Устройство для преобразования двоичного кода в код грея и обратно Советский патент 1977 года по МПК G06F5/02 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительиой технике и предназначено для использования в различных устройствах для преобразования данных.

Известны устройства для преобразования двоичного кода в код Грея, устройства для преобразования кода Грея в двоичный код 1 и устройства, в которых эти преобразования совмещены.

Из известных устройств для преобразования кода наиболее близким по технической сущности к изобретению является нреобразователь двоичного кода в код Грея и обратно, содержащий элементы задержки, элементы И и счетчик, информационные входы каждого разряда которого подключены к информационным входным щинам 2.

Однако в этом преобразователе для предотвращения ложных срабатываний триггеров сигнал преобразования из двоичного кода в код Грея по длительности не должен превыщать времени переключения триггеров. Для выполнения дагшого условия в преобразователе необходпмо применять медленнодействующие тригг.,рь или искусственно увеличивать время переключения триггеров.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства преобразования двоичного кода в код Грея и обратно при одновременном повышении надежности.

Это достигается тем, что устройство содержит формирователи в каждом разряде счетчика, при этом выход старщего разряда счетчика подключен к входу соответствующего формирователя, выход этого формирователя - к входу элемента задержки данного разряда счетчика, выход которого связан с входом соседнего младщего разряда счетчика, выходы остальных разрядов счетчика, кроме младшего, - к входам соответствующих формирователей, выходы которых соединены с первыми входами элементов И соответствующих разрядов счетчпка, выходы элемеитов этих И подключены к входам элементов задержки тех же разрядов счетчика, выходы которых соединены с входами соседних младщих разрядов счетчика, а вторые входы всех элементов И - к управляющей входной шине.

При таком выполнении устройства управляющий вход для прямого и обратного преобразования между двоичным кодом и кодом Грея является общим, отсутствует необходимость в малых по длительности сигналах преобразования, так как для преобразования двоичного кода в код Грея на управляющий вход подается импульс, закрывающий элементы И после прохождения с формирователей первых импульсов после поступления двоичного кода на триггерный регистр. При преобразовании кода Грея в .-хвоичный код необ.ходимость в управляющих импульсах вообще отпадает, элементы И постоянно открыты разрешающим потенциалом на управляющем входе. В связи с этим в устройстве могут быть использованы триггеры с любым быстродействием, что определяет высокое быстродействие всего устройства преобразования кодов. Кроме того, процесс преобразования кодов начинается непосредственно с момента поступления кода на триггерный регистр, а не по команде с управляющего входа.

На чертеже представлена схема устройства для преобразования двоичного кода в код Грея и обратно.

Устройство содержит счетчик 1 из триггеров 2 со счетными входами, подключенные к выходам триггеров 2 формирователи 3, вырабатывающие имцульс при смене состояния триггеров, элементы 4 временной задержки, выходы которых подключены к счетным входам триггеров, и элементы И 5, управляющие входы которых объединены и образуют вход управления преобразованием по управляющей входной шине 6.

В исходном состоянии триггерный счетчик 1 сброшен в нуль и все триггеры 2 находятся в нулевом состоянии. Подлежащий преобразованию код поступает в триггеры 2, при этом состояние триггеров изменяется с нулевого на единичное в тех разрядах, в которых код равен единице. Подключенные к выходам триггеров 2 формирователи 3 вырабатывают импульс при каждой смене состояния соответствующего триггера независимо от того, изменилось ли это состояние из нулевого в единичное, или, наоборот, из единичного в нулевое. Формирователь 3 может быть выполнен не только по активной, но и по пассивной схеме, например он может состоять из двух дифференцирующих цепочек, одна из которых подключена к единичному, а другая - к нулевому выходам триггера 2. В этом случае выходы дифференцирующих цепочек объединяются схемой ИЛИ, выход которой подключается к соответствующему элементу И 5. Импульсы с выходов формирователей 3 проходят через элементы И 5, если в этот момент на управляющем входе 6 действует разрешающий потенциал. В старшем разряде наличие схемы И необязательно, и она отсутствует. С выходов схем И 5 импульсы поступают на элементы 4, время задержки ty которых выбирается 4 , где Гпер - время нереключения триггера. В случае преобразования из кода Грея в двоичный код элементы И 5 открыты по управляющему входу 6 на все время преобразования. Для преобразования из двоичного кода в код Грея элементы И - остаются открытыми лищь для первых импульсов с формирователей 3, после чего закрываются; 7пер закр 7пер+ 3, ГДе 4акр - время смены разрешающего потенциала на запрещающий на управляющем входе 6, отсчитываемое от момента поступления кода на счетчик 1.

Пример 1. Преобразование кода Грея в двоичный код. Предположим, в счетчик поступает код 1010 (в десятичной системе - двенадцать). Формирователи 3 четвертого и второго разрядов вырабатывают импульсы, которые через время t ts поступают па счетные входы триггеров 2 соответственно третьего и первого разрядов, изменяя их состояние

1010 101

1111

В связи с изменением состояния триггера третьего разряда, соответствующий формирователь вырабатывает имнульс, который, пройдя элемент И 5 и элемент 4 задержки, поступает через время 4 на счетный вход триггера второго разряда, изменяя его состояние 1111 10

1101

Так как состояние триггера второго разряда изменяется, то импульс с подключенного к нему формирователя через время / з подается на счетный вход триггера первого разряда

1101 1

ТГоо

в результате в регистре оказывается двоичное число 1100 (в десятичной системе - 12).

Пример 2. Преобразование двоичного кода в код Грея. Пусть в счетчик поступает код числа 1101 (тринадцать). В связи с изменением состояния триггеров 2 четвертого и третьего разрядов нодключенные к ним формирователи 3 вырабатывают импульсы, которые через время t t поступают на счетные входы триггеров соответственно третьего и второго разрядов

1101 ПО

1011

Состояние триггеров третьего и второго разрядов изменяется, и подключенные к ним формирователи 3 вырабатывают импульс, однако, к этому времени все элементы И оказываются закрытыми по управляющему входу 6, и в счетчике 1 остается результат 1011 (тринадцать в коде Грея).

Экспериментальная проверка устройства подтвердила значительное повышение скорости преобразования кодов, обусловленное отсзтствием ограничений по быстродействию, связанных с параметрами сигналов управления преобразованием.

Формула изобретения

Устройство для преобразования двоичного кода в код Грея и обратно, содержащее элементы задержки, элементы И и счетчик, информационные входы каждого разряда которого подключены к информационным входным шинам, отличающееся тем, что, с целью цовышения быстродействия, оно содержит формирователи в каждом разряде счетчика, при этом выход старшего разряда счетчика соединен с входом соответствующего формирователя, выход которого соединен с входом элемента задержки данного разряда счетчика, выход которого соединен с входом соседнего младшего разряда счетчика, выходы остальных разрядов счетчика, кроме младшего, соединены с входами соответствующих формирователей, выходы которых соединены с первыми входами элементов И соответствующих разрядов счетчика, выходы которых соединены с входами элементов задержки тех же разрядов счетчика, выходы которых соединены с входами соседних младших разрядов счетчика, а вторые входы всех элементов И соединены с управляющей входной шиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Сухомлинов М. М. и др. Преобразователи кодов чисел. Киев, Техника, 1965, с. 120.

2.Авторское свидетельство СССР №160041, G 06F 5/02, 1962.

Нт

ЛдаЛ7-/

N-,

N,