Устройство для сравнения чисел с допуском Советский патент 1983 года по МПК G06F7/04 

(Sl) УСТРОЙСТВО для СРАВНЕНИЯ ЧИСЕЛ С ДОПУСКОМ

1

Изобретение относится к автома тике, контрольно-измерительной тех нике и может быть использовано для реализации устройств, осуществляющих автоматическое слежение за отклонением величины, заданной в виде . двоичного числа, от ее эталонного (,номинального ) значения.

Известно устройство для сравнения двоичных чисел с эталоном в заданном поле, допуска, содержащее ждущий ге-нератор, первый выход которого соединен с входом сметчика, триггер,выход которого соединен с управляющим входом ждущего генератора, при этом первый вход триггера соединен с входом ждущего генератора, при этом первый вход триггера соединен с входом .записи и шиной записи входного числа, соединенной с установочными входами счетчика, соответствующие выходы которого соединены с входами многовхо-, дового элемента И 1.

К недостаткам данного устройства следует отнести низкое быстродействие и сложность.

Известно устройство для сравнения двоичных чисел,содержащее ждущий генератор, триггер, первый вход которого соединен с входом записи и шиной записи входного числа, соединенной, в свою очередь, с установочными входами счетчика C2J.

Недостатком данного устройства является его сложность, которая объясняется тем, что для каждого разряда необходимо иметь элемент ИЛИ и формирователь. ,

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для сравнения чисел с допуском, содержащее генератор импульсов, сметчики, триггеры, 2 элементы И, И-НЕ, причем выход генет ратора импульсов соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с информационными входами . первого, второго и третьего счетчиков. 399 aВХОДЫ установки в нулевое состояние счетчиков и триггеров соединены с шиной начальной установки устройства, выходы переполнения первого, второго и третьего счетчиков Соединены со входами установки в единичное состояние первого, второго и третьего .триггеров, соответственно, прямые выходы триггеров соединены со входами первого элемента И-НЕ, выход которого соединен со вторым входом элемента И и первой выходной шиной устройства, инверсные выходы первого и третьего триггеров и прямой выход второго триггера соединены со входами второго элемента И-НЕ, выход которого, соединен с третьим входом элемента И и второй выходной шиной устройства, прямые выходы первого и третьего триггеров и инверсный выход второго триггера соеди нены со входами третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с третьей выходной шиной устройства и четвертым входом элемента И, пятый вход которого соединен с шиной управления устройства ГЗЗНедостатком известного устройства является его сложность, связанная с использованием двух дополнительных многоразрядных счетчиков. Целью изобретения является упроще ние устройства и повышение быстродействия путем исключения дополнительных многоразрядных счетчиков. Поставленная цель достигается тем что устройство для сравнения чисел с допуском, содержащее ждущий генера тор,триггер,счетчик,счетный вход кото рого подключей к первому выходу ждущег генератора,дополнительно содержит делитель частоты, элемент И, коммутатор, причем вход запуска устройства соединен с единичным входом триггера и управляющим входом коммутатора, вы ход триггера соединен с входом запус ка ждущего генератора, первый выход которого соединен со входом делителя частоты, второй выход ждущего генера тора соединен с первым входом элемен та И, остальные входы которого соеди нены с выходом разрядов счетчика, выход элемента И является выходом устройства, информационные входы ком мутатора сое/}инены с информационными входами устройства, а выходы соедине ны с установочными входами счетчика, выход делителя частоты соединен с нулевым входом триггера. На чертеже представлена блок-схема стройства. Устройство содерх(ит ждущий генераор 1, триггер 2, делитель 3 частоты, четчик k, элемент И 5, выход 6 устойства, вход 7 записи и коммутаор 8. Устройство работает.следующим обазом. Пусть необходимо производить сравение входного двоичного числа талоннымМд,причем, в случае, когда .( ) а выходе 6 устройства, должен пояиться импульс, свидетельствующий, то N0 отличается OTNjt на величиу, не превышающую ±Мдот Коэффициент делени.я делителя часоты 3 импульсов К 2Мдол +1. Входы лемента И 5 соединены с теми выхоами счетчика, которые обеспечат его открывание по данным входам в том лучае, когда в счетчике оказывается аписанным число N,M,-N, Суть работы устройства заключатся в том, йто, если в счетчик записано число М(,причем Wn NBx 3T-NAon. то, подавая на вход счетчика 2Мдоп импульсов, на каком-либо из этих импульсов в счетчике обязательно окажется записанным число Н.ц в результате чего элемент И 5 будет открытым для прохождения соответствующего импульса со второго выхода ждущего генератора 1. Если сравниваемое входное число или импульса с выхода элемента И 5 за цикл сравнения не будет. Возможны следующие случаи при сравнении чисел. Если Ng Ng -NAQP процесс сравнения начинается с прихода импульса на 9ХОД записи 7 устройства. Данный импульс переписывает NBXB счетчик ft и перебрасывает триггер 2, в результате чего импульсы с ждущего генератора 1, с его первого выхода, наминают поступать на входы делителя 3 частоты и счетчика k. Со второго выхода ждущего генератора поступают импульсы на дополнительный вход элеS . 999ог 2 мента и 5. Импульсы со второго выхода ждущего генератора 1 имеют тот же период следовйния что импульсы с его первого выхода, не опережают последние на Q, Количество импуя сов, поступающих на входы счетчика k и элемента И 5. определяется коэф циентом деления делителя 3. Выходно импульс делителя 3 частоты, ооступа на второй вход триггера 2i перебрас вает его и прекращает работу ждущег генератора 1. На входы счетчика и элемента И 5 поступают ZhAQn+l импульсов, так как коэффициент делителя 3 частоты K 2NAor, +1. Итак, импульсы с выхода ждущега генератора 1 начинают поступать поочередно ня пополнительный вход эле мента И 5 и счетчика А. После посту ления на вход счетчика 2Мдр импуль , поскольку в нем было записано число Nj доп в счетчике окажетс записанным чИсло N АОП- ° результате ЭТОГО элемент И 5 оказывается откры тым для прохождения ( +1)-го и пульса со второго выхода х дущего ге нератора 1 на вход 6 устройства, ,()-ый импульс со второго выхода ждущего генератора 1 поступает на вход элемента И 5 и через него - на выход 6 устройства, свидетельствуя о том, что число Nbj( принадлежит заданному множеству. Если Ngy эг- Мдоп-Ь то в этом случае работа происходит анало гично рассмотренной за тем исключени ем, что после поступления на счетчик 2Мдд импульсов в нем окажется записанным число N(i| N - Млоп -Г + 2Мдоп NgT + . В результате этого (2Ыдоя О-ый импульс со второго выхода ждущего генератора 1 через элемент И 5 не сможет пройти на выход 6 устройства. (2Нддр +1)-ый импульс с первого выхода ждущего генератора запишет в счетчике « число NCM Ngj -МдрпЬ +2Мдоп +1 N5T+ Ндоп. Таким образом, элемент И 5 оказы вается открытым для прохождения (2Ндр + 2)-го импульса со второго выхода ждущего генератора. Но поскольку на выходах ждущего генератора 1 присутствует только ( О импульсов,-за цикл сравнения на выходе 6 устройства импульса не появит ся..

