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

10

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и моет быть использовано для. сравнения двух величин, заданных в. виде двоичных чисел.

Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения возможности коррекции разности равниваемых чисел, используя инфорацию об изменении сравниваемых чи- ел.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройству; на фиг,2 - временные диаграммы, поясняющие работу предлагаемого устройства.

Устройство для сравнения чисел содержит генератор 1 импульсов, счетные триггеры 2 и 3, элементы НЕ 4- 6,D-триггеры 7 - 9, элементы И О- 16, счетчики 17 и 18. триггер-19, элемент ИЛИ 20, триггеры 21 и 22, элемент ИЛИ 23, входы 24 и 25 коррекции, вход 26 начальной установки, входы сравниваемых чисел 27 и 28, выход , 29, выход разности 30.

Устройство работает следукядим образом.

После включения питания тригге15

25

30

ры 2, 3, 7, 8,. 9 устанавливаются в нулевое состояние импульсами от генератора 1, поскольку сигналы по входу 26 и-по входам 24 и 25 не поступают, т.е. имеют нулевой уровень.

Если, например, триггеры 2 и 7 случайно установились в единичное состояние, то единичный уровень с прямого выхода триггера 7 разрешает прохождение импульсов от генератора

1через элемент И 12 на вход установ ки нулевого состояния триггера 2. Триггер 2 устанавливается в нулевое состояние очередным счетным им- пульсо( от генератора 1 . Нулевой уровень сигнала поступает с выхода триггера 2 на информационный вход триггера 7. Счетный импульс от генератора 1 через элемент НЕ 4 поступает на вход синхронизации триггера 7, который также устанавливается в нулевое состояние. Аналогично происходит начальная установка триггеров

2и 7, если только один из ни после включения питания установился в единичное состояние. Начальная установка триггеров 3 и 9 происходит аналогичным образом. Триггер 8 устанавливается в нулевое состояние очередным импульсом от генератора 1 че

0

15

25

30

35

45

40

50

55

рез элемент. НЕ 4, поскольку сигнал на информационном входе триггера 8 имеет нулевой уровень.

Импульсы от генератора 1 через элемент НЕ 4 поступают на входы синхронизации триггеров 7-9, подтверждая их нулевое состояние. С инверсных выходов этих триггеров единичные уровни сигналов дают разрешение на прохождение счетных импульсов от генератора 1 через элементы И 13 и 15 на счетные входы счетчиков 17 и 18. При поступлении . кодов сравниваемых чисел А и Б соответственно по входам 27 и 28 одновременно подается сигнал управления по входу 26. Сигнал управления через элемент ИЛИ 20 подается на входы установки триггеров 21 и 22, устанавливая их в нулевое состояние. Очередной счетный импульс от генератора i через элемент НЕ 4 воздействует на синхронизирующий вход триггера 8, переводя его в единичное состояние. Сигналы с инверсного выхода триггера 8 запрещают прохождение импульсов от генератора 1 через элементы И 13 и 15 на счетные входы счетчиков 17 и 18. Сравниваемые коды чисел А и Б соответственно со входов 27 и 28 записываются в счетчики 17 и 18. Сигналы нулевого уровня с выходов триггеров 21 и 22 поступают на входы элементов И 10 и II, поэтому на выходе этих элементов и, следовательно, выходе элемента ИЛИ 23 также присутствуют сигналы нулевого уровня. По окончании записи чисел А и Б сигнал управления прекращается. Очередной импульс от генератора 1 через элемент НЕ 4 переводит триггер 8 в нулевое состояние. Сигнал с единичного уровня с инверсного выхода триггера 8 разрешает прохождение импульсов от генератора I через элементы И 13 и 15 на соот-. ветствующие счетчики 7 и 18. Счетчики 17 и 18 начинают суммировать счетные импульсы от генератора 1 со значениями кодов сравниваемых чисел. Если, например, А больше Б, то счетчик 17 переполнится раньше счетчи- .ка 18. Импульс переполнения с выхода счетчика 17 установит триггер 21 в единичное состояние. При этом триггер 21 окажется в единичном состоянии, а триггер 22 - в нулевом, таким образом, на обоих входах эле, мента И 10, а следовательно, и на

его выходе сфор -ируется сигнал единичного уровня, который установит триггер 19 g единичное состояние, соответствующее Соотношению сравниваемых чисел . На выходе элемента ИЛИ 23 также установится сигнал единичного уровня.

