Устройство для ввода информации Советский патент 1982 года по МПК G06F3/00 G06G7/26 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых и цифро-аналоговых вычислительных устройствах.

Известны устройства ввода информации в вычислительные устройства 1.

Недостатками этого устройства являются сложность и низкая надежность из-за наличия функционального кодирующего Устройства, состоящего из ,Q диска с кодовой маской,связанного с электромеханической сельсинной сле-г дящей системой обработки угла, источника света, собирающей линзы, двух линеек фотоприемников и выходных J5 усилителей-ограничителей, а также двух циклических преобразователей.

Кроме того, для ввода число-импульсной допплеровской информации используется также сложное устрой- 20 ство, содержащее делитель частоты, дешифратор, коммутатор,синхронизатор, два управляемых делителя частоты .

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ввода информации, содержащее СКТ-датчик, преобразователь напряжение-код, регистры кодов синуса и косинуса, двоичные умножители,квадраторы, сумматор, блоки сравнения, вычисления координат и контроля 2.

Ввод информации о синусе и косинусе угла осуществляется в блок вычисления координат с выхода двоичных умножителей. Недостатком известного устройства является его использование только для ввода аналоговой информации.

Цель изобретения - расширение об ласти применения устройства путем обеспечения ввода частотно-импульсных сигналов

