Устройство для определения максимальной разности

Союз Соеетсеа Социалист мчесюнх Респубпми(22) Эаявлено 11,10.76 (21) 2411313/18 с присоединением заявкиГасударвтвенньФ намхтвт СССР на делам изобретен и атнамтнй(4) Дата опубликования опнсани М,З,Губ ОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ РАЗНОСТИ(5 Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для использования в системах контроля и обработки информации для сравнения двоичных чисел и определения наибольшей разности между числами.Известно устройство для сравнения следующих друг за другом двоичных чисел, содержащее регистры, схемы сравнения, элементы И, ИЛИ, триггеры 1, Недостатком этого устройства является его сложность а для определения максимальной разности (2, содержащее генератор импульсов, счетчики, регистр, триггеры, элементы И, ИЛИ, причем выход генератора импульсов соединен со входами первого и второго счетчиков, выходы которых соединены с первыми входами первого и второго узлов анализа, выходы которых подключены ко входам первого элемента ИЛИ, выход которого соеди- го нен со входом третьего счетчика. Недостаток этого устройства заключается в его сложности, связанной с наличием в нем схем сравнения выходных плеч каждого разряда Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство двоичных счетчиков в блоках определения максимальной разности.Целью изобретения является упрощение устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве входная шина соединена со вторым входом первого счетчика и со вхо. дом регистра, выходы которого подключены ко входам второго счетчика, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых подключены к первому входу второго элемента ИЛИ н к счетному входу первого триггера соот. ветственно, выход первого счетчика соеди. нен со вторым входом первого элемента И и с первым входом третьего элемента И, вы ход которого подключен к счетному входу второго триггера, а второй вход - к пер. вому выходу первого триггера, второй вы ход которого соединен со вторым входом первого узла анализа, а второй вход второ. го элемента И подключен к первому выходу второго триггера, второй выход которого соединен со вторым входом второго узла анализа, выход второго эл мента ИЛИ под ключен к первому входу треть го триггера,второй вход которого, третьи входы узлов анализа и входы установки в единичное состояние первого и второго триггеров соединены с первой управляющей шиной, третьи выходы первого и второго триггеров подключены ко второму и третьему входам второго элемента ИЛИ, выход третьего триггера соединен со входом управления генератора импульсов, выход которого подключен к третьим входам узлов анализа, четвертый ц пятый входы узлов анализа соединечы с первой и второй управляющими аянами, а тдк же тсм, что в устройстве каждый из узлов анализа содержит счетчики, триггеры, элементы И, ИЛИ, причем первый вход каждого узла анализа соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первыми входами первого и второго триггеров, первые выходы которых подключены к первым входам второго и третьего элементов И соответственно, выход вто. рого элемента И соединен со входом первого .счетчика, выход которого подключен ко второму входу третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен ко второму входу первого триггера, второй выход которого сЬединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого слу жит выходом блока анализа и подключен ко входу второго счетчика, второй вход каждого узла анализа соединен со вторыми входами первого, второго и четвертого элементов И, третий вход каждого узла анализа соединен со вторым входом второго тригге,ра, четвертый вход каждого узла анализа подключец к третьим входам второго и четвертого элементов И, пятый вход каждого узла анализа соединен со вторым входом элемента ИЛИ и со входами установки в нулевое состояние счетчиков,Блок-схема устройства приведена ца чертеже.