Устройство для сравнения чисел с допуском Советский патент 1986 года по МПК G06F7/04 

Изобретение относится к цифровым вычислительным устройствам и может быть использовано для контроля, в частности в строительной механике для определения малоцикловой долговеч ности изделий по характеристикам Диаграмм их циклического упругопласти- ческого деформирования.

Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения сравнения чисел с полем допуска, составляющим заданную часть от пред- шествукяцего числа, а также за счет о беспечения возможности сравнения чисел, поступающих от различных источников отсчетов.

На фиг. 1 изображена схема устройства для , где m - количество источников отсчетов; на фиг. 2 - схема блока анализа и преобразования параллельного кода в число-импульсньй; на фиг. 3 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит регистры 1 -1

1 г

реверсивные счетчики 2 и 3, дешифратор 4, блок 5 анализа и преобразования параллельного кода в число-импульсный, триггеры , элементы И 7,-7, элемент 8, -8 задержки, элементы ИЛИ 9 и 10, суммирующий счетчик 11, информационный вход 12, вход 13 знака числа, вход 14 начальной установки, входы 15| -15 допуска, где п - количество разрядов значения допуска, входы выбора источника отсчета, информационные выходы 17 7f, , выходы 18 номера отсчета выходы 19,- -19„ результата. Блок 5 анализа и преобразования параллельного кода в число-импульсный содержит вычитающие счетчики 20 и 21, диф ференцирукяций элемент 22, триггер 23 генератор 24 импульсов, элемент И 25 элемент ИПИ 26, входы 27 - допуска, входы 28 -28| предьщущего зн чения отсчета, где к - количество разрядов значения отсчета, вход 29 запуска блока, информационньй выход 30 и выход 31 синхроимпульсов.

Устройство работает следующим образом.

Каждый р-й отсчет S представлен

т.е. положительного и отрицаСначала по вхо- р, сопровождаемое значением логической единицы на входе 13 знака, а затем - Sp, при этом на входе 13 - логический нуль. Во

как разность двух составляющих,

ч 4 о .

Ьр-Ьр Ьр

тельного значения, ду 12 поступает зГ

5

0

5

0

5

0

5

0

5

время передачи числа осуществляется стробирование на одном из входов 16 выбора источника отсчета, логические единица, соответствующая выбранному источнику отсчета. Значение допуска поступает на входы 15 в форме потенциальных сигналов. Допуск задается как определенная часть от значения предыдущего отсчета, поступившего от того же источника отсчетов :

др 5. (1)

где М - безразмерная величина, задаваемая на входах 15| q - номер разряда счетчика 21,

к KOTODOMV подключен счетный . -вход счетчика 20.

Подачей сигнала на вход 14 начальной установки устройства очищаются регистры 1, счетчики 2 и 3, а триг- геры 6 устанавливаются в единичное состояние, запирая элементы 7 И.

При передаче отсчета от j-ro 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 устройство начинает вычислять разность Sp Sp-Sp, для чего передним фронтом стробирующего сигнала из входов 16j, действующего через элемент ИЛИ 10 на вход разрешения записи счетчика 2, в счетчик 2 заносится код предыдущего отсчета Sp. из регистра 1. , который, в свою очередь, выбран единичным сигналом строба на входе выбора этого регистра, поступающим с входа 16j устройства. Это соответствует моменту времени t, на временньк диаграммах Хфиг. 3), При первом (по .порядку) после подачи установочного сигнала сравнении в счетчик .2 записывается нуль из любого ранее очищенного регистра, т.е. Sj,0 для любого из источников отсчетов.

При записи в счетчик 2 любого ненулевого кода из регистра 1j 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 его соответствующему входу выбора режима

или задним фронтом импульса по противоположному входу. Одновременно в момент t / через элемент ИЛИ 10 -единичный сигнал строба отсчета поступает на установочный вход реверсивного счетчика 3 и своим передним фронтом устанавливает его в нулевое состояту окончания строба отсчета при любых соотношениях меяаду S

р-1

S, и

Режим изменения знака числа. Tie наличие составлякщей S и S, если отсчет

имеет

место, например.

соотние. Элемент И 7j при этом запирается дЗр в счетчике 2 образуется к момен- единичным сигналом строба на инрерс- ном входе этого элемента на время по- О ступленйя числа Sp. В этот же момент t блок 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 t , в зависимости от значения знака числа на входе 13 знака устройства счетчики 2 и 3 перево- 20 дятся в противоположные режимы счета, т.е. во время передачи значения Sp (единичный сигнал на входе 13) счетчик 2 вычитает, а счетчик 3 суммирует. Содержимое счетчика 2 при этом начинает уменьшаться от значения Sp, , а содержимое реверсивного счетчика 3 начинает увеличиваться от нуля. По мере уменьшения содержимого счетчика 2 возможно его обнуление, если Sp. S Sp. При этом на выходе деши- 1фратора 4 формируется сигнал логи- ческой единицы, вызывая переход счет- чика 2 в режим суммирования и повторное подтверждение единичного состояния всех триггеров 4 единичным сигна- лом на их вторых единичных входах. Этому случаю соответствует момент t на временных диаграммах (фиг. 3).

