Преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный код угловых единиц Советский патент 1987 года по МПК H03M7/12 

1 1

Изобретение относится к автоматике и цифровой вычислительной технике 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, с устройствами индикации и т.д., работающими в различньгх системах представления информации, и является усо вершенствованием преобразователя по авт.свид. № 1124282.

Цель изобретения - повышение достоверности выходной информации.

На фиг.1 приведена функциональная схема преобразователя; на фиг.2 - 5- варианты выполнения соответственно Мультиплексора, схемы сравнения,двоично-десятичного счетчика и дешифратора нуля; на фиг.6 - временные диаграммы работы преобразователя.

Преобразователь (фиг.1) содержит группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 1, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 2, сумматор 3, мультиплексор 4, регистр 5, элементы НЕ 6, 7, схему 8 сравнения, элементы И 9-11, реверсивный двоично-десятичный счетчик 12, элемент ИЛИ 13, дешифратор 14 нуля, входы 15 константы, тактовый вход 16 преобразователя, вход 17 Сброс, информационные входы 18 двоичного кода, выходы 19, 20 положительных и отрицательных чисел унитарного кода, выходы 21 двоично-десятичного коДа.

Мультиплексор 4 (фиг.2) выполнен на элементе НЕ 22 и элементах 2И - 2ИЛИ 23.

Схема сравнения 8 (фиг.З) выполнена на группе элементов НЕ 24, п-раз- рядном комбинационном сумматоре 25 и элементах ИЛИ - НЕ 26, 27.

Двоично-десятичный счетчик 12 (фиг.4) вьшолнен на реверсивных счетчиках 28-32, причем счетчики 28, 30, 31 имеют основания 10, счетчики 29, 32 - соответственно основания 6 и 8.

Дешифратор 14 нуля (фиг.З) содержит элементы ИЛИ 33, 34, элемент НЕ 35 и триггеры 36, 37.

На входе 15 присутствует двоичный N-разрядный код константы, который формируется подачей высокого потенциала на контакты, соответствующие единичным разрядам константы и нуле490082

вого потенциала, например корпуса, на остальные контакты. На вход 18 подается двоичный п-разрядный код преобразуемого числа. Изменение входно го двоичного кода должно происходить синхронно со срезом либо при паузе тактового сигнала, присутствующего на входе 16.

Q При подаче на вторые входы элементов 1 и вход переноса сумматора 3 единичного сигнала осуществляется преобразование кода константы С в отрицательный дополнительный код,при

15 этом сумматор 3 выполняет операцию вычитания А - С. Сумматор 3 и регистр 5, замкнутые в кольцо, представляют собой накапливающий сумматор, который на каждый стробирутощий импульс на

.;,) входе регистра прибавляет или отнимает о.т записанного в регистр 5 двоичного кода А, код константы С.

Мультиплексор 4 при единичном сигнале И пропускает на вход регистра

5 N-разрядный код с вьсхода сумматора 3, а при нулевом - п-разрядный код с ПЗУ 2. Если п меньше N, первые входы N - п элементов 23 заземляются. В ПЗУ 2 записываются двоичные п-разряд30 ные коды контрольных точек. Контрольные точки выбираются по всему диапазону преобразуемых углов с равным интервалом. В таблице программирования ПЗУ представлены коды 35 контрольных точек в десятичном коде (входы ПЗУ) и в двоичном виде (выходы ПЗУ), взятые через 20 в диапазоне преобразуемых углов от - 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, предСтавлен- ньЕМи дополнительные кодом. На входы

jg А, - АП сумматора 25 подаются старшие п разрядов N-разрядного двоичного кода с регистра 5. Сумматор 25 формирует разность А-В. Если старший знаковый разряд разности единичный,

CQ то А - В, а если нулевой, то Ai В. Сигнал 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 формируют35

55

ся единицы и десятки угловых минут, на счетчиках 30, 31 - единицы и десятки градусов, а на счетчике 32 - сотни градусов и знак. Отрицательные

углы представляются в дополнительном коде, например, угол -1°25 будет - представлен на счетчике как дополнение до 360° в виде 35835, при этом на третьем знаковом выходе счетчика 32 будет единичный сигнал. Диапазон углов, которые могут быть записаны в счетчике, от до -359°59 . По входам R счетчики 28-32 устанавливаются в нулевое состояние.

