Устройство для вычисления разности двух чисел Советский патент 1983 года по МПК G06F7/62 

(54)-УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ РАЗНОСТИ ДВУХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и може быть использовано в различных цифровых приборах и устройствах. Известно устройство для определен разности кодов или частот, содержащее счетчики промежуточной памяти, триггеры, устройства управления переносом информации, элементы И и ИЛИ счетчик результата 11Недостатком устройства является низкое быстродействие, так как относительное значение разности вычисляется с помощью промежуточного вычисления соотношения. Наиболее близким к изобретению является устройство для вычисления разности двух чисел, содержащее первый, второй и третий счетчики, певый, второй и третий триггеры, первы второй и третий элементы И, элемент ИЛИ и генератор тактовой частоты, причем счетные входы первого и второго счетчиков объединены между собой 2. Недостатком такого устройства является то, что оно вычисляет только абсои:ютную разность двух чисел. Цель изобретения - расширение , функциональных возможностей устройст ва за счет получения возможности вычисления относительной.разности двух чисел. Цель достигается тем, что в устройство введены управляег ый делитель частоты и переключатель на два пололожения, причемсчетный вход первого счетчика соединен с общим контактом переключателя, контакт первого положения которого соединен с выходом управляемого делителя частоты, а контакт второго положения - с тактовым входом управляемого делителя частоты и с выходом генератора тактовой частоты, выход первого счетчика соединен с входом установки в единицу первого триггера, прямой выход которого соединен с первыми входа1уш первого и второго элементов И, а инверсный выход с первым входом третьего элемента И, выход второго счетчика соединён с входом установки в единицу второго триггера, прямой-выход которого соединен со вторыми входами первйго и третьего элементов И, а инверсный выход - со . вторым входом второго эле1./йнта И, третьи входы первого, второго и третьего элементов.И объединены и соедич нены с выходом генератора тактовой частоты, установочные входы первого и второго счетчиков соединены соответственно с шинами записи вычитаемо го и уменьшаемого чисел, установочные входы управляемого делителя частоты соединенТ.соответственно с шино записи вычитаемого -числа, выход первого элемента И соединен с входом ус тановки в ноль первого и второго сче чиков и первого и второго триггеров, (ВЫХОД второго элемента И соединен с выходом первого элемента И, входом установки в единицу третьего триггера и с первым входом элементаИЛИ, второй вход которого соединен с входом установки в ноль третьего триггера и с выходом третьего элемента И, выход элемента ИЛИ соединен со счетным входом третьего счетчика, который является счетчиком результата, а инверсный выход третьего три гера является знаковым выходом устройства. На чертеже представлена блок-схема устройства. Схема содержит управляемый делитель 1 частоты, счетчики 2 ,. 3, шину 4 вычитаемого числа, шину 5 уменьшае мого числа, генератор 6 тактовой частоты, триггеры 7-9, элементы И 10 12, элемент ИЛИ 13, счетчик 14 результата и переключатель 15, на два положения, причем счетные входы счет чиков 2 и 3 объединены и соединены с общим контактом переключателя 1-5, контакт первого положения которого соединен с выходом управляемого делителя 1 частоты, а контакт второго положения - с тактовым входом управляемого делителя частоты и с выходом генератора 6 тактовой частоты выход счетчика 2 соединен с.входом установки в единицу триггера 7, прямой выход которого соединен с первыми входами элементов И 10 - 11, а инверсный выход - с первым входом элемента И 12, .выход счетчика 3 соединен с входом установки в единицу триггера 8,прямой выход которого соединен со вторыми входами элементов И 10 и 12, а инверсный - со вторым входом элемента И 11, третьи входы элементов И 10 - 12 объединены и соединены с выходом генерато ра б тактовой частоты, установочные входы счетчиков 2 и 3 соответственно , соединены с шиной 4 вычитаемого чис ла и шиной 5 уменьошаемого числа, ус тановочные входы управляемого делителя 1 частоты соответственно соединены с шиной 4 вычитаемого числа, выход элемента И 10 соединен с входами установки в ноль счетчиков 2 и 3 и триггеров 7 и 8, выход элемен та И 11 соединен с выходом элемента И 10, входом установки в единицу триггера 9 и с первым входом элемента ИЛИ 13, второй вход которого соединен с входом установки в ноль триггера 9 и с выходом элемента И 12, выход элемента ИЛИ 13 соединен со счетным входом счетчика 14 результата. Устройство работает следующим образом. По шинам 4-5 в управляемый делитель 1 частоты и счётчики 2-3 параллельным кодом записываются значения составляющих разности: уменьшаемого N и вычитаемого Nj,, после чего .