Устройство для сравнения чисел с допуском

СОЮЗ СОЕЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 6 Р 7/04 х о С э мен ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт проблем моделирования в энергетике АН УССР и Институт проблем прочности АН УССР(56) Авторское свидетельство СССР У 968806, кл. С 06 Р 7/04, 1980.Авторское свидетельство СССР У 968805, кл. С 06 Г 7/04 1980 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЕЛ С ДОПУСКОМ(57) Изобретение относится к области цифровых вычислительных устройств и может быть использовано для контроля, в частности в строительной механике для определения малоцикловой долговечности изделия. Целью изобретения является расширение функциональ ных воэможностей за счет обеспечения сравнения чисел с полем допуска, составляющим заданную часть от предшествующего числа, а также эа.счет обес, 1251067 А 1 печения возможности сравнения чисел,поступающи т различных источниковотсчетов. той целью в устройствовведены реверсивный счетчик, щэлетов И, где щ - количество источников отсчетов, щтриггеров, щ элементов задержки и щрегистр с соответствующими связями. При работе устройства от одного из щ источниковпоступает очередной отсчет и записывается в счетчики устройства. Затемпредыдущий отсчет выбранного регистрапереписывается в счетчик блока анализа и преобразования параллельного кода в число-импульсный, где одновременно с указанным преобразованием вы-полняется деление предыдущего отсчетана заданную величину допуска. Формирующийся при этом число-импульсныйкод поступает на вычитающий вход счетчика, содержащего последний поступив- Бший отсчет. В зависимости от того,будет при вычитании достигнут нульЬювйили нет, можно судить, попацает ли Мвновь поступивший отсчет в поле до- Ялпуска или нет. 2 з.п.ф-лы, 3 ил. ВаваИзобретение относится к цифровымвычислительным устройствам и можетбыть использовано для контроля,н частности в строительной механикедля определения малоциклоной долгонеч. 5ности изделий по характеристикам диаграмм их циклического упругопласти"ческого деформирования.Цель изобретения - расширениеобласти применения эа счет обеспечения сравнения чисел с полем допуска,составляющим заданную часть от пред"шествующего числа, а также за счетобеспечения возможности сравнениячисел, поступающих от различных источников отсчетов,На фиг. 1 изображена схема устройства для ш=2, где ш - количество источников отсчетов; на Фиг. 2 - схемаблока анализа и преобразования параллельного кода в число-импульсный; нафиг. 3 - временные диаграммы работыустройства.Устройство содержит регистры 1 -1,реверсивные счетчики 2 и 3, дешифратор 4, блок 5 анализа и преобразования параллельного кода в число-импульсный, триггеры 6 -б , элементы И 7,-7 , элемент 8, -8 задержки,элементы ИЛИ 9 и 10, суммирующий З 0счетчик 11, информационный вход 12,вход 13 знака числа, вход 14 начальной установки, входы 15, -15 допуска,где и - количество разрядов значениядопуска, входы 16 -16 выбора источН35ника отсчета, информационные выходы 17 -17 выходы 18 номера отсчета,1выходы 19, -19 результата. Блок 5анализа и преобразования параллельного кода в число-импульсный содер 40жит вычитающие счетчики 20 и 21, дифференцирующий элемент 22, триггер 23,генератор 24 импульсов, элемент И 257элемент ИЛИ 26, входы 27, - 27 допуска входы 28 -28 предыдущего зна Ф м45чения отсчета, где к - количестворазрядов значения отсчета, вход 29запуска блока, информационный выход 30 и выход 31 синхроимпульсон,Устройство работает следующимобразом.Каждый р-й отсчет Б, представленкак разность двух составляющих, т.е.Бр=Б -Б - положительного и отрицательного значения. Сначала но вхо+цу 12 поступает Бр, сопровождаемое 55значением логической единицы на входе 13 знака, а затем - Бр, при этомна входе 13 - логический нуль. Во время передачи числа осущестнляется стробирование на одном из входов 161- 16 выбора источника отсчета, логи 1 тческие единица, соответствующая выбранному источнику отсчета. Значение допуска поступает на входы 15, -15 в форме потенциальных сигналов. Допуск задается как определенная часть от значения предыдущего отсчета, поступиншего от того же источника отсчетов:лР Б /М 2 (1) где М - безразмерная величина, задаваемая на входах 15;номер разряда счетчика 21,к котооомч подключен счетный-вход счетчика 20.1Подачей сигнала на вход 14 начальной установки устройства очищаются регистры 1, счетчики 2 и 3, а триггеры 6 устананливаются н единичное состояние, запирая элементы 7 И.