Устройство для вычисления тригонометрических функций синуса и косинуса Советский патент 1978 года по МПК G06F15/34 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ СИНУСА И КОСИНУСА

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано,, например, в специализированных вычислительных и управляющих машинах, где требуется цифровое преобразование 1ригонометрических функций.

Известно устройство для вычисления тригонометрических функций, имеющее достаточно большой объем оборудования в части запоминающих устройств и сложную КСЖСТруКЦИЮ 1.

Поэтому использовать эти устройства для решения каких-либо частных задач нецелесообразно. Наиболее близким к изобретению техническим решением является цифровой вычислитель функвди синуса и косинуса, содержащий счетчик аргумента, фopм фoвaтeль кода начального приращения, регистр приращения, накапливающий сумматор, коммутатор кодов и дешифратор, гфичем выход счетчика аргумента соедишен с первым входом дешифратора и через ффмирователь кода начального приращения с первътм входом регистра приращения, второй и третий входы которого подключены к входу коммутатора кодов и выходу дешифратора, а выход через накапливающий сумматор, к второму входу дешифратора, третий вход которого соединен с выходом коммутатора кодов 2.

Целью изобретения является получение значения обръшых функций синуса и косинуса.

Достигается это тем, что в устройство введены блок определения знака угла, сумматс, блок вычисления кода угла, блок вьщачи информации и три блока сравнения, причем вход блока вьнисления кода угла соединен с выходом счетчика аргумента и первыми входами первого и второго блоков фавненкя, выход блока вычисления кода угла подключен к первому входу блока выдачи информации, второй вход которого соединен с выходом накапливающего сумматора и первым входом третьего блока сравнения, второй вход первого блока фавнения через сумматор подключен к выходу блока определения знака утла и второму входу второго блока сравнения, выходы всех блоков сравнения соед1тены соответственно с третьим, четвертым и пятым входами блока выдачи инфо(1ма11ии.

На чфтеже дана блок-схема устройства.

