Преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный код угловых единиц

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (1 504 НОЗМ 7 БРЕТЕНИЯ ИСАНИ СВИДЕТЕЛЬСТВ ВТОРСН построении преобразователей для согласования системы программного упра вления с внешними устройствами, на-. пример с датчиком обратной связи, с шаговым приводом, с устройствами индикации и т.д., работающими в различных системах представления информации. Цель изобретения - повышение быстродействия, что достигается благодаря введению в преобразователь блока 1 хранения эквивалентов и допусков двух элементов И 3,9,двоичного реверсивного счетчика 14,двух элементов НЕ 21,22 и двух дешифраторов 12,13 с соответствующими функциональными связями. Преобразователь обеспечива. ет преобразование положительных, отрицательных чисел и формированиЕ уни тарного импульсного кода с ценой импульсов в угловых единицах. 2 ил, 1 табл. Р 39 вательски ститут при Горьк ном университете ког(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДВОИЧНОГО КОДА,В ДВОИЧНО-ДЕСЯТИЧНЫЙ КОД УГЛОВЫХЕДИНИЦ И автомаой техретение относитсфровой вычислителжет быть использ тике и нике и ано 6 ГОСУДАРСТВЕКНЬЙ КОМИТЕТ СССРпо делАм изОБРетений и ОтнРытий1266008 5 20 25 30 35 40 руют код разности. 50 Изобретение относится к автоматике и цифровой нычислительцой технике и может быть использовано припостроении преобразователей для согласования системы программного управления с внешними устройствами,цапример с датчиком обратной связи,с шаговым приводом, с устройствамииндикации и т.д работающими вразличных системах представления информации.Цель изобретения - повышение быстродействия,На Фиг. 1 приведена структурнаясхема преобразователя, на фиг, 2структурная схема сравнения,Преобразователь сОдержит (фиг.1)блок 1 хранения эквиналентон и допусков, выполненный на ПЗУ, группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2, сумматор 3,регистр 4, схему 5 сравнения элементы И 6-9, элемент ИЛИ 10, двоичный ренерсивный счетчик 11, дешифра"тор 12 и 13, двоична-десятичный реверсивный счетчик 14, информационные входы 15 преобразователя, тактовый вход 16 преобразова,теля, вход17 сброса преобразователя, выходы 18позиционного кода преобразователя,выходы 19 положительных чисел унитарного кода преобразователя, выходы20 отрицательных чисел унитарногокода преобразователя, элементы НЕ 21и 22 и вход 23 логической единицы.Схема 5 сравнения содержит ,Фиг,2)группу элементов ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ 24,элемент НЕ 25, элемент ИЛИ 26, элемент 27 запрета, входы 28 текущейсуммы, числовые входы 29, входы 30эквивалента, входы 31 допуска, выход"Меньше" .32, ньгход Больше" 33, выход Больше допуска" 34, выход "Меньше допуска" 35 и сумматоры 36-38,Преобразователь работает следующимобразом. На вхоцы 15 преобразователя подается двоичный и-разрядный код преоб- разуемого числа в виде высоких и низких уровней напряжения . Йзменение входного кода должно происходить синхронно со срезом тактового сигнала, либо при паузе тактового сигнала, присутствующего на входе 16, Тактовый сигнал представляет последовательность импульсов с периодом Т. В ПЗУ записываются двоичные п-.разрядные коды констант с, -с ранных весам разрядов двоично-десятичного кода, При адресе ПЗУ 000 и церньгх выходахприсутствует нулевой код, а ца вторых код константы С, . При адресе ПЗУ1001) на первых выходах присутствуеткод константы С,а ца вторых - Си т,д, При адресе 1,1, 1 на первыхвыходах присутствует код константыС а на вторых код, равный разности между допустимыми максимальными и минимальньглги значениями входного кода.В таблице приведены значения записанных в ПЗУ 32-х разрядньгх кодов констант для преобразования 32 разрядного двоичного кода в двоичнодесятичный код градусов, минут, секунд, Старый разряд кода констант имеет вес 360 С. Старший разряд входного кода является знаковыж, а предостарший имеет вес 180 , т.