Преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный код угловых единиц

СОКИ СОВЕТСКИХРЕСПУБ Н ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ зульвведекже воэможност выдачи в не ЧАЮЩЕарным к тата унины группэлемент элементов ИСКЛЮЕ; элемент ИЛИ,двоично-десятичньп ема сравсчетчиквычитйсивным, всоединента И, пери являетс ресголемИЛИ ния кот второго элемент ете одом ходо одом ым я в СССР6.ССР сумма динен .кения тов И ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Горьковский исследовательфизико-технический институт приковском государственном универим, Н.И.Лобачевского(54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДВОИЧНОГОКОДА В ДВОИЧНО-ДЕСЯТИЧНЫЙ КОД УГЛОВЫХ ЕДИНИЦ, содержащий регистр, дво"ично-десятичный счетчик, первый ивторой элементы И, сумматор, выходыкоторого соединены с информационны"ми входами регистра; выходы котогого соединены с первой группой входовсумматора, выход первого элемента И соединен со входом сложениядвоично-десятичного счетчика, входсброса которого соединен со входомсброса регистра и со входом сбросапреобразователя, выходы которогоявляются выходами двоично-десятичноно счетчика, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повышениябыстродействия и расширения функциональных воэможностей за счет обеспечения преобразования как положительных, так и отрицательных чисел,.,802 2 2за) С 06 Р 5/02 отрицательных чисел унитарного кода преобразователя, выход положительных чисел унитарного кода которого соединен с выходом первого элемента И и вторым входом элемента ИЛИ выход которого соединен с синх- ЭФ ровходом регистра, выходы которогосоединены с первой группой входов схемы сравнения, вторая группа входов которой является информацион- С ными входами преобразователя, вход сброса которого через элемейт НЕ соединен с первыми входами первого и второго элемента И, вторые входы которых соединены с выходами ."Меньше" и "Большеф схемы сравнения соответственно, а третьи входы первого и второго элементов И- соединены с тактовым входом преобразователя, входы константы которого соединены с первыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы, входы которых соединены со второй группой входов тора, вход переноса которого сое с выходом 11 БОЛЬШЕ" схемы срав" и со вторыми входами элемен-. СКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы,1 11242824 Изобретение относится к автоматике и цифровой вычислительной технике, .может быть использовано в измерительных и управляющих системах и предназ- в начено для согласования системы прог з раммного управления С внешними устс ройствами, например с датчиками обв ратной связи, с шаговым приводом сн устройствами индикации и т,д., работающими в различных системах предс ц тавления информации.вИзвестен преобразователь двоично" Р го кода в двоично-десятичный код градусов и минут, содержащий двоичныйэ и двоично"десятичный счетчики, дешиф ратор, генератор импульсов, элемент ты И и делители частоты.Работа этого преобразователя осно- б вана на пересчете импульсов с подбором коэффициентов пересчета 1 1 1. 20 иНедостатками известного преобрат зователя являются низкое быстродейст" вие, сложность, невозможность преоб" разования в двоично-десятичный код градусов, долей градусов, тысячных делений угломера и т.д. Кроме того, ограничены их функциональные возможности, так как отсутствует возможность формирования унитарного кода с ценой деления, выраженной в угло вых единицах.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный код угловых еди- З 5 ниц, содержащий двоичный счетчик, двоично-десятичный счетчик, дешифратор, два элемента И, сумматор, регистр, генератор импульсов, выход которого через первый элемент И сое динен со стробирующим входом регистра, первым входом второго элемента И и с входом двоичного счетчика, выход которого через дешифратор под" ключен к второму входу первого эле мента И, вход задания константы соединен с первой группой входом сумматора, вторая группа входом которого подключена к выходу регистра, а выходы сумматора соединены с инфор мационными входами регистра 23.Недостаток известного преобразователя состоит в малом быстродействии при преобразовании изменяющегося входного двоичного кода. При измене нии входного кода даже иа одну дискретную единицу требуется сброс преобразователя в исходное состояние и повторное преобразование числа, что требует значительного времени.Кроме того, в известном устройсте отсутствуют возможность преобра - ования двоичного кода в унитарныйценой импульса, выраженной в углоых единицах, и формирования импульсого кода приращения входного кода, акже выраженного в угловых единиах. В известном устройстве отсутст" ует возможность преобразования отицательных чисел, представленным, апример, в дополнительном коде.Все то приводит к ограниченным функцинальным возможностям преобразоваеля.Цель изобретения - повышение ыстродействия и расширение функцинальных возможностей за счет обесечения преобразования как положиельных, так и отрицательных чисел,также возможности выдачи резульата унитарным кодом.