При передаче отсчета от 3-го источника стробирующий сигнал с выбранного входа 16 через элемент ИЛИ 10 поступает на счетный вход счетчика 11, поэтому на выходах 18 устройства всегда сформирован код номера последнего отсчета.При передаче отсчета по входу 12 устройстно начинает вычислять разность Б =Б -Б , для чего передним Фронтом стробирующего сигнала из входов 16, действующегочерез элемент ИЛИ 10 на вход разрешения записи счетчика 2, в счетчик 2 заносится код предыдущего отсчета Б р, из регистра 1., который, н свою очередь, выбран единичным сигналом строба на входе выбора этого регистра, поступающим с входа 16 устройства. Это соответствует моменту времени С 1 на временных диаграммах (фиг. 3). При первом (по порядку) после подачи установочного сигнала сравнении в счетчик,2 записывается нуль из любого ранее очищенного регистра, т.е. Б,=О для любого иэ источников отсчетов,При записи и счетчик 2 любого ненулевого кода Б 0 из регистра 1 на выходе дешифратора 4 формируется нулевой сигнал, не влияющий на состояние триггеров 4-4, и на режим счета счетчика 2, поскольку на входе управления вычитанием счетчика 2 присутствует нулевой сигнал, Счетчик 2 переводится в режим сложения и вычитания передним Фронтом импульса по егосоответствующему входу выбора режимаили задним фронтом импульса по противоположному входу. Одновременно в моментчерез элемент ИЛИ 10 единичный сигнал строба отсчета поступает на установочный вход реверсивного 5 счетчика 3 и своим передним фронтом устанавливает его в нулевое состояние. Элемент И 7. при этом запирается единичным сигналом строба на инверсном входе этого элемента на время по О ступления числа Я . В этот же моментблок 5 анализа и преобразования параллельного кода в число-импульсный единичным сигналом на входе 29 приводится в исходное состояние, а именно 15 очищаются его вычитающие счетчики 20 и 21.После момента с, в зависимости от значения знака числа на входе 13 знака устройства счетчики 2 и 3 перево- о дятся в противоположные режИмы счета, т.е. во время передачи значения Я (единичный сигнал на входе 13) счетчик 2 вычитает, а счетчик 3 суммирует. Содержимое счетчика 2 при этом 5 начинает уменьшаться от значения Яр, а содержимое реверсивного счетчика 3 начинает увеличиваться от нуля. По мере уменьшения содержимого счетчика 2 возможно его обнуление, если ЯрЯр. При этом на выходе деши.фратора 4 формируется сигнал логической едийицы, вызывая переход счетчика 2 в режим суммирования и повторное подтверждение единичного состояния всех триггеров 4 единичным сигна-З 5 лом на их вторых единичных входах.Этому случаю соответствует момент на временных диаграммах (фиг. 3).фЕсли Я ,Яр, то импульс реверса счетчика 2 с выхода дешифратора 4 не 4 ц выдается, а в момент С происходит реверс счетчика 2 из режима вычитания в режим суммирования под воздействием заднего фронта схемы сигнала логической единицы на сигнал логического нуля на входе 13 знака, что соответствует подаче после положитель+ной составляющей отсчета Я (после сэ) его отрицательной составляющей 8 . На временных диаграммах (фиг.3) этот вариант не показан, а отражена картина переключения счетчиков 2 и 3 в случае, если число имеет как положительную, так и отрицательную составляющие, но Я ,Я55В результате подсчета числа импульсов кода отсчета Я с учетом его знака к моменту С 4 окончания строба отсчета на входе 16 устройства в счетчике 2 образовано абсолютное значение разности 4 8 =8 , -(Я -8 ) =Я , -Я , а в счетчике 15 сформировано значение числа Я, которое хранится в нем до окончания процесса сравнения. Абсолютное значение разности ьЯ в счетчике 2 образуется к моменту окончания строба отсчета при лю+ бых соотношениях между Я8 и 8 Режим изменения знака числа, .т",е, наличие составляющей Я и Зр, имеет место, например, если отсчет Яр соответствует текущему значению площади одной полупетли (например положительной) гистерезиса из диаграммы цикли" ческого деформирования упругих материалов, которая имеет разнополярные значения в течение времени, соответствующего длительности регистрации каждой полупетли.После окончания поступления пачки импульсов Яр и окончания строба отсчета на входе 16 устройства начинается этап сравнения равэности АЯр со значением допуска а р, вычисленным по известному, хранимому в регистре 1; значению предыдущего отсчета Яр принимаемого за эталон, и требуемому процентному значению допуска ЬЕ относительно Яр, в соответствии с выражением (1).