Преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный код градусов, минут и секунд

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (1 8929 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ УДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(72) В. Г, Домрачев и В. А. Подолян (71) Московский лесотехнический институт (53) 681.325 (088.8)(54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ДВОИЧНОГО КОДА В ДРОИЧНО-ДЕСЯТИЧНЫИ ,КОД ГРАДУСОВ, МИНУТ И СЕКУНД, содержащий генератор импульсов, двоичный счетчик, двоично-десятичный счетчик градусов, минут и секунд, схему сравнения, выходной регистр, последоватЕльно соеди- ненные первый и второй одновибраторы, выходы которых подключены к входу записи выходного регистра и соответственно к входам сброса двоичного и двоично-десятичного счетчиков градусов, минут и секунд, выходы последнего из которых соединены с информационными входами выходного регистра, выходы которого являются выходами преобразователя, входы которого соединены с первой группой входов схемы сравнения, вторая группа входов которой соединена с выходами двоичного счетчика, а выход схемы сравнения подключен к входу первого одновибратора, отяичающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, он содержит три элемента И - НЕ, элемент И, корректирующий счет.чик и трип ер-защелку, О-вход которого соединен с выходом генератора импульсов, Т-вход - с выходом схемы сравнения, а выход триггера-защелки - со счетными входами двоичного и корректирующего счетчиков и с первыми входами первого и второго элементов И - НЕ, вторые входы которых соединены соответственно с выходами кор.ректирующего счетчика и элемента И, а выходы первого и второго элементов И - НЕЯ подключены к первому и второму входам третьего элемента И - НЕ, выход которого соединен со счетным входом двоично-десятичного счетчика градусов, минут и секунд, С выходы двоичного счетчика соединены с входами элемента И, а выход второго одно- .Я вибратора - с входом сброса корректирующего счетчика.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть ис. пользовано в системах автоматического управления, сброса информации, контроля производственных процессов для визуальной оценки в единицах градусов, минут и секунд постоянных и изменяющихся угловых величин, представленных в двоичном цифровом коде.Известен преобразователь двоичного кода в код градусов, минут и секунд, содер. жаший делитель частотыисточник импульсных сигналов, вход которого соединен с первым входом делителя частоты, а выход - с информационным входом делителя частоты, дешифратор, последовательно соединенные двоично-десятичный счетчик секунд, двоично-десятичный счетчик минут, двоично-десятичный счетчик градусов, вход, которого соединен с выходом дешифратора, первый и второй корректирующие счетчики, выходы которых соединены с блокирующими входами двоично-десятичного счетчика секунд, элемент И - ИЛИ, входы которого соединены с выходами трех младших разря. дов делителя частоты, элемент И, первый вход которого соединен с выходом источника импульсных сигналов, а второй вход - с выходом двоично-десятичного счетчика секунд и с первыми входами первого и второго корректирующих счетчиков, вторые входы которых соединены с выходами двоичнодесятичных счетчиков секунд и минут соответственно, управляющие входы источников импульсных сигналов и дешифратора под ключены к входу запуска преобразовате- лЯ 1,Недостатками известного преобразователя - повышенная сложность, невозможность преобразовывать изменяющийся код и относительно низкая метрологическая надежность (существование вероятности сбоев) . Повышенная сложность преобразователя связана с наличием в его блоксхеме второго . корректирующего счетчика и дешифратора,Наиболее близким к изобретению по технической сущности и схемному построению является преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный код градусов, минут и секунд, содержащий генератор импульсов, двоичный счетчик, двоично-десятичный счетчикградусов, минут и секунд, выходной регистр, схему сравнения, последовательно соединенные первый и второй одновибраторы, выходы которых подключены к входу записи выходного регистра и входам сброса двоичного и двоично-десятичного счетчиков градусов, минут и секунд, выходы последнего нз которых соединены с информационными входами выходного регистра, информа. ционные входы преобразователя соединены с первыми входами схемы сравнения; вторые входы которой соединены с выходами двоиц.ного сцетцика, а выход схемы сравнения .соединен с входом первого одновибратора 2.Недостаток известного преобразователясостоит в низкой точности преобразования, связанной с отсутствием возможности коррекции при преобразовании и возможностью ошибки в единице младшего разряда.1 Яел ь изобретения - повы шеи не точ нос ти преобразования.