Преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный код угловых единиц

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 Н 03 М 7 12 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельс9 1124282, кл. Н 03 М 7/1 ский т при Гор иверситет во ССС 1984(57) Из автомай техобретение относитсяцифровой вычислитель ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ нике, может быть использовано в измерительных и управляющих системах,предназначено для согласования системы программного управления с внешними устройствами, например с датчиками обратной связи, с шаговым приводом и т.д работающими в различных системах представления информации. Цель изобретения - повышениедостоверности выходной информации.Достигается введением мультиплексора4, ПЗУ 2, дешифратора нуля 14, третьего элемента И 1 и второго элементаНЕ 7 с соответствующими связями. Благодаря укаэанным отличиям преобразователь позволяет повысить достоверность выходной информации путем еекоррекции при сбоях. 6 ил., 1 табл,1 13Изобретение относится к автоматике и цифровой вычислительной технике,может быть использовано в измерительных и управляющих системах, предназначено для согласования системыпрограммного управления с внешнимиустройствами, например, с датчикамиобратной связи, с шаговым приводом,с устройствами индикации и т.д., работающими в различных системах представления информации, и является усовершенствованием преобразователя поавт.свид, 1 1124282,Цель изобретения - повышение достоверности выходной информации,На фиг,1 приведена функциональнаясхема преобразователя; на фиг.2 - 5 -варианты выполнения соответственномультиплексора, схемы сравнения,двоично-десятичного счетчика и дешифратора нуля; на фиг6 - временные диаграммы работы преобразователя.Преобразователь (фиг.1) содержитгруппу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 1,постоянное запоминающее устройство"Сброс", информационные входы 18 двоичного кода, выходы 19, 20 положительных и отрицательных чисел унитарного кода, выходы 21 двоично-десятичного коДа.Мультиплексор 4 (фиг.2) выполненна элементе НЕ 22 и элементах 2 И -2 ИЛИ 23.Схема сравнения 8 (фиг.3) выполнена на группе элементов НЕ 24, и-разрядном комбинационном сумматоре 25и элементах ИЛИ - НЕ 26, 27.Двоично-десятичный счетчик 12(фиг4) выполнен на реверсивных счетчиках 28-32, причем счетчики 28, 30,31 имеют основания "10", счетчики29, 32 - соответственно основания "6"и "8"Дешифратор 14 нуля (фиг.5) содержит элементы ИЛИ 33, 34, элемент НЕ35 и триггеры 36, 37.На входе 15 присутствует двоичныйН-разрядный код константы, которыйформируется подачей высокого потенциала на контакты, соответствующиеединичным разрядам константь) и нуле 49008 10 15 Рп 25 ЗО З 5 40 45 50 55 вого потенциала, например корпуса, на остальные контакты, На вход 18 подается двоичный п-разрядный код преобразуемого числа. Изменение входного двоичного кода должно происходить синхронно со срезом либо при паузе тактового сигнала, присутствующего на входе 16.При подаче на вторые входы элементов 1 и вход переноса сумматора 3 единичного сигнала осуществляется преобразование кода константы С в отрицательный дополнительный код,при этом сумматор 3 выполняет операцию вычитания А - С, Сумматор 3 и регистр 5, замкнутые в кольцо, представляют собой накапливающий сумматор, который на каждый стробирующий импульс на входе регистра прибавляет или отнима- ет от записанного в регистр 5 двоичного кода А, код константы С.Мультиплексор 4 при единичном сигнале П пропускает на вход регистра Б-разрядный код с выхода сумматора 3, а при нулевом - и-разрядный код с ПЗУ 2, Если и мень)ле М первые входы Ч - п элементов 23 заземляются. В ПЗУ 2 записываются двоичные и-разрядные коды контрольных точек, Контрольные точки выбираются по всему диапазону преобразуемых углов с равными ингервалом. В таблице программирования ПЗУ представлены коды 35 контрольных точек в десятичном коде (входы ПЗУ) и в двоичном виде (выходы ПЗУ), взяотые через 20 в диапазоне преобразуемых углов от - 359 59 до +359 59. Схема 8 сравнения формирует сигнал "Меньше"если код А меньше кода В и "Больше", если код А больше кода В. Числа А и В могут быть положительными и отрицательными, предСтавленными дополнительным кодом. На входы А - А сумматора 25 подаются старшие п разрядов Ч-разрядного двоичного кода с регистра 5. Сумматор 25 формирует разность А-ВЕсли старший знаковый разряд разности единичный, то А с В, а если нулевой, то АВ.