Дешифратор 14 нуля формирует инверсный сигнал с длительностью, равной периоду тактовой частоты при переходе младших разрядов счетчика 12 в нулевое состояние. При наличии на входах 1-т хотя бы одной единицы на выходе элемента ИЛИ 33 имеется единичный сигнал, а триггеры под действием тактового сигнала. С поддерживаются в единичном состоянии.

При установлении нулевых сигналов на входах I -in на выходе злемента ИЛИ 33 устанавливается также нулевой сигнал, который поступает на вход элемента ИЛИ 34, на втором входе которого присутствует нулевой сигнал с инверсного выхода триггера 37. На выходе 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 тактового сигнала, триггер 37 устанавливается в нулевое состояние, и на его инверсном выходе появляется единичный сигнал, запрещающий формирование инверсного сигнала на выходе дешифратора нуля.

Преобразователь работает следующим образом.

В начале преобразования на вход 17 подается сигнал Сброс, который устанавливает регистр 5 и счетчик 12 в нулевое состояние. При наличии на входе 18 положительного входного кода схема 8 сравнения вьщает сигнал А в, который разрешает прохождение тактовых импульсов с входа 16 через элемент И 9 на вход + счетчика 12 и через элемент ИЛИ 13 на синхро- вход регистра 5, записывая в него код с сумматора 3. Так как на выходе А в 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 выходе схемы 8 сравнения не исчезнет сигнал . При этом на выход 19 поступает число импульсов D В/Cj +1, а в счетчике 12 формируется двоично-десятичный код в угловых единицах, соответствующий входному двоичному коду, в регистре 5 при этом находится двоичный код А, близкий к В, После преобразования кода преобразователь переходит в следящий режим работы. При изменении входного кода код в счетчике 12 отслеживает входной код, преобразованный в угловые единицы, а количество импульсов на выходах 19, 20 указывает на направление изменения кода и величину изменения, выраженную в угловых единицах.

Преобразование отрицательных чисел, представленных дополнительные кодом, осуществляется аналогично, лишь с тем отличием, что схема 8 сравнения формирует единичный сигнал на

выходе и к содержимому регистра 5 прибавляется константа С со знаком минус. В счетчике 12 при этом формируется отрицательный код, являющийся дополнением до 360 , а старший знако

ый разряд счетчика устанавливается в единичное состояние.

Если в процессе преобразования и слежения за входньм кодом выходной код счетчика 12 сравняется с кодом одной из контрольных точек, например с точкой В, (см.фиг.6), на выходе ПЗУ 2 под действием старших разрядов выходного десятичного кода появляется воичный код контрольной точки в, .

ладшие нулевые разряды выходного воичного кода, поступая на дешифратор 14 нуля, формируют на его выходе инверсный сигнал, который запрещает работу элементов И 9, 10 и подключает через мультиплексор 4 выходы ПЗУ 2 к регистру 5.

Одновременно активизируется элемент И 11, и ближайший тактовый импульс, проходя через элементы 11, 13, записьшает в регистр 5 двоичный код контрольной точки. Если ранее в преобразователе был сбой и десятичный эквивалент кода не соответствует входному двоичному коду, то код в регистре 5 и код контрольной точки различаются на величину ошибки, как это показано на фиг.6 в интервале времени , . После записи кода контрольной точки в регистр 5 на выходе схемы

51349008

сравнения появляется сигнал А В (А В) и код в регистре 5 начинает увеличиваться (уменьшаться), приближаясь к входному коду В, а на выходы 19 и 20 преобразователя и в счетчик 12 поступает дополнительное количество импульсов, которое компенсирует ошибку в выходном коде, полученную в результате сбоя. Процесс коррекции выходного кода показан на диаграмме (фиг. 6) в интервале времени , .