Через время, протрциональное разности сравниваемых чисел, перемиррвания разности повторяется, как это было описано. При этом на выходах 29 и 30 формируются сигналы, соответствующие новым значениям чисел А и Б.

Если в интервале времени между записью новых сравниваемых величин одна из них или обе должны изменяться по известному закону, то по вхополнится счетчик 18. Импульс перепол- дам 24 и 25 поступает дополнительнаянения со счетчика 18 установит тригер 22- в единичное состояние. На о боих входах элемента И 16, а следовательно, и на его выходе сформируется сигнал единичного уровня, которьй через элемент ИЛИ 20 устанвит триггеры 21 и 22 в нулевое состояние, поэтому на выходе элемента ИЛИ 23 установится сигнал нулевого уровня. Таким образом, на выходе элемента ИЛИ 23 формируется импульс, по длительности пропорциональный разности чисел А и Б, а на выходе триггера 19 сигнал, соответствующий знаку этой разности.

После переполнения счетчики 17 и I8 продолжают счет импульсов, поступающих через элементы И 13 и 15 от генератора 1, сохраняя тем самым информацию о соотношении сравниваемых кодов.

Цикл сравнения завершится после подсчета счетчиками 17 и 8 количества импульсов от генератора 1, равного коэффициенту счета (К.) этих счетчиков, в результате чего счетчики 17 и 18 приходят в исходное состояние, при котором в счетчике 17 записан код числа А, а в счетчике 18 - код числа Б.

В дальнейшем, если на входы 24 - 28 не поступает новой информации, . процесс формирования разности повторится, поскольку счетные импуль- сы от генератора 1 непрерывно поступают через элементы И 13 и 15 на счетчики 17 и 18, которые продолжают циклический счет этих импульсов, и происходит цикличное формирование сигналов на выходах 29 и 30 в соответствии с кодами сравниваемых чисел.

Работа устройства поясняется временными диаграммами, приведенными на фиг.2. Диаграммы приведены для случая А - Б 2.

В случае поступления новых значений кодов чисел А и Б процесс фор

миррвания разности повторяется, как это было описано. При этом на выходах 29 и 30 формируются сигналы, соответствующие новым значениям чисел А и Б.

Если в интервале времени между записью новых сравниваемых величин одна из них или обе должны изменяться по известному закону, то по вхо0

5

15

20

25

5

0

5

0

информация в виде корректирующих число-импульсных последовательностей, частота следования импульсов в которых определяется законом изменения сравниваемых величин. Причем импульсы по входу 24 поступают, если необходимо уменьшить , записанное в счетчике 17, или увеличить число, записанное в счетчике 18. По входу 25 1-гмпульсы поступают, если необходимо увеличить число, записанное в счетчике 17, или уменьшить число, записанное в счетчике 18. При поступлении импульса, например, по входу 24 сигнал подается на счетный вход триггера 2, который устанавливается в единичное состояние. Единичный уровень с выхода триггера 2 поступает на информационный вход триггера 7, который очередным счетным импульсом с выхода инвертора 4 устанавливается в единичное состояние. При этом на выходах триггера 7 установятся потенциалы, разрешающие прохождение счетных импульсов от генератора 1 через элемент И 12 и запрещающие прохождение этих им - пульсов через элемент И 13. Очередной счетный импульс от генератора 1 проходит через элемент И I5 на счетный вход счетчика 18, увеличивая содержимое счетчика 18 на единицу. Этот же импульс проходит через элемент И 12 и устанавливает триггер 2 в нулевое состояние, а затем через элемент НЕ 4 устанавливает в нулевое состояние триггер 7, который нулевым уровнем сигнала на его прямом выходе запрещает прохождение счетных импульсов через элемент И 12. Сигнал с инверсного выхода триггера 7 разрешает прохождение импульсов через элемент И 13.

Процесс сравнения чисел продолжается, как это было описано, но

теперь значение кода в по отношению к значению

счетчике 18, кода в счет5 . чике 17, увеличилось на 1, соответственно изменилась разность сравни- ваемых чисел и длительность импульса, формируемого на выходе эле мзнта ИЛИ 23.

При поступлении новых импульсов по входам 24 или 25 процесс их воз-действия на счетчики 17 или 18 проходит аналогично.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет корректировать значение полученной разности, используя информацию об изменении сравниваемых чисел. В результате коррекции устраняется погрешность, обусловленная изменением значений сравниваемых чисел.