В ее состав входят счетчик аргумента I, формирователь KOfia начального приращения 2, регистр приращений 3, накапливающий сум-, матрр 4, дешифратор 5, коммутатор кодов 6, блок вычисления кода утла 7, блок выдачи информации 8, блок определения знака угла 9, сумматор 10, блоки фавнения 11, 12, 13, входы 14-21 и выходы 22-24. Устройство работает следующим образом. На вход 14 счетчика аргумента I поступает периодическая последовательность импульсов Приращения аргумента, каждый импульс которок соответствует изменению угла на 1°. В счетчике 1, рассчита1шом на 90 дискретньк состояний, накапливается код нарастающего значения угла и Через 90 входных импульсов коды счетчика 1 периодически повторяются. В моменты перехода счетчика 1 через нуль, форМ1фователь кода начального приращения 2 код начального приращения сютуса, равный значению синуса 1°. Этот код; записывается в регистр приращений 3 и далее синхрон но с работой счетчшса 1 периодотески выдается в накапливающий сумматор 4, в регистре которого будет содержа.ться код текущего значения синуса угла. Код приращения в регистре приращений 3 остается постоянным до тех пор, пока значение синуса в .накапливающем, сумматоре 4 остается в пределах заданной точности. ЕСЛИ при следующем Щаге суммирования приращения ожидается выход кода симуса за пределы заданной точности, производится увели чение или. уменьщение кода приращения в ре.гнстре 3 на -единицу младшего разряда, по сигналам дещифратора 5, которые подаются, соответственно, на входы суммирования или вьгшта ния регистра 3. Дешифратор 5 выявляет по кодам счетчика аргумшта 1, накапливающего сум матора 4 и состоянию коммутатора кодов 6, в которых необходимо изменение приращения. В зависимости от знака изменения приращения дещифрзтор 5 выдает сигналы по одной из дву щин в pcrHcip приращения 3, .переключающих его сумматор на соответствующий режим. На вх.од 15 блока 9 подается код заданного угла, а на вход 16 - код постоянного угла 180°., Если заданное значение угла не превышает 90°,-его код выдается с выхода блока 9 без изменения на сумматор Ш, в про.тгшном случае в блоке. 9 производится вычисление кода числа (-180°-Ф,а5 ), где Ф заданное значгние угла (аргумента). Далее на сумматоре 10 производится до-полнительно операшш по вычислению кода числа (90°- -ф. ), где .- приведенное зна . кода угла, поступающее nfi одг-ш из входов сумма.тора. С выхода блока 9 код постоян ного значен -ш угла 90° поступает На вход 17. Блоки сравнения И и- 12 сигналь; выдачи кодов косшсуса и синуса, соответ;твс;нно, по моментам; совпадения кодов счетика аргумента 1 с выходными кодами блоков 9 и 10, поступающими на входы блоков 11 и 12. Блок сравнения 13 формирует сигнал -выачи кода угла при обратном преобразовании. по моменту равенства кодов на ее входах: на ход 18 поступает заданный код функции, на торой вход код накапливающего сумматора 4 блоком вычисления кода угла.7, на вход 19 которой подается код постоянного угла 90°, на вход 20 - код знаков ctfflyca и косинуса и на одш из входов - код счетчика аргумента 1 производится вычисление истинного значения кода угла в зависимости от квадратов, которые имеют диапазоны изменения аргумента: от О до 90°; от 90 до 180°; от О до -90° и от -90 до -180.. Вьщача кодов синуса; косинуса и арксинуса (аркосинуса) осуществляется блоком выдачи информации S по выходам . На входы ее подаются: код сумматора (гакопитедя 4, код блока 7, управляющие сигналы блоков. фавнения И, 12 и 13, а также код признака квад1:)ан-га на вход 21, в зависимости от которого выдается прямой или дополнительный код. Логический сшгтез дешифратора 5 производится на основании врех кодов, соответству-. ющих четырем состояниям коммутатора. .Схемная реализа.ция подобного,дешифратог ра 5 сводится к двенадцати схемам трех или четырехвходовых схем И, одной схеМы И на пять входов и одной схемы объедшшия ИЛИ на тринадцать входов. . Такое постр.оенйе; дещифратора, на входы которого информащш поступает от счетчика аргумента 1 (текущее-значение угла), от ком.мутатора 6 (информация об узловых точках), с .накапливающего сумматора 4 (текущее значение ф икциисШ1уса) 5 значительно упрощает с-фуктуру дешифратора 5 и соответстве1шо сокращает к ол1нес1во оборудования. Предлагаемое устройство позволяет определять как значения, три.гонометртеских функций по заданным углам, так. и значешм угла по за-. .данным фуйК1(иям. Оно выгодно отличается от известного устройства и позволяет экономить оборудование на 30-40% п.о фавненшо с известы.м без учета выв.ода информации нрототнпа.. Ф...а р м ;. л а и -л о б р е т е н и я УсфоГгство для выиц-ления -гтигонометрических функций .синуса к -«осHi)уса, содержащее C4C1-1IIIK аргумента, фо.р мир. ова ГС ль кода начального приращения, регистр приращения, .накапливающий сумматор, коммутатор кодов и .децшфр.атор, npiWeM счетчика apryNteHia средаи«н с пе-рвым вхоа эм дещифратора и через формирователь кода начального приращения с первым входом регистра приращения, второй и третий входы подключены ко входу коммутатора кодов и выходу дешифратора, а выход - через накапливающий сумматор к вторрму входу дешифратч)а, третий вход которого соединен с выходом коммутатора кодов, отличающееся тем, что, с целью рисщщ ент функциотальных возможностей путем получения значений обратных тригонометрических функций, в него введены блок определения знака угла, сумматф, блок вычислени. кода угла, блок выдачи информации и три блока сравнения, причем вход блока вычисления кода угла соединен с выходом счетчика аргумента и первыми входами первого и второго блоков фавнжия, вьиод блока вычисления

кода угла подключен к первому входу блока вьщачи информации, второй вход которого соединен с выходом накапливающего сумматора к первым входом третьего блока сравнения, второй вход первого блока сравнения через сумматор подключен к выходу блока определения шака угла и втсуому вкоду второго блока фавнения, выходы всех блоков фавнения соединены соответствошо с третьим, четвертым и пятым входами блока выдачи информации.

Источники чиффмации, принятые во внимание при экспертизе:

2.Авторское свидетеш ство СССР N 510717, М. ICi.V G 06 F 15/34, 18.04.74.