начинается дополнение счетчиков 2-3 импульсами выходной частоты управляемого делителя 1 частоты f, - опорная частота коэффициент пропорциональности (при первом положении переключателя 15J , либо импульсами выходной частоты генератора 6 опорной частоты f, (при втором положении переключателя Рассмотрим работу устройства для случая, когда переключатель 15 находится в первом положении. Счетчики 2 и 3 имеют одинаковую N и переполяются соответст-. ственно NQ - N и о - 1м импульсами частоты f , т.е. интервал времени между моментами переполнения счетчиков определится как T.KN.|-f.i. Il IQ i Данный интервал в схеме предлагаемого устройства фиксируется следующим образом. Импульсы переполнения счечиков 2-3 устанавливают в единичное состояние RC-триггеры 7-8 последовательно во времени. Первым переполняется счетчик, в котором было записано большее число. Очередность срабатывания триггеров определяет разрешение на прохождение опорной частоты через один из элементов И 1112, EcjJri N, то первым срабатывает триггер 8 и сигнал разрешения проходит на вход элемента И 12. При срабатывании триггера 7 разрешающий сигнал блокируется. Таким образом, смена состояния элемента И 12 (либо элемента И 11 при N происходит через интервал времени между .переполнениями счетчиков 2-3,рав- .ный Ту,. В течение этого времени на вход элемента И 12 (либо ИЛИ 13 и через элмент ИЛИ 13 на вход счетчика 14 результата поступит импульс опорной частоты . H-T,. Таким образом, число N, записываемое В счетчике 14 результата, пропорционально относительному значению разности двух составляющих N и Nj. Соответствуюииим выбором значения- К ,можно получить отсчет результата в процентах, т.е. процентную разность ,двух чисел, отнесенную к значению вычитаемого М-- -юо/. N а разности определяется состояние триггера 9. Запись в триггер единичного состояния осуществляетопервый импульй с выхода элемента И 11 тогда, когда первый срабатывает триггер 7, т.е.. при bjj. Таким образом единичное состояние триггера 9 соответствует отрицательному значению : разности. Элемент И 10 служит для формирования импульса сброса всей схемы, кроме счетчика 14 результата после переполнения обоих счетчиков При установке переключателя 15 во второе положение, когда дополнение счетчиков 2-3 до полной емкости производится импульсами генератора 6 тактовой частоты, результат вычислений . представляет абсолютное значение разности N - Nj. Предложенное устройство позволяет вычислять разность двух чисел, как в абсолютных, так и в относительных (в частности г- в процентных) значениях по отношению к вычитаемому числу, что значительно расширяет его функциональные возможности. Формула изобретения Устройство для вычисления разности двух чисел, содержащее первый, второй и третий счетчики, первый, второй и третий триггеры, первый, второй и третий элементы И, элемен ИЛИ и генератор тактовой частоты, причем счетные входы первого и второ го счетчиков объединены между собой, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет вычисления относи тельной разности двух чисел, в него вве дены управляеъмй делитель частоты и иё ,Е еключатель на два положения, причем счетный вход первого счетчика соединен с общим контактом переключателя, контакт первого положения которого соединен с выходе управляемого делителя частоты, а контакт второго ; положения - с тактовым входом управляемого делителя частоты и с выходом генератора тактовой частоты, выход первого счётчика соединен с входом установки в единицу первого триггера/ прямой выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, а- инверсный выход - с первым входом третьего элемента И, выход второго счетчика соединен с входом установки в единицу второго триггера, прямой выход- которого соединён со вторыми входами первого и третьего элементов И, а инверсный выход - со вторым входом второго элемента и, третьи входы первого, второго и третьего элементов И объединены и соединены с выходом генератора тактовой частоты, установочные входы v первого и второго счетчиков соединены соответственно с шинами записи вычитаеомго и уменьшаемого чисел, установочные входы управляемого делителя частоты соединены соотве.тстио венно с шиной записи вычитаемого числа, выход первого элементй исоединен с входами установки в ноль первого и второго счетчиков и первого и второго триггеров, выход второго элемента И соединен с выходом первого элемента И входом установки в единицу третьего триггера и с первым входом элемента ИЛИ, второй вход ко.торого соединен с входом установки в. (ноль третьего триггера и с выходом третьего элемента И,выход элемента ИЛИ соединен со счетным входом третье го счетчика, который является счетчиком результата, а инверсный выход третьего триггера является знаковым выходом устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Гореликов Н.И., Лирман И.Г. Цифровой измеритель соотношения линейны скоростей вращающихся валов . - Приборы и системы управления, 10, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР № 686029, кл. G 06 F 7/62, 1977 (прототип ).