Указанная цель достигается тем, что в устройство для ввода информации, содержащее последовательно соединенные датчик и аналого-цифровой преобразователь, первый и второй вы395ходы которого соединены соответственно с входами первого и второго регистров, выходы которых соединены с первыми входами первого и второго умножителей частоты соответственно, блок управления, первый выход которого соединен с первым входом блока контроля, выход которого соеди нен с первым входом вычислителя, второй выход блока управления соединен с первыми входами первого -и второго счетчиков и первыми входами первого и второго сумматоров, последовательно соединенные первые счетчик, вентиль и сумматор и последовательно соединенные вторые счетчик, вентиль и сумматор, выходы первого и второго сумматоров соединены соответственно с первым и вторым вхо дами третьего сумматора, введены первый элемент И и триггер, выход которого соединен с вторым входом блока контроля и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управления, а выход первого элемента И соединен с вторыми входа ми первого и второго умножителей частоты, второй и третий элементы И, первыевходы которых соединены с выходами первого и второго умножителей частоты и с.вторым и третьим входами вычислителя соответственно, инвер тор, вход которого соединен с четвер тым выходом блока управления и вторы ми входами второго и третьего элемен тов И, первый и второй элементы ИЛИ причем первый вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента И, вторым входом первого счетчика, а выход первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого вен тиля, первый вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента И и вторым входом второго счет чика, выход второго элемента ИЛИ сое динен с вторым входом второго вентиля, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И, причем первый вход четвертого элемента И соединен с выходом инвертора и с первыми входами пятого, шестого и седьмого элементов И, второй вход четвертого элемен та И соединен с вторым входом пятого элемента И и является входом уст ройства, выход четвертого элемента И соединен с вторым входом.первого элемента ИЛИ, выход пятого элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, вторые входы шестого и седьмого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами третьего сумматора, выход которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, выходы шестого и седьмого элементов И соединены соответственно с четвертым и пятым входами вычислителя . На фиг. 1 представлена блрк-схема предлагаемого устройства,- на фиг.2временные диаграммы его работы. Устройство для ввода информации содержит синусно-косинусный датчик 1,аналого-цифровой преобразователь 2,регистры 3 и 4 синуса и косинуса угла, первый элемент И 5, двоичные умножители 6 и 7 частоты, блок 8 управления, инвертор 9, элементы И 10-13, элементы ИЛИ и 15, квадраторы 16 и 17, каждый из которых состоит из счетчика 18(19), вентилей 20(21 и сумматора 22(23), элементы И и 25, сумматор 26, триггер 27,блок 28 контроля, вычислитель 29, входная шина 30 устройства (частота Fg), опорная частота 31 , сигнал 32 на выходе блока 8 управления (первый тйкт работы устройства Т1), сигнал 33 на выходе инвертора 9 (второй такт работы устройства Т2), импульс 3 сброса на выходе блока В управления, выходной импульс 35 триггера 27, Тц - время нормализации кодов m m-cosci, Тц - время цикла работы блока В управления. Синусно-косинусный датчик 1 угла предназначен для формирования напряжений, пропорциональных синусу и косинусу угла oL, где об- угол поворота датчика и выходами связан с аналого-цифровым преобразователем 2. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2 служит для преобразования напряжений в двоичные коды m-sinot и m-cosoLc коэффициентом пропорциональности m 1, который зависит от параметров датчика, напряжения питания и параметров самого АЦП. Выходы АЦП связаны с регистрами 3 и 4. Регистры 3 и 4 осуществляют прием и хранение двоичных кодов, пропорциональных соответственно синусу и косинусу угла oL(mSinol., m-cosol.) . Выходы регистров 3 и подключены к: первым входам двоичных умножителей 6 и 7 частоты. Элемент И 5, вход которого соед нен с блоком 8 управления и триггером 27, а выход - с двоичными ум жителями 6 и 7 частоты, предназначе для подключения (отключения) часто ты FT от блока 8 управления на входы двоичных умножителей 6 и 7 частоты по сигналу с выхода триггера 27. Двоичные умножители 6 и 7 часто ты (ДУЧ),выходы которых подключены к первым входам элементов И 10, 11 и вычислителя 29, умножают коды тк Х51по1и т-cosoi на число импульсов п частоты FJ и формируют нормализованные значения зтЫи cos ot, т.е. истинные значения синуса и косинуса угла поворота oL датчика 1, освобожденные от коэффициента т. , Блок 8 управления, выходы которо го связаны с элементом И 5 (выход частоты F ), элементами И 10, 11 и через инвертор 9 с элементами И 12 13, 2, 25, а по сигналу сброса с квадраторами 16 и 17 и триггером 27 формирует сигналы сброса элементов устройства (счетчиков 18 и 19, сумматоров 22, 23, 2б, триггера 27) и управляет работой элементов И 1013, 24 и 25 и выдачей тактовой частоты FT для выполнения умножения кодов т-5то1и т-созо на число импульсов п частоты FT, а также для управления работой блока 28 контроля. Элементы И 10 и 11, связанные вторыми входами с блоком 8 управления, а выходами - со счетными входами квадраторов 16 и 17 и через элементы ИЛИ 1 и 15 с суммирующими входами квадраторов, обеспечивают подключение информации об угле oL к квадраторам 16 и 17. Элементы И 12 и 13 осуществляют подкш)чение частотно-импульсной информации F, к квадратору на время Т . Квадраторы 16 и 17 выполняют опе рацию возведения в квадрат выходной информации двоичных умножителей 6 и 7 частоты и умножения частотно-импульсной информации на коды sin Ыи cosd. Элементы И 2 и 25 осуществляют передачу в вычислитель результатов умножения частотно-импульсной информации на коды sin «Аи cosdL. Сумматор 2б служит для суммирования результатов возведения в квадрат функций синуса и косинуса угла dL и выдачи сигнала переполнения сумматора на триггер 27. Триггер 27 формирует сигнал об окончании сложения величин (m-m-s inot) и (m-n-cosoO и выдает сигнал об этом в блок контроля и на элемент И 5, отключая ввод частоты FT. Блок 28 осуществляет контроль работы устройства сравнением длительности сигнала Тц, поступающего с выхода триггера 27, с допустимым значением, поступающим от блока 8 управления, и посылает результат контроля в вычислитель 29.. Устройство работает следующим образом . Ввод информации осуществляется циклически в два такта работы устройства. В начале первого такта работы Т (фиг. 2, график 32) блок 8 управления формирует импульс сброса счетчиков 18 и 19, сумматоров 22, 23, 26 и триггера 27 (фиг. ,2, график 3). Выходным сигналом триггера 27 (фиг.2, график 35) открывается элемент И 5 и на двоичные умножители 6 -и 7 из блока 8 управления начинают поступать импульсы частоты F (фиг. 2j график 31), количество которых обозначим СИМВОЛОМ п. Результаты умножения п на коды m-slnti-и т-cosd, которые записаны в регистрах 3 и Ч, поступают с выходов умножителей 6 и 7 (n-m-slnol и n-m-cosot) в вычислитель 29 и через открытые сигналом Т,, элементы И Ю и на первые входы квадраторов 16 и 17, а также через элементы ИЛИ 14 и 15 на суммирующие входы квадраторов. Возведение в квадрат осуществляется ; в соответствии с выражением A EClA-i). () где А - число входных импульсов квадратора, записываемое в счетчик 18U9) исло А для счетчика 18 соответствует величине n-m-sind, а для счетчика 19 - n-.m-cosot. На входы квадраторов 16 и 17 с ыхдов умножителя 6 и 7 поступают оследовательности импульсов, соответствующие выраженияк( п-т-$|по и nmcosd.и, следовательно, на выхоах квадраторов получаются последоваельности (n-m-sind)4i (п-m-cosd), которые поступают на входы сумматора 26, реализующего выражение N (ntn-sir oLj (п-mcosoL ... (i). Число разрядов сумматора 26 выбрано таким образом, что в момент его переполнения величина N становится рав ной единице, т.е. M(n-m-Sino(.) (п- n-co5ot). После преобразований получим (n-№)()(. (3) Применив известное тригонометрическое выражение 1 U) получим (n.m| 1, (5) откуда Таким образом, при поступлении на входы двоичных умножителей 6 и 7 частоты числа импульсов в соответ ствии с выражением (.6) в устройстве происходит компенсация коэффициента пропорциональности m (нормализация величин m -S i п Ы и m cosof) , в сметчиках 18 и 19 оказываются записанными величины Sindи cosdLсоответственнОу а в вычислитель 29 поступит с выходов ДУЧ 6 и 7 количество импульсов n-m-sinci и n-m-cosd, та же соответствующее величинам sind-H cosoL. При этом происходит переполнение сумматора 2б, и. его выходной импульс установит триггер 27 в состояние единицы. Единичный сигнал с выхода триггера 27 закрывает элемент И 5 и прекращает поступление импульсов частоты F-j- на входы двоич ных умножителей 6 и 7 частоты, что соответствет окончанию процесса вво да величины S i п ci и cosd (нормализа ции кодов m-sindH mCOscC). Этот же сигнал с выхода триггера 27 пост пает в блок 28 контроля, где производится сравнение его длительности с полем допуска на длительность про цесса нормализации, рассчитанным ис ходя из возможной величины коэффици ента т..Из блока 28 контроля сигнал о соответствии времени нормализации заданному допуску поступает в вычис литель 29, в котором вырабатывается сигнал о возможности использования полученных йеличин sinoL и cospL По окончании первого такта работы стройства блок 8 управления снимает разрешающий сигнал с входов элеентов И 10 и 11 при этом через инвертор 9 открываются входы элементов И 12, 13, 2 kf 25. Во втором такте работы устройства производится ввод частотно-импульсной информации Рц на вход вычислителя 29. При этом частотно-импульсные сигналы Fg с шины 30 поступают через открытые элементы И 12 и 13 (элементы И 10 и 11 закрыты)5 элементы ИЛИ 1A и 15 на суммирующие входы квадраторов 6 и 17 (вентили 20 и 21). Каждый прошедший импульс переписывает содержимое счетчиков 18(19 через вентили 20(21} в сумматоры 22(23-. Таким образом, величины si not и cosoL просуммируются столько раз, сколько импульсов информации поступит на частотно-импульсный вход 3G устройства, что соответствует умножению величин sinolH cosot на величину Fg. С выходов сумматоров 22 и 23 через открытые элементы И 2А и 25 произведения Fg -sinci, и Fg-cosoi поступают в течение второго такта работы в вычислитель 29, По окончании второго такта цикл работы устройства повторяется. Использование предлагаемого устройства расширяет область применения устройства, обеспечивая ввод аналоговой и частотно-импульсной информации, повышает коэффициент использования вычислительных средств устройства благодаря выполнению операций умножения частотно-импульсгюй информации на значения синуса и косинуса угла и ввода результатов в вычислитель , Формула изобретения Устройство для ввода информации, содержащее последовательно соединенные датчик и аналого-цифровой преобразователь, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами первого и второго регистров, выходы которых соединены с первыми входами первого и второго умножителей частоты соответственно, блок управления, первый выход которого соединен с первым входом блока контроля, выход которого соединен с первым входом вычислителя, второй