Если N.

то после

ex - . ,. записи в счетчик числа Ng .элемент

И 5 будет открытым.

Таким образом, первый импульс со второго выхода ждущего генератора Т сразу же пройдет через элемент И 5 на выход устройства 6, свидетельствуя тем самым, что К„ .принадлежит заданному множеству. Здесь же отметим, что первый (так же как и последний) импульс, поступая на вход счетчика , изменит его состояние, в результате чего элемент И 5 оказывается закрытым для прохождения остальных импульсов со второго выхода ждущего генератора 1. Предлагаемое устройство полностью выполняет функции сравнения двоичного числа с эталонным в заданном поле допуска. По сравнению с известными устройствами предлагаемое обладает хорошим быстродействием и является в то же время достаточно простым. Так как исключаются дополнительные многоразрядные счетчики. Быстродействие предлагаемого устройства определяется так тогда как быстродействие известного устройства определяется как ТСР2 ) + , где N - разрядность счетчика, t f - период следования импульсов генератора. Поскольку в общем случае 2N.,jpf1 (2 - N37) + Мд„п . то следовательно Т(. Таким образом, быстродействие предпредлагаемого устройства выше. Формула изобретения Устройство для сравнения чисел с допуском, содержащее ждущий-генератор, триггер, счетчик,счетный вход которого подключен к первому выходу ждущего генератора, о т л и ч аю щ е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения быстродействия, устройство содержит делитель частоты, элемент И, коммутатор, причем вход запуска устройства соединен с единичным входом триггера и управляющим входом коммутатора, выход триггера соединен с входом запуска ждущего генератора, первый выход яоторого соединен с входом делителя частоты, второй выход ждуего генератора соединен с первым 7 э входом элемента И, остальные входы которого соединены с выходом разрядов счетчика, выход элемента И является выходом устройства, информационные входы коммутатора соединены с информационными входами устройства, а выходы соединены с установочными входами счетчика, выход делителя частоты соединен с нулевым входом триггера. Источники информации, инятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР it89103, кл. G Об F 7/02, 1972.. 2.Авторское свидетельство СССР 52827, кл. G П6 F 7/ОА, 1973. 3.Авторское свидетельство СССР , кл. G Об F 7/0, 1979 рототип).

I

7S Jr

2i

::.

/ 1

Hi