Сигнал А ) В формируется при нулевом знаке и при разности, отличной от нуля. Пороговая зона схемы 8 сравнения равна цене младшего разряда входного кода, На счетчиках 28, 29 формируются единицы и десятки угловых минут, на счетчиках 30, 31 - единицы и десятки градусов, а на счетчике 32 - сотни градусов и знак. Отрицательныеутлы представляются в дополнительномкоде, например, угол - 1 25 будетпредставлен на счетчике как дополнение до 360 в виде 358 35, при этомна третьем знаковом выходе счетчика32 будет единичный сигнал. Диапазонуглов, которые могут быть записаныв счетчике, от -359 59 до +35959По входам К счетчики 28-32 устанавливаются в нулевое состояние,Дешифратор 14 нуля формирует инверсный сигнал с длительностью, равной периоду тактовой частоты при переходе младших разрядов счетчика 12в нулевое состояние. При наличии навходах 1-щ хотя бы одной единицы навыходе элемента ИЛИ 33 имеется единичный сигнал, а триггеры под действием тактового сигнала "С" поддерживаются в единичном состоянии,При установлении нулевых сигналовна входах 1-ш на выходе элементаИЛИ 33 устанавливается также нулевойсигнал, который поступает на входэлемента ИЛИ 34, на втором входе которого присутствует нулевой сигнал синверсного выхода триггера 37. Навыходе дешифратора 14 нуля появляется инверсный сигнал.Триггеры 36 и 37 осуществляют задержку фронта сигнала с выхода элемента ИЛИ 33 каждый на полтакта. Через время, равное периоду тактовогосигнала, триггер 37 устанавливаетсяв нулевое состояние, и на его инверсном выходе появляется единичный сигнал, запрещающий формирование инверсного сигнала на выходе дешифраторануля,Преобразователь работает следующим образом.В начале преобразования на вход17 подается сигнал "Сброс", которыйустанавливает регистр 5 и счетчик 12 в нулевое состояние. При наличии на входе 18 положительного входного кода схема 8 сравнения выдает сигнал"А с В", который разрешает прохождение тактовых импульсов с входа 16 через элемент И 9 на вход "+" счетчика12 и через элемент ИЛИ 13 на синхровход регистра 5, записывая в него код с сумматора 3. Так как на выходе1 АВ" схемы сравнения присутствует нулевой сигнал, то к содержимому регистра 5 при поступлении каждого стробирующего сигнала прибавляется константа С. Процесс преобразования происходит до тех пор, пока на выходесхемы 8 сравнения не исчезнет сигналАс В. При этом на выход 19 поступаетчисло импульсов 0В/С) +1, а в5счетчике 12 формируется двоично-десятичный код в угловых единицах, соответствующий входному двоичному коду.В регистре 5 при этом находится дво".ичный код А, близкий к В, После преобразования кода преобразователь переходит в следящий режим работы. Приизменении входнОго кода код в счетчике 12 отслеживает входной код, преобразованный в угловые единицы, аколичество импульсов на выходах 19,20 указывает на направление изменениякода и величину изменения, выраженнуюв угловых единицах,Преобразование отрицательных чисел, представленных дополнительньмкодом, осуществляется аналогично,лишь с тем отличием, что схема 8 сравнения формирует единичный сигнал на25 выходе АВ и к содержимому регистра5 прибавляется константа С со знакомминус. В счетчике 2 при этом формируется отрицательный код, являющийсяодополнением до 360, а старший знакоЗ 0 вый разряд счетчика устанавливается вединичное состояние.Если в процессе преобразования ислежения эа входньм кодом выходнойкод счетчика 12 сравняется с кодом35одной из контрольных точек, напримерс точкой В, (см.фиг.6), на выходеПЗУ 2 под действием старших разрядоввыходного десятичного кода появляетсядвоичный код контрольной точки В,40 Младшие нулевые разряды выходногодвоичного кода, поступая на дешифратор 14 нуля, формируют на его выходеинверсный сигнал, который запрещаетработу элементов И 9, 1 О и подключа 45 ет через мультиплексор 4 выходы ПЗУ 2к регистру 5.Одновременно активизируется элемент И 11, и ближайпий тактовый импульс, проходя через элементы 11, 13,50записывает в регистр 5 двоичный кодконтрольной точки. Если ранее в преобразователе был сбой и десятичныйэквивалент кода не соответствуетвходному двоичному коду, то код в ре 55 гистре 5 и код контрольной точки различаются на величину ошибки, как этопоказано на Фиг.