Поставленная цель достигается тем, то в преобразователь двоичного коа в двоично-десятичный код угловых диниц, содержащий регистр, двоичо-десятичный счетчик, первый и втоой элементы И, сумматор, выходы коорого соединены с информационными ходами регистра, выходы которого соединены с первой группой входов сумматора, выход первого элемента И соединен со входом сложения двоичнодесятичного счетчика, вход сброса которого соединен со входом сброса регистра и со входом сброса преобразователя, выходы которого являются выходами двоично -десятичного счетчика, дополнительно введены группа элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент НЕ, элемент ИЛИ, схема сравнения, а двоично-десятичный счетчик выполнен реверсивным, вход вычитания которого соединен с выходом второго элемента И, первым входом элемента ИЛИ и является выходом отрицательных чисел унитарного кода преобразователя, выход положительных чисел унитарного кода, которого соединен с выходом первого элемента И и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с синхровходом регистра, выходы которого соединены с первой группой входов схемы сравнения, вторая группа входов которой являются информационными входами преобразователя, вход сброса которого через элемент1124282 НЕ соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с выходами "Меньше" и "Больше" схемы сравнения соответственно, а третьи входы первого и второго элементов И соединены с тактовым входом преобразователя, входы константы которого соединены с первыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы, выходы 1 О которых соединены со второй группой входов сумматора, вход переноса которого соединен.с выходом "Больше" схемы сравнения и со вторыми входами элементов. ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы. 15На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя; на фиг,2- блок-схема схемы сравнения; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы преобраэовате ляПреобразователь содержит сумматор 1, регистр 2, схему сравнения 3, реверсивный двоично-десятичный счетчик 4, элементы И 5,6, элемент 25 ИЛИ 7, элемент НЕ 8, вход константы 9, вход "Сброс" 10, информационные входы двоичного кода 11, тактовый вход 12, выходы двоично-десятичного кода 13 и выходы унитарного ко- ЗО да 14,15 отрицательных и положительных чисел, сумматор 16, группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17. На входе 9 присутствует двоичный И-разрядный код константы, который формируется подачей высокого потенциала на. контакты, соответствуйщие единичным разрядам константы,а остальные контакты шины заземляются. На вход 1 1 подается двоичный 40и-разрядный код преобразуемого числа. Изменение входного двоичного кода должно происходить синхронно сосрезом либо при паузе тактового сигнала, присутствующего на входе 12, 45-При подаче на вход 18 логическогонуля сумматор производит операциюА + С в дополнительных кодах. Приподаче на вход логической единицыпроизводится операция А-С в дополнительных кодах,Преобразование кода константы Св отрицательный дополнительный кодосуществляется инвертированием кодаэлементами 17 при подаче на их вто- ,55рой вход логической единыцы и подачей логической единицы на вход переноса сумматора. 4Сумматор 1 и регистр 2, замкнутыГв кольцо, представляют собой накапливающий сумматор, который на каж"дый стробирующий импульс на входерегистра прибавляет или отнимает отзаписанного в регистр 2 двоичногокода А код константы С.Схема сравнения 3 имеет два выхода, при этом высокий потенциал появляется на первом выходе при АВ, ана втором - при А В, где А и В дво.ичные и - разрядные коды, поступающие на ее входы,Схема сравнения может быть выполнена с пороговой зоной Ь, тогда высокий потенциал появляется на первом выходе при АСВ -й , ана втором - при А 7 В+й., На фиг. 2. представлена схемаэлемента сравнения, выполненная накомбинационном сумматоре 19 элементах НЕ 20,21 элементах ИЛИ 22 и 23,Сумматор формирует разность кодовА - В, а по переносу в (и + 1) разряд на выходе сумматора определяетзнак неравенства, При переносе равном единице и при условии, что разность не равна нулю, выдается сигнал АВ, при переносе равном нулю выдается сигнал А С В. Устройствоимеет пороговую зону равную ценемладшего разряда поступающих кодови обеспечивает функцию сравнения какдля положительных, так и для отрица-тельных чисел, представленных допрл-нительным кодом. Преобразователь работает следующим образом.В начале преобразования на вход 10 подается сигнал "Сброс",который устанавливает в нулевое состояние регистр 2 и счетчик 4. При наличии на входе 11 положительного входного. двоичного кода В схема сравнения 3 выдает высокий потенциал на первом выходе " А В", который разрешает прохождение тактовых импульсов с входа 12 через элемент И 5, а импульсы с выхода элемента И 5 поступают на выход 15, на вход Т " + " счетчика 4 и через элемент ИЛИ 7 иа вход стробирования записи результата с сумматора 1 в регистр 2. Так как иа втором выходе схемы сравнения АЪ В присутствует нулевой сигнал, то к содержимому регистра 2 при поступпении каждого)50112 стробирующего сигнала будет прибавляться константа С.