Устройство содержит генератор импуль.сов 1, триггер 2, элемент ИЛИ 3, регистр 4, счетчики 5, 6, элементы И 7, 8, 9, триггеры 10, 11, узлы анализа 12, 13, каждый из которых состоит из счетчиков 14, 15, элемента И,ЧИ 16, элементов И 17, 18, 19, 20, триггеров 21, 22,элемент ИЛИ 23, счетчик 24, информационную шину 25 управляющие шины 26, 27.Устройство работает следующим образом, Одиночный импульс, приходящий по управляющей шине 27 с периодом определения максимальной разности чисел, обнуляет счетчики 14 и 1 Ь узлов анализа 12, 13, счетчики 24, а триггеры 21 узлов анали.за 12, 13 установятся в положение, при котором элементы И 18 оказываются открытыми, а элементы И 19 - закрытыми.Первое число, поступающее по информ ациоиной шине 25, записывается в регистр 4, з также в счетчик 6. Число в регистре 4 остается записанным в течение всего пери. 28 25 зо 35 ЯЦ 45 50 55 ода определения наибольшей разности .чц. сел. Перед приходом второго числа счет. чики 5 ц 6 обнуляются и в счетчик б эапц. сывается второе число. Одновременно цз регистра 4 в счетчик 5 перезаписывается первое число,Пусть определяется максимальная разность следующих один за другим пятерки чисел А, В, С, 1), Е, связанных между собой следующими соотношениями: Л =- Е, С)ВЖ; Л С, В результате выполцеция операции в счетчиках 14, 24 должна зафцксировдтьсч разность между числами А ц Б, д в счетчике 15 - дополнение этой разности до числа 2, т, е. 2" - (А - В,. После того, как числа А и В оказываются записанными в счетчиках 5 и б, с уп. равляющей шины 26 поступает импульс начало сравнения, который устанавливает триперы 10 и 1 и положени:, прц котором элементы И 8 и 9 оказываются открытыми по входам, которые связаны с триггерами 10 и 11, д элементы И 2019, 18 - закрытыми. Одновременно с этим импульс начала сравнения перебрасывает триггер 1, в результате чего начинают постуат импульсы с выхода генератора импульсов 1, Эти импульсы проходят на счетчики 5 и б. Поскольку в счетчике 5 записано число, которое больше числа, записанного в счетчике 6, на его выходе первым появится импульс переполнения, который, пройдя через элемент И 8, установит триггер 1 О в противоположное состояниев результате чего элемент И 9 оказывается закрытым, а элемент И 20 открытым для прохождения через них импульса переполнения с выхода счетчика 6, 1 роме того, открытым оказывается элемент И 18, в результате чего нд вход счетчиков 14 и 24 поступают импульсы с выхода гецератора импульсов 1 до момента прихода на вход триггера 21 импульса переполнения с выхода счетчика 6 вследствие чего количество импульсов, поступающее ца вход счетчиков 14 и 24 определяется числом импульсов, которое укладывается в промежтке между первым импульсом переноса с выхода счетчика 5 и импульсом переполнения с выхода счетчика 6, т, е. разностью между числом импульсов. Таким образом, в счетчиках 14 и 24 оказывается записанной разность между числами А и В. После прихода импульса переноса со счетчика 6 произойдет переброс триггера 21 и импульсы с выхода генератора импульсовна шут поступать на вход счетчика 15 до момента появления второго импульса переполнения с выхода счетчика 5, Этот импульс установит триггер 10 в исходное состояние, при этом на его импульсном выходе появится импульс, который возвратит триггер 2 в первоначальное состояние, запрещая тем самым импульсы с выхода генератора импульсов . Следовательно в счетчике 5 ока 64444зывается записанным дополнение разности сравниваемых чисел А и В до велцчццы 2".После первого цикла сравнения все триггеры вернулись в исходное состояцие за исключением триггеров 21 и 22, которые оказались в противоположном состолнии.