выход блока управления соединен с первыми входами первого и второго счетчиков и первыми входами первого и второго сумматоров, последователь-, но соединенные первые счетчик ,, 5 вентиль и сумматор и последовательно соединенные вторые счетчик, вентиль и сумматор, выходы первого и второго сумматоров соединены соответственно с первым-и вторым входа- ю ми третьего сумматора, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения ввода частотно-импульсных сигналов, а него введены первый is элемент И и триггер, выход которого соединен с вторым входом блока контроля и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управления, jo а выход первого элемента И соединен с вторыми входами первого и второго умножителей частоты, второй и третий элементы И,первые входы которых соединены с выходами первого и второго 25 умножителей частоты и с вторым и третьим входами вычислителя соответственно, инвертор, вход которого соединен с четвертым выходом блока управления и вторыми входами второго и третьего элементов И, первый и второй элементы ИЛИ, причем первый вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента И, вторым входом первого счетчика, а выход первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого вентиля, первый вход

второго элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента И и вторым входом второго счетчика, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом второго вентиля, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И, причем первый вход четвертого элемента И соединен с выходом инвертора и с первыми входами пятого, шестого и седьмого элементов И, второй вход четвертого элемента И соединен с вторым входом пятого элемента И и является входом, устройства , выход четвертого элемента И соединен с вто-рым входом первого элемента ИЛИ, выход пятого элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, вторые входы шестого и седьмого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами третьего сумматора, выход которого соединен с первьм входом триггера, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, выходы шестого и седьмого элементов И соединены соответственно с четвертым и пятым входами вычислителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Колгинский В.Е, Автономные доклеровские устройства и системы навигации. М., Советское радио,1975, с. 291-293.

2. Авторское свидетельство СССР ff 3tlO, кл. G 06 G 7/26, 1970 (прототип).

V J/

J/

/