Для сравнения Я , и Я задний фронт строба отсчета в момент 1 обнуляет триггер 4 и запускает по входу 29. Блок 5, снимая сигнал сброса вычитающих счетчиков 20 и 21, фор. мирует на выходе дифференцирующего элемента 22 импульс записи в первый вычитающий счетчик 20 кода числа М с входов 15, -15 устройства, а во второй вычитающий счетчик 21 - кода эталона Я из выбранного регистра 1;.Одновременно снимается единичный сигнал на входе установки в нулевое состояние К триггера 23 и импульсом на его Я-входе с выхода дифференцирующего элемента 22 он устанавливается в единичное состояние. Через .элемент И 25 импульсы генератора 24 по" ступают на счетный вход счетчика 21, уменьшая его содержимое. Импульсы с выбранного перед началом работы о-го выхода разряда счетчика 21 поступают на счетный вход счетчика 20, уменьшая его содержимое. Количество импульсов, поступающих на вход этогосчетчика, равно Я /2, где о - номер51 О 15 разряда счетчика 21, к которому под ключен счетный вход счетчика 20. Если использовать не выход счетчика 21,а его информационный вход, то ц=0.При достижении нуля счетчиком 20 наего выходе переноса формируется первый импульс число-импульсного кода,равного частному от деления на И 2 1.Этот импульс с выхода 30 блока 5 поступает через элемент ИЛИ 9 на счетный вход счетчика 2 и одновременночерез элемент ИЛИ 26 вновь записывает в счетчик 20 значение допуска И,Работа блока 5 продолжается до техпор, пока не будут сформированы всеимпульсы число-импульсного кода ьр,и заканчивается при обнулении счетчика 21. При этом формируется сигнална выходе переноса счетчика 21, который устанавливает триггер 23 в нулевое состояние, запирает элемент И 25и поступает на выход синхроимпульсовпреобразователя 5, что соответствуетмоменту с на фиг. 3.Число 1 р в число-импульсном кодечерез элемент ИЛИ 9 поступает насчетный вход счетчика 2, который ранее был установлен в режим вычитания (интервал от 1 до С ), Поскольку к моменту й в счетчике 2 хранилось значение Й =Я , -Яр, то при вычитании из этого чйсла кода возможнытакие варианты, При 111 . 11 р счетчик 2Рочищается в момент т и дешифратор 4формирует единичный импульс установки триггера 6 в единичное состояние и подтверждения единичного положениявсех остальных триггеров, тем самымблокируя в момент С элемент И 7от пропускания импульса с выхода 31синхроимпульсов блока 5, т,е. ранеемомента й формирования этого импуль 6са. При этом импульс не проходит через элемент И 7 на выход 19 устройства и на запись нового эталона в регистр (интервал-, на фиг. 3) .Этот случай соответствует выполнениюЯусловия -р. При этом сохраняетР.1ся старое значение эталона и отсутствует сигнал на выходе результата 6 устройства.Если Илр, то дешифратор 4 нерсрабатывает ранее моментаи эле 6мент И 7 остается открытым к моменту Сб поступления импульса с выхода 31 синхроимпульсов блока 5, таккак триггер 6 остается в нулевомположении. В этом случае импульс проходит через элемент И 7;, записывая 20 25 30 35 40 45 50 55 в регистр 1, новое значение эталона Б =Б из счетчика 3. Одновременно Р 1формируется единичный сигнал на выходе результата 6 . устройства, а через время, определяемое элементом 8.1 задержки, триггер 6, переводится в единичное состояние, закрывая элемент И 7; до поступления следующего строба отсчета на какой-либо из входов 16,-16 устройства. Этот случай соответствует выполнению условия БГ др" РСравнение следующего числа с допуском происходит аналогично. Формула из обретения 1. Устройство для сравнения чисел с допуском, содержащее первый регистр, первый реверсивный счетчик, дешифратор, блок анализа и преобразования параллельного кода в число-импульсный, первый и второй элементы ИЛИ, первый, второй и третий триггеры, первый, второй и третий элементы И, причем информационный вход устройства соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом первого реверсивного счетчика, входы допуска устройства соединены с входами допуска блока анализа и преобразования параллельного кода в число-импульсный, информационный выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выходы разрядов первого регистра соединены с соответствующими входами первого реверсивного счетчика, выходы разрядов которого соединены с входами дешифратора, выход которого соединен с первым входом установки первого триггера в единичное состояние, инверсный выход которого соединен с первым прямым входом первого