Поставленная цель достигается тем, чтов преобразователь двоичного кода в двоицно-десятичный код градусов, минут и секунд, содержагций генератор импульсов, двоичный счетчик, двоично-десятичный счетчик градусов, минут и секунд, схему сравнения, выходной регистр, -последовательно соединенные первый и второй одновибраторы, выходы которых соединены с входом записи выходного регистра и соответственно с вхо лами сброса двоичного счетчика и двоицнодесятицного счетчиков градусов, минут и секунд, выходы последнего из которых соединены с информационными входами выходного регистра; выходы которого являются выходами преобразователя, входы которого соединены с первой группой входов схемысравнения, вторая группа входов которой .соединена с выходами двоичного счетчика, а выход схемы сравнения соединен с входом первого одновибратора, дополнительно введены три элемента И-НЕ, элемент И, корректирующий счетчик, и триггер-защелка, 0-вход которого соединен с выходом генератора импульсов, Т-вход - с выходом схемы сравнения, а выход триггера-защелки - со счетными входами первого и второго элементов И - НЕ, вторые входы которых соединены соответственно с выходами корректирующего счетчика и элемента И, а выходы первого и второго элементов И - НЕ подключены к первому и второму входам третьего элемента И - НЕ, выход которого 40 соединен со счетным входом двоично-десятичного счетчика градусов, минут.и секунд, выходы двоичного счетчика соединены с входами элемента И, а выход второго одновибратора - с входом сброса корректирующего 45 счетчика.На чертеже приведена блок-схема предлагаемого преобразователя.Устройство содержит генератор 1 импульсов, двоичный счетчик 2, двоично-десятичные счетчики 3 - 5 секунд, минут и градусов 0 соответственно корректирующий счетчик 6,триггер-защелку. 7, схему 8 сравнения, первый и второй одновибраторы 9 и 10, выходной регистр 11, элемент 1 ц И - НЕ 12 - 14 и элемент И 15. Счетчики 3 - 5 в совокупности образуют двоично-десятичный счетчик 16 градусов, минут и секунд.Преобразователь работает следующимобразом.5 10 До момента сравнений выходного кола двоичного счетчика 2 с входным кодом в 15 схеме 8 сравнения на выходе его сохраняется логический О, что позволяет последовательности импульсов с выхода. триггеразашелки 7 заполнять двоичный счетчик 2,В момент сравнения изменение уровня на выходе схемы 8 сравнения на логическую 1 запирает триггер-защелку 7 для прохождения импульсов, причем последнее состояние выхода триггера-защелки 7 сохраняется, Одновибратор 9 вырабатывает импульс записи информации с выходов 2удвоично-десятичных счетчиков 3 - 5 секунд, минут и градусов соответственно в выходной регистр 11. По заднему фронту импульса записи с выХода первого одновибрато.ра 9 вторым одновибратором 10 вырабатывается импульс, устанавливающий в нулЬЗб двоично-десятичные счетчики 3 - 5 секунд, минут и градусов, двоичный, счетчик 2 и корректирующий счетчик 6. Рассогласование нулевого .Кода на выходе двоичного счетчика 2 с входным кодом приводит к изменению уровня.на выходе схемы 8 сравнения на логический О, в результате чего триггер-зацелка 7 открывается для прохождения импульсов, и цикл преобразования повторяется.В отличие от прямой последовательности 4 импульсов, поступающей на вхол двоичного . счетчика 2, последовательность импульсов, поступающая на вход двоично-десятичного счетчика 3 секунд, скорректирована. Суть коррекции заключается в регулярном исключении импульсов из прямой последовательности (вычитание) с периодичностью, определяемой коэффициентом пересчета корректирующего счетчика 6, причем ряд исключений не производится (сложение) с периодичностью, определяемой .периодом появления совокупности единиц. на входах элемента И 15.При наличии нуля на выходе элемента И 15, а также единицы на выходе корректирующего счетчика 6 последовательность импульсов с выхода триггера-защелки 7 через первый 12 и третий 14 элементы И - НЕ поступает на счетный вход двоично-десятично.го счетчика 3 секунд. С периодичностью,59200 -4Из этого следует, что корректирующий5 Счетчик 6 для коррекции на вычитание дол жен иметь коэффициент пересчета 89, аэлемент И должен для коррекции на сложение выработать на полный угол 2 импульса (поскольку квант соответствует одО . ному логическому уровню, а импульс экьивалентен двум логическим уровням, длякоррекции четырех квантов необходимо двакорректирующих импульса),Для равномерного распределения ошибок разных знаков корректирующие на сло-,5; жение импульсы должны соответствоватьуглам примерно в 90 и 270. Длительностькорректирующих на сложение импульсовдолжна быть .