Перед приходом третьего числа С обцуляются счетчики 5 и 6, затем число С записывается в счетчик 6 и одновременно перезаписывается в счетчик 5 первое число Л. После чего по упрзвляюецей шине 26 проходит импульс начало сравнения, который подтверждает состояние триггеров 10 и 11, перебрасывает триггеры 2 и 22, и начинается процесс сравнения.Импульс переполнения с выхода счетчика 5, который опять появится рацьше импульса пемп)олцее)ил с выходя счетчика 6, поскольку Л -С, проходит через элемент И 8, устанавливает тр)1 гер 10 в противоположное состояние, закрывая элемент И 9 от прохождеция через него на триггер 1 импульсов переноса с выхода счетчика 6 и, открывал по связанным с триггером 10 входам элементы И 18 и 19. Поскольку триггер 21 остался в состоянии противоположном первоначальному, импульсы с генератора импульсовначинают поступать на вход счетчика 15 через элемент И 19. Импульс переполнеш)л с выходя счети)ка 15 появится после того, как на его вход придет количество импульсов, равное Л - Б. Поскольку число С:В, то Л - Ь(ЛС и, следовательно, импульс переноса с выходя счетчика 6 придет ца вход триггера 22 до момента появления импульса переполнения с выхода счетчика 15. Этот импульс персбросит триггер 22 и запретит прохождение импульса переноса с выхода счетчика 15 на вход триггера 21. В результате этого в данный цикл срзвнения числа С триггер 21 не изменит своего состояния и ца вход счетЕ)чика 15 пройдет 2 импульсов, определяемое только длительностью строба с выходя б триггера 11, т. е. 2" импульсов, Вследствие этого, после данного цикла сравнения в счетчиках 4 и 24 окажется по-ПГ)ежнему записанной разность между числами А ц В., а В счетчике 15 2" - (А - В) - дополнениеЕ)разности Л - В до числа 2, С приходом четвертого числа 0(В до момецта появления импульса переполнения с выхода счетчика 6 работа устройства полностью аналогична рассмотренному случаю сравнения чисел А и С. Импульс переполнения с выхода счетчика 15, который появится после поступления на его вход А - В импульсов, опережает импульс переполнения с выхода счетчика 6, который появится после поступления на его вход А - 0 импульсов, отсчитывая с момента появлеция импульса переноса с Выхода счетчика 5, Вследствие этого импульс переноса с выхода счетчика 15 пройдет через элемент И 17, ИЛИ 16 и перебросит триггер 21, в результате чегоузла яцялцзя 12 Окязь:Вяетсл запцсяНым числом равное е)яке 1 мел НОположите:)1,- цой разности, В счетчЕкс 14 1 зля анализа )3- ЧИСЛО РЯВЦОЕ МЯКС .ЕЛЫО 1 ОТГ)1 ЦЯТЕЛЬЦОИ разеОсти, я В счетчике "4 - число реВцое )азцосте межд цаибольим и ца)и")Еи)гим НЗ СРЯВЦ)1 ВЯЕХЕЫХ ЧСсга Использование зобрстеепл позволяет упростить устронство, тяк как В нем от СЧТСТВЧОГ СХСМЬ СРЯВЦЕЦИЯ. Формула изобретения 1. Устройство длл определения мякс,: - мзльной 1 еязеОсти, содержяецее геЕерятОГ) импульсов, счетчики, регистр, триггеры, элементы И, ИЛИ, Г)ричем Выход генератора импульсов соединен со Входам)1 пер. Вого и второго счетчиков, выходь) которых соединены с пе 1)вымц Входами первого и Вто. рого узлОВ яцялцзя, Выходы которых подключены ко Входам первого злемсцга 1 ЛИ, выход которого соединен со Входом третье. го счетчика, отлеглаОГг.ееся тем, что, с целью упрогцения устроствя, В не 1 Входцзл шина устройства соединена со вторым входом первого счетчика и со Входом регистра, Выходы которого подключены ко входам Второ. го счетчика, выход кото)оО соединен с цс). выми Входами первого и Второго э.емецтов И,45 св 55)Импульсы цечиня 1 от )Осту Ять ц Вход с 1 ст.чиков 14 и 24 е 1 црекряшяОт и)с) чцять ця вход счетчика 15), 1 еотс)ры Й Остался В н) лс.вом состолши, Импульсы ця вход счетчц.5 ков 14 и 24 бчдг поступать до момензпрходя их 1 улься ц:рецося с ВЫХОДЯ счет 6, вторый установит трцггееэ 21 впрежнее состояние, после чего Импульсы будут поступать ця вход счетчика 15 до Еопоявления второгс импульса переполнения с выхода счетчика 5. В счетчике 15 зафик.