Устройство для вычисления разности двух чисел

(54) УСТРОЙСТВО Изобретение относится к области ,цифровой вычислительной, техники.Известны устройства для определе ния разности двух чисел 11, 2;1, содержащий генератор импульсов, два счетчика, триггеры, элементы И, ИЛИ Данные устройства не фиксируют результаты вычитания н знак разности, что ограничивает их функциональные возможности.Наиболее близким к изобретению является устройство для вычисления разности двух чисел 31, содержащее генератор импульсов, два счетчика, два триггера, элементы И и ИЛИ и дешифратор нуля, установочные входы первого и второго счетчиков соединены с нулевыми входами триггеров и с установочным входом устройства. Единичный вход триггера знака соединен с выходом второго счетчика. Выход генератора импульсов подключен к первым входам элементов И. Вхо ды дешифратора нуля соединены с выВЫЧИСЛЕНИЯ РАЗНОСТИУХ ЧИСЕЛ ходами разрядов первого счетчика, авыход подключен к единичному входутриггера, инверсный выход которогоподключен ко второму входу первогоэлемента ИВходы второго элементаИ соединены с выходом дешифраторануля и прямым выходом триггера знака. Выходы элемента ИЛИ подключенык выходам элементов И, а выход - ковходам счетчиков, выходы разрядов 10второго счетчика являются выходомразности устройства, а прямой вы"ход триггера знака - выходом знакаразности устройства.Принцип действия этого устройства15основан на последовательном вычитанииединичных импульсов из двух счетчиков, в которых хранятся коды исходных чисел. При этом вычитание происходит до установки в единичноесостояние всех разрядов первого счетчика, если в него записано большеечисло, или до установки в нулевоесостояние всех разрядов первого счет879585 чика, если в него записано меньшее или равное второму число.В этом устройстве вычитаемое и уменьшаемое могут быть представлены только прямым кодом. Вычитаемое принципиально ие может быть отрицательныи, так как знак вычитаемого в устройстве не представленВ случае поступления в известное устройство отрицательного уменьшаемо". го, абсолютная величина разности становится большей на единицу верного результата. Таким образом, извест- ное устройство не обеспечивает вычитания отрицательных чисел, что сужает функциональные возможности устройства.Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей устройства эа счет возможности вычитания отрицательньк чисел.Для достижения поставленной цели в устройстве для вычисления разности двух чисел, содержащем генератор импульсов, два счетчика, триггеры, элементы И и ИЛИ, причем выход генератора импульсов подкшочен к первому входу первого элемента И, выходы первого и второго элементов И соединены со входами элемента ЮЫ, выход которого соединен с информационными выходами первого и второго счетчиков, установочные входы которых соединены с нулевыии входами первого и второго триггеров и установочным входом устройства, выход переноса старшего инфор 33 мационного разряда второго счетчика соедииен с единичным; входом второго элемента И, второй вход первого элемента И соединен с выходом40 второго триггера, счетчики содержат знакомые разряды. Прямой и инверсный выходы знакового разряда первого счетчка соединены со входами установки соответственно реащмов сложения и вычитания первогои второго43 счетчиков. Выход переноса старшего информационного разряда первого счетчика подключен к первому входу третьего элемента И, вторбй вход которого соединен с выходом второго триггера, Ж а выход - с единичным входом второго триггера, а выход - с единичным входом второго элемента И. Выходы информационных и знакового разрядов второго счетчика соединены с выхода- ,Ы ии устройства,На чертеже представлена функцио". нальная схема устройства. 4Устройство содержит генератор импульсов 1, реверсивные счетчики 2 и3 со знаковыми разрядами 4 и 5 соответственно, В 5-триггеры 6,7, установочный вход 8, элементы И 9-11 и элемент ИЛИ 12.Выход генератора импульсов 1 подключен ко входу элемента И 9. Выходыэлементов И 9,О соединены с входамиэлемента ИЛИ 12, выход которого подключен ко входам счетчиков 2, 3.