е. диапазон преобразуемых кодов +359 59 59 ", Регистр 4 выполняется на триггерах, срабатывающих по заднему Фронту стробирующего импульса на синхровходе. Сумматор 3 и регистр 4, замкнутые в кольцо, образуют накапливающий сумматор, Схема сравнения предназначена для сравнения кодов А и В без допусков и с допусками и выдает следующие сигналы: "Больше", если А ) В, "Меньше если АВ, "Больше допуска", если (А-В) Р, где Р - верхняя граница допуска, поступающая в виде двоичного кода с ПЗУ, "Меньше допуска", если (А-В)С, где С - нижняя граница допуска, поступающая в виде двоичного кода с ПЗУ. Сумматор 37 выполняет операцию вычитания кода разности из кода Р, а сумматор 38 - кода разности из кода С. Если код разности отрицательный, то он поступает на входы сумматоров 37 и 38 без изменений, а если положительный, то осуществляется его преобразование в дополнигельный отрицательный код, путем подачи единичного сигнала с элемента НЕ 25 на вхоцы переносов сумматоров 37 и 38 и на вторые входы элементов ИСКЛ 10 ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 24, которые инвертиПри (А-В)Р разность на выходе сумматора 37 отрицательная, а единичный старший знаковый разряд кода разности поступает на выход Больше допуска". При 3(А-В)(С разность на выходе сумматора 38 положительная и отличная от нулевого значения, при этом на выходе элемента ИЛИ 26 уста -навливается единичный сигнал, а в старшем разряде разности нулевой, которые формируют на выходе элемента 27 сигнал "Меньше допуска", Двоич" ный счетчик 11 (фиг.1) срабатывает 5 по заднему фронту счетного импульса.Двоично-десятичный счетчик 14 состоит из декад и секстад с реверсив" ными входаья, а его структура определяется видом угловых единиц, двоично-десятичный код которых необходимо получить на выходе 18: код градусов, минут, секунд или код градусов, долей градусов, или код угла в тысячных делениях угломера или код угла 15 в радианах и долях радиана. При этом в зависимости от выбранного способа представления отрицательных углов зависит структура счетчика.В предлагаемом устройстве исполь О зуется дополнительный код для представления отрицательных углов, наприомер, код, равный -26 , на счетчике представляется в виде кода 360 - 26= 334 25 После включения питания на вход 17 преобразователя подается сигнал"Сброс", устанавливающий нулевые коды в счетчике 14 и регистре 4. Состо-ЗО яние счетчика 11 в момент включенияпитания может установиться произвольным, при этом из ПЗУ выбираются константы С, и С где д - состояниесчетчика 11. На схему 5 сравнения 35поступают четыре двоичных кода:А - на входы А,А 1 код А с выхода регистра 4,Ь - на входы В, В преобразуемый код В, 40С - на входы С Скод константы С.,йР - на входы Э, Э код константы С;,В зависимости от соотношений указанных кодов могут наблюдаться четырережима работы преобразователя.При первом режиме когда А-ВС,1,на выходе "Больше допуска" схемы 5сравнения устанавливается единичный 50сигнал, запрещающий работу элементов8 и 9 и разрешающий прохождение черезэлемент И 6 тактового импульса с входа 16 на вход Т счетчика 11. Содержимое счетчика 11 увеличивается на 55единицу, при этом насхему 5 сравнения поступают новые значения допусков, равные константам С, С,+. При втором режиме когда (А-В)сСна выяоде "Меньше допуска" схемы 5сравнения устанавливается единичныйсигнал, запрещающий работу элементовИ 8 и 9 и разрешающий прохождение через элемент И 7 тактового импульса свхода 16 на вход 1 счетчика 11. Содержимое счетчика 11 уменьшается на единицу, при этом на схему 5 сравненияпоступают новые значения допусков,равные константам С и С; .При третьем режиме когда С/А-В/С. АВ, на выходе "Меньше"схемы 5 сравнения устанавливаетсяединичный сигнал, разрешающий работу элементов И 8, а на остальныхвыходах - нулевые сигналы. Тактовыйимпульс через элемент И 8 и разрешенный ь.-й канал дешифратора 12 поступает на -й десятичный разряд счетчика 14, увеличивая содержимое дан-ного разряда на единицу. Кроме того,импульсный сигнал с выхода элементаИ 8 через элемент ИЛИ 10 подается насинхровход регистра 4, при этом ксодержимому регистра 4 с помощью сумматора 3 прибавляется код константы,подаваемый с первых выходов ПЗУ через элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2 навходы В,-В сумматора 3. В результа-те одного такта работы в рассматриваемом случае на схему 5 сравненияпоступает новое увеличенное на С,значение кода А , а значения допусков остаются неизменными,При четвертом режиме, когда С;4(А-В) С., АВ, на выходе "Больше"схемы 5 сравнения устанавливаетсяединичный сигнал, разрешающий работуэлементов И 9, а на остальных выходах - нулевые сигналы. Тактовыйимпульс через элемент И 9 и разрешенный д-й канал дешифратора 13 поступает йа -й десятичный разрядсчетчика 14, уменьшая содержимое данного разряда на единицу.