25

30

ветствует текущему значению площади одной полупетлй (например положительной) гистерезиса из диаграммы циклического деформирования упругих материалов, которая имеет разнополярные значения в течение времени, соответствующего длительности регистрации каждой полупетли.

После окончания поступления пачки импульсов ,S р и окончания строба отсчета на входе 16j устройства начинается этап сравнения равзности лВр со значением допуска ьр, вычисленным по известному, хранимому в регистре 1 j значению предыдущего отсчета Sp., , принимаемого за эталон, и требуемому процентному значению допуска

относительно S

выражением (1). Для сравнения S

р I

в соответствии

р-1

и 3. задний

40

Если Sp., Sp, то импульс реверса счетчика 2 с выхода дешифратора 4 не вьщается, а в момент tj происходит реверс счетчика 2 из режима вычитания в режим суммирования под воздействием заднего .фронта схемы сигнала логической единицы на сигнал логичес- сигнал на входе

фронт строба отсчета в момент t обнуляет триггер 4j и запускает по входу 29. Блок 5, снимая сигнал сброса вычитающих счетчиков 20 и 21, формирует на выходе дифференцирующего элемента 22 импульс записи в первый вычитающий счетчик 20 кода числа М с входов устройства, а во второй вычитающий счетчик 21 - кода эталона S из выбранного регистра 1 .

Одновременно снимается единичный

установки в нулевое

13 знака, что сопрложитель-(после

кого нуля на входе ответствует подаче после ной составляющей отсчета S t j) его отрицательной составляющей 8. На временных диаграммах (фиг.З) этот вариант не показан, а отражена картина переключения счетчиков 2 и 3 в случае, если число имеет как положительную, тавляющие, ..„ „р. „

В результате подсчета числа

так и отрицательную сое- но Sp., S

импульсов кода отсчета S с учетом его знака к моменту t. окончания строба

отсчета на входе 16j устройства в счетчике 2 образовано абсолютное значение разности ., (S -S ) Sp р счетчике 15 сформировано значение числа Sp, которое хранится в нем до окончания процесса срав нения. Абсолютное значение разности

ту окончания строба отсчета при любых соотношениях меяаду S

р-1

S, и

Режим изменения знака числа. Tie наличие составлякщей S и S, если отсчет

имеет

место, например.

соотдЗр в счетчике 2 образуется к момен-

дЗр в счетчике 2 образуется к момен- О 15

20

5

0

ветствует текущему значению площади одной полупетлй (например положительной) гистерезиса из диаграммы циклического деформирования упругих материалов, которая имеет разнополярные значения в течение времени, соответствующего длительности регистрации каждой полупетли.

После окончания поступления пачки импульсов ,S р и окончания строба отсчета на входе 16j устройства начинается этап сравнения равзности лВр со значением допуска ьр, вычисленным по известному, хранимому в регистре 1 j значению предыдущего отсчета Sp., , принимаемого за эталон, и требуемому процентному значению допуска

относительно S

выражением (1). Для сравнения S

р I

в соответствии

р-1

и 3. задний

0

сигнал на входе

фронт строба отсчета в момент t обнуляет триггер 4j и запускает по входу 29. Блок 5, снимая сигнал сброса вычитающих счетчиков 20 и 21, формирует на выходе дифференцирующего элемента 22 импульс записи в первый вычитающий счетчик 20 кода числа М с входов устройства, а во второй вычитающий счетчик 21 - кода эталона S из выбранного регистра 1 .

Одновременно снимается единичный

установки в нулевое

состояние R триггера 23 и импульсом на его S-входе с выхода дифференцирующего элемента 22 он устанавливается в единичное состояние. Через .эле мент И 25 импульсы генератора 24 поступают на счетный вход счетчика 21, уменьшая его содержимое. Импульсы с выбранного перед началом работы q-ro выхода разряда счетчика 21 поступают на счетный вход счетчика 20, уменьшая его содержимое. Количество импульсов, поступающих на вход этого

счетчика, равно Sp

Sp/2

где q - номер

разряда счетчика 21, к которому под- ключей счетный вход счетчика 20, Если использовать не выход счетчика 21, а его информационный вход, то . При достижении нуля счетчиком 20 на его выходе переноса формируется первый импульс число-импульсного кода, равного частному от деления на М-2. Этот импульс с выхода 30 блока 5 поступает через элемент ИЛИ 9 на счет- ный вход счетчика 2 и одновременно через элемент ИЛИ 26 вновь записывает в счетчик 20 значение допуска М, Работа блока 5 продолжается до тех пор, пока не будут сформированы все импульсы число-импульсного кода ip, и заканчивается при обнулении счетчика 21. При этом формируется сигнал на выходе переноса счетчика 21, который устанавливает триггер 23 в нуле- вое состояние, запирает элемент И 25 и поступает на выход синхроимпульсов преобразователя 5, что соответствует моменту tg на фиг. 3.