б в интервале времениПосле записи кода контрольнойточки в регистр 5 на выходе схемы(АВ) и код в регистре 5 начинаетувеличиваться (уменьшаться), приближаясь к входному коду В, а на выходы19 и 20 преобразователя и в счетчик12 поступает дополнительное количество импульсов, которое компенсируетошибку в выходном коде, полученную врезультате сбоя, Процесс коррекциивыходного кода показан на диаграмме(фиг,6) в интервале времениЕсли в преобразователе сбой отсутствует, то коды регистра 5 и контрольной точки совпадают, а режим работы преобразователя не изменяется,как это показано на фиг.6 при переходе через контрольную точку В . Нафиг,6 показаны также выходные сигналы, которые формируются элементамипреобразователя в описанных вышережимах работы.В преобразователе производитсякоррекция не только ошибок, вызванных сбоями, но также ошибок, вызванных неточностью задания константыблагодаря чему требования к точностиконстанты снижаются. Константа С определяется следующим образом:СВгде В - максимальное двоичное прееаюобразуемое число;1- число угловых единиц вмаксимальном преобразуемомчислеПогрешность Ь С константы определяется ОСЬС0где Ь 0 - интервал между двумя контрольными точками в угловыхединицах.П р и м е р. Преобразователь 16 разрядного двоичного кода в код градусов, угловых минут с интервалом меж 6ду контрольными точками 20 . Старший16-разряд - знаковый.В, = 232768,Э,= 360 60 = 21622,9008Ы 20 60 1200.32768С в= 1,517037.216001 517037ьс-д в0,00125,1200-оТак как 4 С ъ 2 , значение константы С можно задать двоичной дробью с 9 дробньии разрядами:С 0000000000000001, 1000010000000000000000001, 100001Итак, для рассмотренного примера Н22, М ш 18; ш12, так как приоЬЭ 20 младшие 12 разрядов кода на выходе счетчика 12 для всех контроль" ных точек нулевые.В таблице представлены коды контрольных точек для рассмотренного примера.20 формула изобретения Преобразователь двоичного кода вдвоично-десятичный код угловых еди ниц по авт,св, У 1 24282, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности выходной информации, в него введены мультиплексор, постоянное запоминающее устройство второй элемент НЕ, третий элемент И и дешифратор нуля, входы которого соединены с выходами группымладших разрядов двоично-десятичного счетчика, а выход - с входом управления мультиплексора, с четвертьии входами первого и второго элементов И и через второй элемент НЕ - с первьи входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с синхровходом де шифРатора нуля, и с тактовьи входомпреобразователя, а выход - с третьим входом элемента ИЛИ выходы группы старших разрядов двоично-десятичного счетчика соединены с входами постоян ного запоминающего устройства, выходы которого соединены с первой группой входов мультиплексора, вторая группа входов которого подключена к выходам сумматора, а выходы - к информационным входам регистра.1349008 въасоды ПЗУ есятнчный Входы ПЗУ код конт 15 4 13 12 1 10 9 8 7 6 5 4 3 2рольнойточки 6 5 4 3 2 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 О 0 0 С 0 0 0 О 0 1 О 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 10 0 20 0 О 0 0 1 О 0 0 0 01 1 0 0 01 3 0 0 0 40О О О1 О О О 1 О0ОО0 1 О 0 60 О 0 00 0 О О. О 1 1 3 0 0 0 1 10 0 0 1 80 0 0 1 0 0 0 0 00 0 01 1 О, 0 0 3 1 1 0 300 О 0 1 0 00 0 3 00 3 0 1 0 1 0 1 0 1 0 120 0 О 1 0 1 О 0 0 1 1 0 0 0 10 0 0 10 14 С 0 О0 1 1 0 01 1 0 0 01 0 0 0 ,1160 О 0 10 0 О0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 180 0О О О О 0 1 0 0 0 1 3 1 0 0 0 1 1 1 0 0 200 0 3 О 0 0 1 00 0 1 1 1 0 0 0 1 10 0 0 220 0 1 О 00 О 1 00 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 240 00 0 1 1 0 1 0 11 0 0 01 1 0 0 0 1 260 0 1 0 1 0 0 01 0 О 0 3 1 1 0 0 0 1 10 280 0 10 0 0 00 1 00 1 0 1 00 1 0 300 01 0 00 1 1 1 0 0 01 1 0 0 0 10 320 0 1 1 0 1 0 0 1 1 3 1 0 О 0 1 1 0 0 0 3 1 340 3 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 11 0 0 0 1 1 0 1 -200 0 0 3 0 1 0 0 0 1 3 1 0 0 0 10 1 0 -40 1 0 0 01 0 0 1 0 1 00 1 00 1 1 0 -600 00 0 1 0 0 1 3 1 0 0 01 1 0 0 1 0 -800 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 10 0 0 11 1 -100 1 0 1 0 01 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 -120 1 0 1 0 1 001 О О О 1 3 1 0 0 1 0 0 0 -1400 01О0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 -160 1 0 1О 0 1 1 0 0 О 0 0 0 0 О 0 0 0 0 0 0 -180О 0 0 9 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 -2000 0 0 11 0 0 11 0 0 0 1 1 1 0 3 0 -2201349008 Продолжение таблицы коды ПЗУ 5 4 3 2 5 4 0 -240 0 -260 1 О 1 0 1 0 1 1 О 1 1 1 0 0 0 0 0 11 О 1 1 0 1 1 1-280 0 0 1 0 01 1 0 1 1 1 0 0 О 0 1 1 1 1 1 О 0 0 1 1 1 0 0 11 1 0 1 О выходы ПЗУ 14 13 12 1 10 есятичнмй од. контрольной очки 0 0 -300 0 0 -320 0 0 -340