Кроме того, импульсный сигнал с выхода элемента И 9 через элемент ИЛИ 10 подается на синхровход регистра 4, при этом отсодержимогорегистра 4 с помощью сумматора 3 вычитается код константы С . Преобразование прямого кода константы в дополнительный осуществляется подачей единичного сигнала "Больше" со схемы 5 сравнения на вход переноса сумматора 3 и на вторые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2, которые ин 126605вертируют код константы С В результате одного такта работы в рассмотренном случае на схему 5 сравненияпоступает уменьшенное на С значениекода А, а значения допусков остаютсянеизменными,Методом последовательнык итерацийкод А , содержащийся в регистре 4,приближается к преобразуемому кодуЬ, при этом на отдельных шагах преобразования могут встречаться всеописанные четыре режима работы преобразователя. Когда разность (А-В)меньше веса младшего десятичного разряда, процесс преооразования прекращается, при этом счетчик 11 оказывается в состоянии 10001 и .:отя через элементы И 8 или 9 проходят тактовые импульсы, они не изменянт состояний регистра 4 и счетчика 14, 20так как к коду регистра 4 прибавляет"ся нулевой код (на первых выходахПЗУ при адресе 000 присутствует нулевой код), а нулевые выходные каналыдешифраторов 12 и 13 к счетчику 14 не 25подключаются .Таким образом, в установившемсярежиме в регистре 4 находится код А,близкий к коду 5, а в счетчике 14десятичный эквивалент кода 8 . В про- ЗОцессе преобразования входного кодана выходы 19 или 20 устройства покаждому каналу поступает стопько импульсов, сколько единиц в соответствующем десятичном разряде преобра"эованного числа. Весь процесс преоб-,разования числа занимает угля рассмотренного конкретного преобразователяот 0 до 63 тактов, т,е. при Т=-10 мксвремя преобразования не превьппает.630 мкс.Если в установившемся режиме входной код начинает изменяться, нарушается соотношение (А-В)С, при этом45возникает третий или четвертьпг режимы работы, при которых в счетчик14 добавляются или отнимаются единицы, а к содержимому регистра 4 добавляются или отнимаются константы. КодА начинает отслеживать код ба со 50стояние счетчика 11 автоматическиподдерживается таким, чтобы обеспечить прибавление или вычитание от кода У констант, близких по величинеприращению кода Ь за один такт работы,Поскольку максимальное значениеоконстанты С, равно 100 для рассмат 08риваемого гримера, допустимая скорость изменения кеда Б на вхоце усто ройства при Т= 10 мкс ранна 10000000 т,е, несравнимо выше, чем в иэвестнык устройствах.Точность предлагаемого преобразо-, вателя, как и известного определяется точностью задания констант, Преобразователь обеспечивает преобразование положительньгх, отрицательных чисел и формирование унитарного имьпульсного кода с ценой импульсов в угловых единицах.Ф о р м у л а и з о б р е т енияПреобразователь двоичного кода в двоично-десятичный код угловых единиц, содержащий группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, сумматор, регистр, схему сравнения, два элемента И,элемент ИЛИ и двоично-десятичный реверсивный счетчик, выходы которого являются позиционными выходами преобразователя, информационные входы которого соединены с числовыми входами схемы сравнения, входы теКущей суммы которой соединены с выходами.регистра и входами первого слагаемого сумматора, входы второго слагаемогокоторого соединены с выходами элементов ИСКЛ 10 ЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ группы, первые входы которых соединены с выходом "Больше" схемы сравнения и входом переноса сумматора, выходы которого соединены с информационныьпг входами, регистра, синхровход которого соединен с выходом элемента ИЛИ,первый и второй входы которого соединены соответ -ственно с выходами первого и второгоэлементов И, первые входы которых соответственно соединены с выходами "Меньше" и "Больше" схемы сравнения, а вторые входы первого и второго зле- ментов И соединены с тактовым входом