Если в преобразователе сбой отсутствует, то коды регистра 5 и конiD

ДС

- 20- 60 32768 21600

6

120.0. е 1,517037.

1 517037

i 0,00125.-10

1200

Так как дС 2 , значение константы С можно задать двоичной дробью с 9 дробными разрядами: ,Q С 0000000000000001, 100001000 - - 0000000000000001, 100001.

Итак, для рассмотренного примера , М 18;т-12, так как при

iD 20 младшие I2 разрядов кода на трольной точки совпадают, а режим ра- g выходе счетчика 12 для всех контрольботы преобразователя не изменяется, как это показано на фиг.6 при переходе через контрольную точку В. На фиг.6 показаны также выходные сигналы, которые формируются элементами преобразователя в описанных выше режимах работы.

В преобразователе производится коррекция не только ошибок, вызванных сбоями, но также опшбок, вызванных неточностью задания константы, благодаря чему требования к точности константы снижаются. Константа С определяется следующим образом:

г 5jn3i

где - максимальное двоичное преобразуемое число; число угловых единиц в

max

числе. Погрешность и С ляетсяо

максимальном преобразуемом мультиплексора, с четвертыми входами

ч35

константы опредепервого и второго элементов И и через второй злемент НЕ - с первьм входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с синхровходом деЛС

С

ID- интервал между двумя контрольными точками в угловых единицах. и м е р. Преобразователь 16

разрядного двоичного кода в код градусов, угловых минут с интервалом между контрольными точками 20 . Старший 16-разряд - знаковый.

lax

2 32768.

360-60 21622.

- 20- 60 32768 21600

6

120.0. е 1,517037.

ДС

1 517037

i 0,00125.-10

1200

Так как дС 2 , значение константы С можно задать двоичной дробью с 9 дробными разрядами: С 0000000000000001, 100001000 - - 0000000000000001, 100001.

Итак, для рассмотренного примера , М 18;т-12, так как при

ных точек нулевые.

В таблице представлены коды контрольных точек для рассмотренного примера.

Фо рмула изобретения

Преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный код угловых единиц по авт.св. У 112А282, о т л и - чающийся тем, что, с целью повышения достоверности выходной информации, в него введены мультиплексор, постоянное запоминающее устройство, второй злемент НЕ, третий элемент И и дешифратор нуля, входы которого соединены с выходами группы младших разрядов двоично-десятичного счетчика, а выход - с входом управления

первого и второго элементов И и через второй злемент НЕ - с первьм входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с синхровходом дешифратора нуля, и с тактовьм входом преобразователя, а выход - с третьим входом элемента ИЛИ, вькоды группы старших разрядов двоично-десятичного счетчика соединены с входами постоянкого запоминающего устройства, выхоы которого соединены с первой группой входов мультиплексора, вторая группа входов которого подключена к выходам сумматора, а выходы - к инормационным входам регистра.

1 О О 1 О I I О О I I I 101001 110001 1 I О О I 1 I t О I О I

1010 101 1

о о

1 1 1 I I I

1

1111

pus. г

28

29

10101010110-240

10О О I I 1 О О I О-260

01I 1 О О О I I 1 I-280

01О 1 О I О I I О О-ЗОО

00I I I О О 1 О О О-320°

00О I 1 О О I О О-340°

Риг 3

30

3i

32

(Риг.

36

}J

37

Физ. 5

Изобретение относится к автоматике и цифровой вычислительной технике, 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 - повышение достоверности выходной информации. Достигается введением мультиплексора 4, ПЗУ 2, дешифратора нуля 14, третьего элемента И 11 и второго элемента НЕ 7 с соответствующими связями. Благодаря указанным отличиям преобразователь позволяет повысить достоверность выходной информации путем ее коррекции при сбоях. 6 ил., 1 табл. (Л 2} СО 4 Ф fpue.J