элемента И, выход которого является первым выходом результата устройства, инверсный выход второго триггера соединен с первым прямым входом второго элемента И, вход начальной установки устройства соединен с входами установки в нулевое состояние первого реверсивного счетчика, первого, второго и третьего триггеров, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения сравнения чисел с полем допуска, составляющим заданную часть от предшествующего числа, а также за счет обеспече12510 ния возможности сравнения чисел, поступающих от различных источников отсчетов, в него введены второй реверсивный счетчик, шэлементов И, где ш - количество источников отсчетов, 5 штриггеров, ш элементов задержки, и шрегистр, причем инверсный выход 1-го триггера, где 1=3,4 соединен с первым прямым входом 1-го элемента И, выход дешифратора соеди нен с первыми входами установки триггеров с второго по ш-й в единичное состояние и с входом задания режима вычитания первого реверсивного счетчика, выходы соответствующих разрядов 5 всех регистров объединены монтажным ИЛИ, являются соответствующими информационными выходами устройства и соединены с соответствующими входами предыдущего значения отсчета блока ана лиза и преобразования параллельного кода в число-импульсный, выход синхроИмпульсов которого соединен с вторыми прямыми входами элементов И с первогопо ш-й, выход 1-го элемента И, где 251=1,2ш, соединен с входом разрешения записи 3-го регистра и через1-й элемент задержки - с вторым входом установки 3-го триггера в единичное состояние, выход 1-го элемента И,ЗОгде 1=2ш, является выходом результата устройства, вход второговыбора 1-го источника отсчета устройства соединен с входом выбора 1-горегистра, инверсным входом 1-го элемента И, входом установки 1-го триг 35гера в нулевое состояние и с -мвходом второго элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с входом разрешениязаписи первого реверсивного счетчи 40 . ка, входом установки в нулевое состояние второго реверсивного счетчика, и с входом запуска преобразователяпараллельного кода в число-импульсный, вход начальной установки устройства соединен с входами установки в нулевое состояние регистров с первого пощ -й и триггеров с четвертого .пот-й,вход знака числа соединен с входом выбора режима второго реверсивного счетчика и с входом задания режима сло 50 жения первого реверсивного счетчика .2, Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок ана 67 8лиза и преобразования параллельного кода в число-импульсный содержит первый и второй вычитающие счетчики, триггер, генератор импульсов, элементы ИЛИ и И и дифференцирующий элемент, причем входы допуска блока соединены с соответствующими установочными входами первого вычитающего счетчика, выход переполнения которого является информационным выходомЪ блока и соединен с первым входом эле. мента ИЛИ, выход которого соединен с входом разрешения записи первого вычитающего счетчика, входы предыдущего значения отсчета блока соединены с соответствующими установочными входами второго вычитающего счетчика, выход переполнения которого является выходом синхроимпульсов блока и соединен с первым входом установки триггера в нулевое состояние, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И, выход генератора импульсов соединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом второго вычитающего счетчика, выход одного из разрядов которого соединен со счетным входом первого вычитающего счетчика, вход запуска блока соединен с вторым входом установки в нулевое состояние триггера, входами установки в нулевое состояние первого и второго вычитающих счетчиков и входом дифференцирующего элемента, выход которого соединен с входом установки триггера в единичное состояние, вторым входом элемента ИЛИ и с входом разрешения записи второго вычитающего счетчика. 3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения определения числа отсчетов, оно содержит суммирующий счетчик, выходы разрядов которого являются выходами номера отсчета устройства, установочный вход устройства соединен с входом установки суммирующего счетчика в нулевые сос" тояния, а его счетный вход подключен к выходу второго элемента ИЛИ.12510 б 7 Тг бт ТВг фиг. Составитель В.ГорохРедактор Е.Копча Техред И.Верес Кор К.Самб каз 4 осква,роизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Тираж 671 Государст делам изоб ВНИИПИпо11303 Подписноеенного комитета СССРетений и открытий