Число 4р в число-импульсном коде через элемент ИЛИ 9 поступает на счетньй вход счетчика 2, который ранее был установлен в режим вычитания (интервал от t до t.. ) . Поскольку к моменту tj в счетчике 2 храни- лось значение N Sp -Sp, то при вы- 1читании из этого числа кода возможны такие варианты. При N . лр счетчик 2 очищается в момент t и дешифратор 4 формирует единичный импульс установки триггера 6 j в единичное состояние и подтверждения единичного положения всех остальных триггеров, тем самым блокируя в момент t элемент И 7j от пропускания импульса с выхода 31 синхроимпульсов блока 5, т.е. ранее момента t формирования этого импульса. 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 выполнению

Sp условия др. при этом сохраняет р-1

ся старое значение эталона и отсутствует сигнал на выходе результата 6 устройства.

Если , то дешифратор 4 не срабатывает ранее момента t и элемент И 7 остается открытым к моменту t поступления импульса с выхода 31 синхроимпульсов блока 5, так как триггер 6 остается в нулевом положении. В этом случае импульс проходит через элемент И 7, , записывая

в регистр 1. новое значение эталона Sp S из счетчика 3. Одновременно формируется единичный сигнал на выходе результата f- устройства, а через время, определяемое элементом 8. задержки, триггер 6j переводится в единичное состояние, закрывая элемент И 7j до поступления следующего строба отсчета на какой-либо из входов 16,-16 устройства. Этот случай соответствует выполнению условия

- .

Р-(

Сравнение следующего числа с допуском происходит аналогично.

Формула изобретения

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 чидло-им- пульсный, информационньй выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЖ, 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, отличающееся 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 обеспече71251

ния возможности сравнения чисел, поступающих от различных источников отсчетов, в него введены второй реверсивный счетчик, т-3 элементов И, где m - количество источников отсчетов, 5 т-3 т риггеров, m элементов задержки . и тп-1 регистр, причем инверсный выход i-ro триггера, где ,4, . . . ,гп, соединен с первым прямым входом i-ro элемента И, выход дешифратора соеди- Ю нен с первыми входами установки триггеров с второго по т-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- 20 лиза и преобразования параллельного кода в число-импульсный, выход синхроимпульсов которого соединен с вторыми прямь1ми входами элементов И с первого - по т-й, выход j-ro элемента И, где 25 ,2,...,m, соединен с входом разрешения записи j-ro регистра и через j-й элемент задержки - с вторым входом установки j-ro триггера в единичное состояние, выход 1-го элемента И,зо где ,...,т, является выходом результата устройства, вход второго выбора j-ro источника отсчета устройства соединен с входом выбора j-ro регистра, инверсным входом j-ro элемента И, входом установки j-ro триггера в нулевое состояние и с j-м входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом разрешения записи первого реверсивного счетчи- ка, входом установки в нулевое состояние второго реверсивного счетчика, и с входом запуска преобразователя параллельного кода в число-импульсный, вход начальной установки устройства соединен с входами установки % нулевое состояние регистров с первого поm-и и триггеров с четвертого о га-и,вход знака числа соединен с вхоом выбора режима второго реверсивного четчика и с входом задания режима сло ения первого реверсивного счетчика . 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок ана35

40

5 5 05 о

5

0

0678

лиза 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 выходом блока и соединен с первым входоН элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом разрешения записи первого вычитающего счетчика, входы предьщу- щего 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 ШШ и с входом разрешения записи второго вычитакяцего счетчика.

3. Устройство по п. 1, о т л и- чающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения определения числа отсчетов, оно содержит суммирующий счетчик, выходы разрядов которого являются выходами номера 1отсчета устройства, установочный вход устройства соединен с входом установки, суммирующего счетчика в нулевые состояния, а, его счетный вход подключен к выходу второго элемента ИЛИ.

Составитель В.Горохов Редактор Е.Копча Техред И.Верес Корректор М.Самборская

Заказ 4849 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

фаЗ.З

iio

t,s

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 функциональных возможностей за счет обеспечения сравнения чисел с полем допуска, составляющим заданную часть от предшествующего числа, а также за счет обеспечения возможности сравнения чисел, поступающих от различных источников отсчетов. С этой целью в устройство введены реверсивный счетчик, т-3 элементов И, где m - количество источников отсчетов, т-3 триггеров, m элементов задержки и т-1 регистр с соответствующими связями. При работе устройства от одного из m источников поступает очередной отсчет и записывается в счетчики устройства. Затем предыдущий отсчет выбранного регистра переписывается в счетчик блока анализа и преобразования параллельного кода в число-импульсный, где одновременно с указанным преобразованием выполняется деление предыдущего отсчета на заданную величину допуска. Форми- .рующийся при этом число-импульсный код поступает на вычитающий вход счетчика, содержащего последний поступивший отсчет. В зависимости от того, будет при вычитании достигнут нуль или нет, можно судить, попадает ли вновь поступивший отсчет в поле допуска или нет. 2 з.п.ф-лы, 3 ил. (Л N9 СЛ Од