Формула изобретени

Устройство для сравнения чисел, содержащее генератор импульсов, два счетчика, четыре элемента И, три триггера, два элемента НЕ, первый элемент ИЛИ, выход которого является выходом ра.зности сравниваемых чисел устройства, первый вход по,р- вого элемеАта РШИ соединен с выходо первого элемента И и входом установки в 1 первого триггера, прямо выход которого является выходом Больше устройства, вход установки в О первого триггера соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и с выходом второго элемента И, первый вход которого через первый элемент НЕ соединен с прямым выходо второго триггера и с первым входом первого элемента И, второй вход котрого через второй элемент НЕ соединен с BTopbw входом второго элемета И и с прямым выходом третьего триггера, счетный вход которого соединен с выходом переноса перво- го счетчика, информационные входы которого соединены с входами первого сравниваемого числа устройства, входы второго сравниваемого числа устройства соединены с информационными входами второго счетчика, выхо переноса которого соединен со счетным входом второго триггера, выход генератора импульсов соединен с первыми входами третьего и четвертого

609446 .

элементов И, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения воз- , можности коррекции разности сравни- 5 ваемых чисел, в.него введены второй элемент ИЛИ, пятыйj шестой и седьмой элементы И, первый второй и третий D-триггеры,.третий элемент НЕ и первый - и второй счетные триггеры, счет- 10 ные входы которых являются соответственно входами коррекции второго и первого чисел устройства, вход установки в О первого счетного триггера соединен с выходом третье- 15 го элемента И, а второго счетного триггера - с выходом четвертого эле- мегта И, прямой выход первого счетного триггера соединен с D -входом первогоD -триггера, синхровход кото- 20 рого обт единен с синхровходами второго и третьегоD-триггеров и через третий элемент НЕ соединен с выходом генератора импульсов, D -вход третьего D -триггера соединен с прямым 25 выходом второго счетного триггера, прямой выход третьего D -триггера - с вторым входом четвертого элемента И, а инверсный выход - с первым входом пятого элемента И, второй 30 вход которого соединен с выходом .

генератора импульсов и с первьм . входом шестого элемента И, второй вход которог о соединен с инверсным выходом первого D-триггера, прямой 35 выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, третьи входы первого и шестого элементов И соединены с инверсным выходом второго D -триггера, ;D -вход которого 40 соединен с входом начальной установки устройства и с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом седьмого элемента И, первый вход которого 45 соединен с прямьм выходом второго триггера, а второй вход с выходом третьего триггера,вход ус- тановки в О которого соединен с входом установки второго триггера 50 . и с выходом второго элемента ИЛИ, счетные входы первого и второго счетчиков соединены соответственно с выходами пятого и шестого элемен- тов И.

Сигналы 6 цепях устройства

Фи1,Ц

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано лля сравнения двух величин, заданных в виде двоичных чисел. Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения возможности с корректировки разнос ти сравниваемых чисел при использовании информации об изменении сравниваемых чисел. Устройство для сравнения чисел содержит генератор импульсов, два счетных триггера, три элемента НЕ, три D-триггера, семь элементов И, два счетчика, три RS-триггера, два элемента ИЛИ. Данное устройство по результату сравнения формирует на выходе устройства признак сравнения Больше и Меньше, а также импульс разности двух этих чисел, длительность которого пропорциональна разности сравниваемых чисел, при этом результат сравнения можно корректировать, используя информацию об изменении сравниваемых чисел за . счет подачи дополнительной информации в виде корректирующих число- импульсных последовательностей, частота следования импульсов в которых определяется законом изменения сравниваемых величин. 2 ил. i (Л го о о

Примечание. Диаграммын о -для прототипа

а - Sbixffd генератора 1

&- Выход инвертора l

5 - вход 26

г - Sxod 27

д - Вход гв

е - Выход триггера 8

ж - Выход элементов И13,

ВНШШИ Заказ 5232/49

Произв.-полигр. пр-тие; г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5- состояние счетчика i7 и. - состояние счетчика /в

и- выход счетчика 11 л - выход счетчика 18 м- дыход 30

н - состояние счетчика 17 is о - состояние счетчика 18

Фиг.2

Тираж 671 Подписное