преобразователя, вход сброса которого соединен с входами сброса регистра и двоично-десятичного реверсивного счетчика, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что с целью повьппения бы-;, стродействия в него введены блок хранения эквивалентов и допусков,третий и четвертый элементы И, двоичный реверсивный счетчик, два элемента НЕ и два дешифратора а схемасравнения содержит три сумматора,группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,элемент НЕ, элемент ИЛИ и элемент66008 НазваниеГ константы Десятичный эквивалент Код на выходе ПЗУ Адрес ПЗУ Младшие разрядыг константы А А А,о о оооо оооо оооо оооо оооо оооо оооо оооо оооо оооо оооо оооо оооо о 11 о о 111 1 оо 1 с,о о оооо оооо оооо оооо оооо о 11 о о 111 юо 1 с,ю оооо оооо оооо оооо оюо оооо 1 о 11 юю оооо о юо оооо 1 о 11 1 о 1 о с,ю о 1 о оооо оооо оооо са оооо оооо оооо ооо 1 юоо о юо о ю 1 1 юо оооо оооо оооо ооо 1 о 1 ооо о 1 оо оо 1 1 ко оооо оооо оооо 1 ы 1 оо 1 о 1 о 1 1 оо 1 1 ю з оооо оооо оооо 111 оо 1 о 1 о 11 1 оо 1ю 1 ю с,ю о о с оооо оооо ою 1 1 о 11 оооо ою 1 ю 1 оооо о 1 о 11 оооо о 1 о 1 1 о 11 оооо оооо оооо о 1 о 1 оооо оо 1 1 ооо 11 о оо 1 1 ооо 11 о ооо 1 ю 7 12 запрета, причем входы первого и второго слагаемого первого сумматора схемы сравнения являются соответственно входами текущей суммы и числовыми входами схемы сравнения, а выходы эталонов блока хранения эталонов и допусков соединены с вторы-. ми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы и входами первого слагаемого второго сумматора схемы сравнения, выходы допусков блока хранения эквивалентов блока хранения эквивалентов и допусков соединены с входами первого слагаемого третьего сумматора схемы сравнения, выход старшего разряда второго сумматора, который соединен с первым входом третьего элемента И и через первый элемент НЕ с третьими входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены соответственно с синхровходами первого и второго дешифраторов, разрядные входы которых соединены с выходами двоичного реверсивного счетчика и входами блока хранения эквивалентов и допусков, выход элемента запрета схемы сравнения соединен с первым входом четвертого элемента И и через второй элемент НЕ - с четвертыми входами первого и второго элементов И, входы сложения и вычита,ния двоичного реверсивного счетчика соединены соответственно с выходами третьего и четвертого элементов И,йторые входы которых соединены с тактовым входом преобразователя, выходы положительных и отрицательныхчисел унитарного кода которого соеди нены соответственно с выходами первого и второго дешиФраторов и входамисложения и вычитания двоично-десятичного реверсивного счетчика, выходымладших разрядов первого сумматора 10 схемы сравнения соединены с первымивходами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИгруппы схемы сравнения , выходы которых соединены с входами младших разрядов слагаемых второго и третьегосумматоров, входы переносов которых,соединены с выходом элемента НЕ схемы сравнения, с вторыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы схемысравнения и выходом "Больше" схемы 20 сравнения выход Меньше" которой соединен с выходом старшего разрядасумматора схемы сравнения и входомэлемента НЕ схемы сравнения, выходымладших разрядов третьего сумматора 25 соединены с входами элемента ИЛИ схемы сравнения, выход которого соединен с входом элемента запрета, запрещающий вход которого соединен свыходом старшего разряда третьего ЗО сумматора, входы старших разрядоввторого слагаемого, второго и третьего сумматоров и вход переноса сумматора схемы сравнения соединены с вхо. - ,дом логической 1".266008 10Продолжение таблицы Азрес ПЗУ Код ка е.ыходе ПЗУ вяввлевт ствитмСтарсве разряды Рдадеяе разряд ооо оо о о оо ооо о оо ооо оо ооо о оо ооо о оо ооо оо оос о оо ооо о оо с,79 59с(Ая м е ч а и и е. В первой строке для каждого адреса указав код иа первых вю:одах ПЗУз яв второй строке - код на вторьп вьиодах ПЭУ. оставитель И. Аршавскийекред М,Моргентал Редактор О. Голов ектор И, Демчи аказ 576 Подписное тет рыт Произ твенно-полиграФическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, е ВНИИПИ Гос по делам3035 з Иоск Тираж 816арственного комиэобретений и отЖз РауВска