меньше периода . импульсовсчетчика 6, корректирующего на вычитание;для исключения возможности ошибочнойО. коррекции двух подряд импульсов корректирующего счетчика 6,С учетом этих требований к входамэлемента И 15 необходимо подключить прямой выход второго разряда, а также ин 5 версные выходы 3 в 14 разрядов 20-разрядного счетчика 2 (первый разряд считаетсястаршим). При этом на полном угле на выходе элемента И 15 вырабатывается два им-. Последовательность импульсов от ген- ритора 1 импульсов поступает на первый О) вход триггера-защелки 7, функция . которого при наличие логического О на его втором (Т) входе совалает с логической функцией элемента И, а при переходе сигнала на втором входе в состояние логической 1 на выходе фиксируется состояние первого (О) входа, соответствующее моменту перехода. Последующие изменения сигнала на первом входе не изменяют состояния на выходе до тех пор, пока логическая 1 на втором (Т) входе не сменится на логический О,определяемой коэффициентом пересчета корректирующего счетчика 6, на его выходе появляется импульс нулевого логического уровня, совпадающий по длительности и моменту возникновения с входным импульсом. При этом импульс входной последователь. ности с выхода триггера-защелки 7 на вход. двоично-десятичного счетчика 3 секунд не прохолит, т.е, происходит коррекция вход- ной последовательности на вычитание. Если на выходе элемента И 15 появляется единица и сохраняется в течение всего времени воздействия корректирующего импульса с выхода корректирующего счетчика 6 на второй вход первого элемента И - НЕ 12, то входной импульс проходит на вход двоично-десятичного счетчика 3 секунд через второй 3 и третий 4 элементы И - НЕ. Таким образом с периодичностью, определяемой появлением на входах элемента И совокупности логических , происходит коррекция на сложение.Входы элемента И могут быть подключены к любой комбинации прямых и инверсных ра"рядных выходов счетчика 2, что позволяет получить на его выходе последовательность импульсов необходимои для кор. рекции на сложение периодичности и длительности.Например, в 20-разрядном двоичном коде содержится 048576 двоичных квантов, а в полной окружности при цене кванта 5 угл. с содержится 259200 квантов угловой меры, которые с погрешностью, меньшей одного кванта, можно представить как:068929 НИИПИ Заказ 10932144 1 ираж 7 илиал ППП Патеит, г. Ужгород,дписиое роектиаи, пульса единичного уровня с длительностью, эквивалентной длительности 2 а =64 импульсов входной последовательности, что, как и требуется, меньше периода импульсов счет-. чика 6, эквивалентного длительности 89 импульсов входной последовательности. Таким образом, два импульса счетчика 6, корректирующего прямую последова.тельность на вычитание, оказываются в пределах импульсов с выхода элемента И 15, что на выходе третьего элемента И - НЕ 14 соответствует коррекции прямой последовательности импульсов на сложение.Из сравнения блока коррекции предлагаемого преобразователя и известного следует, что предлагаемый преобразователь проще за счет отсутствия в его схеме второго корректирующего счетчика. Функцию этого блока выполняют четыре логических элемента 12 - 15 в совокупности с двоичным счетчиком. Отсутствие в блок-схеме предлагаемого преобразователя дешнфратора старших разря дов также позволяет упростить преобразо. ватель, а сам процесс преобразования принимает регулярный характер, что делает его более простым. Выходной регистр 1 предлагаемого преоЮразователя содержит код угла в течение всего времени преобразования, который изменяется в соответствии с изменением входного кода только в моменты, определяемые сигналом, вырабатываемым схемой 8 сравнения. При изменении кода на входе схемы сравнейия (изменении входного угла) состояние. регистра, двоично-десятичного кода сразу вслед за моментом сравнения в точности соответствует углу, двоичный код которого присутствует в этот момент иа входе преобразователя и сохраняется до сле:дующего момента сравнения. Для считывания показаний индикатора угла, который 1 О может быть подключен к выходу преобразователя, пользователю необходимо время в пределах 0,5 -с, поэтому наиболее рациональным, с точки зрения минимальных потерь информации и аппаратных затрат на реализацию быстродействия, следует считать время, определяемое этим значением.При этом предлагаемый преобразователь позволяет наблюдать за изменением измеряемого угла, происходящим с максимально допус 1 и мой для сохранения возможности 20 восприятия человеком скоростью.Наличие в блок-схеме предлагаемогопреобразователя триггера-защелки 7 для управления подачей последовательности импульсов на блоки преобразователя, а также. схемы сравнения, допускающей изменениена своем входе входного кода в течение всего цикла преобразования, сводит к нулю вероятность появления сбоев функционирования, связанных с недостатками струк-туры преобразователя и характером входного кода.