Процесс преобразования происходит до тех пор, пока на выходе схе" мы сравнения не исчезнет сигнал А ( В. При этом на выход 15 поступит. число импульсов П = 1 в " + 1, а в счетчике 4 сформируется двоичнодесятичный код в угловых единицах, соответствующнй входному двоичному коду. В регистре 2 при этом будет находиться двоичный код, равный С,Диаграмма фиг.З поясняет процесс преобразования кода. После подачи сигнала "Сброс" на вход 10 код А в регистре 2 начинает ступенчато возрастать, пока не достигнет величины входного двоичного кода В. При этом иа выходе преобразователя (выход 15) появляются импульсы унитарного кода.После преобразования кода нреобразователь переходит в следующий режим работы. Если схема сравнения не имеет пороговой зоны, либо пороговая зона Д 1 С. (временные диаграммы фиг.З даны для преобразователя с использованием схемы сравнения с пороговой зоной Д ( С), то единичный сигнал будет появляться то на одном, то на другом выходах схем сравнения 3, разрешая поочередное прохождение импульсов в каналы "+" выход 15 "-" (выход 14) . Если схема сравнения 3 имеет пороговую зону 1 Д ) С, то при постоянстве входного кода на выходах схемы сравнения будет нулевые сигналы, запрещающие Формирование импульсов на выходы. В тех случаях, когда колебания выходного двоично-десятичного кода в пределах "+" 1 единица младшего разряда не желательны, следует использовать схему сравнения с пороговой зоной д 3 С.При изменении входного кода код в счетчике 4 будет отслеживать входной код, преобразованный в заданную сис" тему счисления, а количество импульсов в каналах "+" и "-" выходы 14,(15 будет указывать на направление иэменения кода и величину изменения, выраженную в угловых единицах.Преобразование отрицательных чи" селпредставленных дополнительным кодом, осуществляется аналогично лишь с тем отличием, что схема сравнения формирует единичный сигнал на 4282ьвыходе А ) В и к содержимому регистра 2 прибавляется константа С со знаком минус. Во время преобразованияимпульсы унитарного кода будут присутствовать в канале "-" выходы 13,а в счетчике 4 будет Формироватьсяотрицательный код числа В в заданнойсистеме счисления.Например, при преобразовании 10 двоичного кода В, соответствующе -го -135, по каналу "-" в счетчик 4поступит 95 импульсов, при этом, если учесть, что начальное положениесчетчикабыло нулевым, а на нем сфор мируется код, соответствующий углу358 25, который является дополнени"оем угла -1 35 до 360. Преобразователь обеспечивает следящий режим работы при непрерывном переходе вход ного кода нэ области положительныхчисел в отрицательные и наоборот.Константа С определяется максимальное двоичноепреобразуемое число;число угловых единиц вмаксимальном преобразуемом числе.задания константы опреусловия СЬС (1)П135ВаХгде ЙС погрешность задания константыеПри выполнении условия (1) погрешность преобразования для любых чи 40сел не будет превышать дискретности,представления числа В в требуемойсистеме счисления.Пример, Преобразователь 16-разряд.ного кода в код градусов, минут,45 В ,= 2 ь = 65536 П еак= 36060 = 21600 65536--- 3 034074216003 034074.--- м 0 000140421600 фТак как допустимое значениеС245 , то значение константы в двоичном коде может быть выражено 5двоичным кодом с двенадцатью дробными разрядами, при этом исключается набегающая ошибка при преобразо-ванин любых чисел в пределах1124282 РФ Ю от -360 до +360 а погрешность преобразования не будет превышать ценыделения в весовых единицах,т.е.1 угл.мин. Таким образом, точность преобразования в предлагаемом преобразователе определяется точностью задания константы С, так же как в извест 10 ном устройстве может быть достаточно высокой.В предлагаемом преобразователе ,достигается высокое быстродействие при преобразовании изменяющегося входного двоичного кода, Если ско 15 рость изменения входного кода не пре 1вышает величины Св в , где Т-период следования тактовых импульсов на входе 12, то частота отсчетов выходного кода может достигать частоты следования тактового сигнала, т.е.1.величины в в , в то время как часто 1 э25 та отсчетов кодов на выходе известного преобразователя при изменении . входного кода составит 1ВТ Например, для приведенного выше преобразователя двоичного 16-разрядного кода в код градусов в минуту при тактовом сигнале с периодом Т = 10 мкс частота отсчетов по предлагаемой схеме составит 100 кГц, а по известной - 1,525 Гц. Использование известного преобразователя в системе программного управления резко уменьшает быстродействие.Высокое быстродействие при преобразовании непрерывно меняющегося дво" ичного кода вызвано введением элемента сравнения и обратных связей, управляющих режимом работы сумматора и регистра.и обеспечивающих следящий режим.В устройстве расширено также функциональные возможности за счет формирования импульсов унитарного кода в каналах "+" и "-", что обеспечивает возможность преобразования двоичного кода в унитарный код с ценой импульса в угловых единицах.Кроме того, предлагаемый преобразователь обеспечивает преобразование как положительных, так и отрицательных чисел представленных двоичным дополнительным кодом.