Выход старшего информационного разряда счетчика 2 соединен со входомзнакового разряда 4 и входом элемента И 11. Единичный выход знаковогоразряда 4 счетчика 2 соединен со входом установки режима сложения счетчиков 2,3, а нулевой выход - со входом установки режима вычитания счетчиков 2,3. Выход старшего информационного разряда счетчика 3 соединен совходом знакового разряда 5 и единичным входом триггера 7. Инверсный выход триггера 7 соединен со входомэлемента И 10, другой вход которогосоединен с выходом элемента И 11 иединичным входом триггера 6, Инверсный выход триггера 6 соединен со входамн элементов И 9 и 1. Нулевые входы трйггеров 6 и 7 и установочныевходы счетчиков 2 и 3 соединены сустановочным входом 8 устройства.Выходы разрядов счетчика 3 соединеныс выходом разности 13 устройства,единичный выход разряда 5 - с выходом14 знака разности устройства.Работает устройство следующим образом.Сигналом записи со входа 8 исходные числа заносятся в счетчик 2,3.При этом знаковые разряды чисел заносятся в знакомые разряды 4,1 триггеры 6,7 устанавливаются в нулевоесостояние, При этом в счетчик 3 заносится уменьшаемое, в счетчик 2 -вычитаемое число.Положительные числа вводятся впрямом коде, отрицательные числа -в обратном коде,для исключения переполнения счетчика 3 при выполненйи вычитания надчислами разных знаков разрядностьсчетчика 3 больше на один разряд разрядности счетчика 2.После установки триггера 6 в нулевое состояние импульсы от генератора 1 через элементы И 9, ИЛИ 12 начинают поступать на счетные входысчетчиков 2,3.1. Рассмотрим работу устройствапри поступлении на счетчики 2,3 положительных вычитаемых уменьшаемоебольше вычитаемого)При поступлении на счетчик 2 положительного кода знаковый разряд 4устанавливается в нулевое состояние.В результате счетчики 2,3 настраиваются на вычитание. Поступающие насчетные входы счетчиков 2,3 импульсы уменьшают содержимое счетчиков,При переходе счетчика 2 из нулевогосостояния в единичное из старшегоинформационного разряда счетчика 2возникает импульс переноса, которыйпереводит знаковый разряд 4 в еди.ничное состояние. Счетчики 2,3 настраиваются на сложение, Этот же импульспереноса через элементы И 11, И .1 О,ИЛИ 12 поступает на счетные входысчетчиков 2,3 и складывается с содержимым счетчиков. Одновременно импульспереноса с выхода элемента И 11 поступает на единичный вход триггера 6,устанавливая его в единичное состояние, Элементы И 9, И 11 закрываются,импульсы от генератора 1 и вторичныйперенос из старшего информационногоразряда счетчика 2 не проходят насчетные входы счетчиков 2,3, Процессвычитания заканчивается, на выходе13 формируется код разности, а на. выходе 14 - знак разности,2. На счетчики 2,3 поступают положитепьные коды (уменьшаемое меньшевычитаемого).В процессе поступления импульсовщот генератора 1 на счетные входысчетчиков 2,3 первым обнуляется счетчик 3. Импульсом переноса иэ старшего информационного разряда счетчика 3переводится в единичное состояниезнаковый разряд 5, и одновременнопереходит в единичное состояние триггер 7. Поэтому к моменту появленияимпульса переноса из старшего информационного разряда счетчика 2 элемент И 10 оказывается закрытым, импульс с выхода элемента И 11 не проходит через элемент И 1 О, и процессвычитания заканчивается.3. На счетчики 2,3 поступают равные положительные коды.В данном случае счетчики 2,3 одновременно обнуляются и переводятаяв единичное состояние. Но так какразрядность счетчика 2 меньше разрядности счетчика 3, то импульс переноса из старшего информационного 5 О 35 20 25 30 35 40 45 50 55 разряда счетчика 2 успевает пройти через элементы И 9, И 10, ИЛИ 12 и добавиться к содержимому счетчиков 2, 3. В результате счетчики 2,3 нз единичного состояния переходят в нулевое, на выходах 3,14 фиксируется нулевой код.4. На счетчики 2,3 поступают отрицательные коды (уменьшаемое по абсолютной величине больше вычитаемого).При поступлении на счетчик 2 отрицательного кода знаковый разряд 4 устанавливается в единичное состояние, и счетчики 2,3 настраиваются на сложение.