цсцрчется число 2 - Л - 1.г). Поскольку в счетчиках 14 и 4 в результате предыдуших циклов сравцецич было запцсано число равное А - Б, приход ня их вход (8-1.г) цм пульсов запц 1)ет е) Ех Исло (А - -В) ++ (В - 1: = Л - , Поскольку счетчцк 1 О перед приходом ца его Вход " - (Л - 1.г) ИМПУЛЬСОВ Е 1 ВХОДлсл В ЦЧЛЕВОМ СОСТ 051 НИИ,г)ТО В ЦЕМ Г)КЯНЕЕТСЕ ЗЯЦЦСЯНЫМ ЦСЧО -(А - Р) .Теперь рассмотрим случай, когда на входприходит пятое число Е = Л. Р этом случае импульсы переноса с выходов счетчиков 5 и 6 появятся одцовремеЕцо, на вьХоде эле.мецта И 7 ПОЕВе)тс)т импульс, которь)й, пройдя чер элемент ИЛИ 3 станов)гг триггер 2 в цсходцое положение, прекрагзл тем самььм цикл сравцеец 51, и В счетчиках 14, 24 и 15 остаиутсл записанными числа Л - -ег и " - (А - 1.г соответственно.Таким образом. В рез;льтяте определения максцмяльисй разности между первым И Сг)ЕДЧЮЕЦИ)1 ЗЯ ИМ 1 СЛЯд:И Г СЧЕТЧИКЕвыходы которых подключены к первому входу второго элемента ИЛИ и к счетному входу первого триггера соответственно, выход первого счетчика соединен со вто 1 ым входом первого элемента И и с первым 5 Входом третьего элемента И, выход которого подключен к счетному входу второго триггера, а второй вход - к первому выходу первого триггера, второй выход которого сое. динен со вторым входом первого узла анализа, а второй вход второго элемента И подключен к первому выходу второго триггера, второй выход которого соединен со вторым входом второго узла анализа, выход второго элемента ИЛИ подключен к первому Входу третьего триггера, второй вход которого, третьи входы узлов анализа и Входы установки В единичное состояние первого и второго триггеров соединены с первой управляющей шиной, третьи выходы первого и второго триггеров подключены ко второму и третьему входам второго элемента. ИЛИ, выход третьего триггера соединен со входом управления генератора импульсов, выход которого подключен к третьим входам узлов анализа, четвертый и пятый входы узлов анализа соединены с дэ первой и второй управляющими шинами,2. Устройство по и, 1, отлачаюи 4 геся тем, что в ием каждый иэ узлов анализа содержит счетчики, триггеры, элементы И, ИЛИ, причем первый вход каждого узла анализа сс 1 едине с первым Входом первого элеменга И, Выход которого соединен с первыми вхсДами первого и второго триперов, первые выходы которых цолклю. чены к первым входам второго и третьего элементов И соответственно, Выход второго элемента И соединен со входом первого счетчика, выход которого подключен ко Вто. рому входу третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен ко вто. рому входу первого триггера, второй выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого служит выходом блока анализа и подключен ко входу второго счетчика, второй Вход каждого узла анализа соединен со вторыми входами первого, второго и четвертого элементов И, третий вход каждого узла ада. лиза соединен со вторым входом второго триггера, четвертый вход каждого узла анализа подключен к третьим входам второго и четвертого элементов И, пятый Вход каждого узла анализа соединен со Вторым входом элемента ИЛИ и со входами установки в нулевое состояние счетчиков,Источники информации, принятые ВО Внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР ,рв 256363, кл. С 06 г 7(04, 30,05.6,2. Авторское свидетельство СССР Яо 395883, кл, С 067,02 93 04 ВЯСоставитель В. Белкин Редактор В. Лукин Техред О. Луговая Корректор Л. Иебола Заказ 75444 Тираж ЧЧ 9 Подиисное ОНИИПИ Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открыл ий3035, Москва, Ж.35, Раунокая наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул Проектная, 4