機對多臺計算機數(shù)據(jù)實行集中管理記錄，適用于工業(yè)過程控制等領(lǐng)域。
文檔編號G06F3/00GK1051256SQ9010489
公開日1991年5月8日 申請日期1990年8月1日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月1日
發(fā)明者馬燕生, 許立群 申請人:許立群, 馬燕生