При переходе счетчика 2 из едюниюного состояния в нулевое на старшем информационном разряде счетчика 2 возникает импульс переноса, который переводит знаковый разряд 4 в нулевое состояние. Счетчики 2,3 настраиваются на вычитание. Этот же импульс переноса через элементы И 11, И 1 О, ИЛИ 12 поступает на счетные входы счетчиков 2,3 и вычитается из содержимого счетчиков 2,3. Одновременно импульс переноса с выхода элемента И 11 поступает на единичный вход триггера 6, устанавливая триггер 6 в единичное состояние, элементы И 9, И 11 закрываются, импульсы от генератора 1 и вторичный перенос из старшего информационного разряда счетчика 2 не проходят на счетные входы счетчиков 2,3, На этом процесс вычитания заканчивается, и на выходе 13 Формируется код разности, а на выходе 14 - знак разности.5. На счетчики 2,3 поступают отри.А.цательные,коды (уменьшаемое по абсолютной величине меньше вычитаемого)В процессе поступления импульсов от генератора 1 на счетные входы счетчиков 2,3 первым устанавливается в единичное состояние счетчик 3. Импульсом переноса из старшего информационного разряда счетчика 3 переводится в нулевое состояние знаковый разряд и одновременно переходит в единичное состояние триггер 7, Поэтому к моменту появления импульса переноса из старшего информационного разряда счетчика 2 элемент И 10 оказывается закрытым, импульс с выхода элемента И 11 не проходит через элемент И 10, и процесс вычитания заканчивается.б. На счетчики 2,3 поступают отрицательные равные коды.879585 В данном случае счетчики 2,3 одновременно устанавливаются в единичное состояние и обнуляются. Но таккак разрядность счетчика 2 меньшеразрядности счетчика 3, то импульспереноса из старшего информационного разряда счетчика 2 успеваетпройти через элементы И 9, И 10, ИЛИ12 и вычесться из содержимого счетчиков 2,3,В результате счетчики 2,3 нулевого состояния переходят в единичное,вычитание заканчивается, на выходах13,14 фиксируется единичный код.7. Работа устройства при поступлении на счетчики 2,3 вычитаемьк разного знака (уменьшаемое отрицательно,вычитаемое положительно 1 аналогичноработе устройства, рассмотренной вслучае8. Работа устройства при поступлении на счетчики 23 вычитаемых разного знака (уменьшаемое положительно,вычитаемое отрицательно,1 аналогичнаработе устройства, рассмотренной вслучаеТаким образом, без увеличения количества оборудования становится возможюР 1 вычитать любые числа в томчисле отрицательные, что расширяетфункциональные возможности предлагаемого вычислитедя: устройство дпя вычисления разности двух чисел, содержащее генератор, импульсов, два счетчика, триггеры, элементы И и ИЛИ, причем выход генератора импульсов подключен к перво.- му входу первого элемента И, выходы первого и второго элементов И соединены с входами элемента И 31 И, выходкоторого соединен с информационнымивыходами первого и второго счетчиков, установочные входы которых сое-. у динены С нулевыми входами первого ивторого триггеров и с установочнымвходом устройства, выход переносастаршего информационного разряда второго счетчика соединен с единичным 16 входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход первого элемента И соединен с выходомвторого триггера, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей засчет возможности вычитания отрицателыщх чисел, счетчики содержатзнаковые разряды, прямой и инверсныйвыходы знакозого разряда первогосчетчика соединены с входами установки соответственно режимов сложенияи вычитания первого и второго счет-.чиков, выход переноса старшего инфорд мационного разряда первого счетчикаподключен к первому входу третьегоэлемента И, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, авыход - с единичным входом второготриггера н с вторым входом второгоэлемента И, выходы информационных изнакового разрядов второго счетчика.соединены с выходами устройства. Источники информации,35принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРФ 531155, кл, С 06 Г 7/385, 1975.2. Авторское свидетельство СССРУ 434410, кл. С Об Г 7/385, 1972.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2718280/18-2 чкл, 6 Об -Г 7/385, 979 (прототип).Составитель В. МихайличенкоРедактор Л.утехина Техред А.Савка Корректор .Н,ШвыдкаяЗаказ 9721/19 Тираж 746 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4