Преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный код угловых единиц

 

Изобретение относится к автоматике и цифровой вычислительной технике , может быть использовано в измерительных и управляющих системах, предназначено для согласования системы программного управления с внешними устройствами, например с датчиками обратной связи, с шаговым приводом и т.д., работающими в различных системах представления информации . Цель изобретения - повышение достоверности выходной информации. Достигается введением мультиплексора 4, ПЗУ 2, дешифратора нуля 14, третьего элемента И 11 и второго элемента НЕ 7 с соответствующими связями. Благодаря указанным отличиям преобразователь позволяет повысить достоверность выходной информации путем ее коррекции при сбоях. 6 ил., 1 табл. (Л 2} СО 4 Ф fpue.J

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А2 (5() 4 Н 03 М 7 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ...

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

16

18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTVM (61) 1124282 (21) 4033275/24-24 (22) 07.03.86 (46) 30.10.87. Бюл. У 40 (71) Горьковский исследовательский физико-технический институт при Горьковском государственном университете им. Н.И.Лобачевского (72) Н.Н.Макаров (53) 681.325(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1124282, кл. Н 03 M 7/12, 1984. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДВОИЧНОГО КОДА

В ДВОИЧНО-ДЕСЯТИЧНЬП1 КОД УГЛОВЫХ ЕДИНИЦ (57) Изобретение относится к автоматике и цифровой вычислительной технике, может быть использовано в измерительных и управляющих системах, предназначено для согласования системы программного управления с внешними устройствами, например с датчиками обратной связи, с шаговым приводом и т.д., работающими в различных системах представления информации. Цель изобретения — повышение достоверности выходной информации.

Достигается введением мультиплексора

4, ПЗУ 2, дешифратора нуля 14, третьего элемента И 11 и второго элемента

НЕ 7 с соответствующими связями. Благодаря укаэанным отличиям преобразователь позволяет повысить достоверность выходной информации путем ее коррекции при сбоях. 6 ил., 1 табл.

1 13

Изобретение относится к автоматике и цифровой вычислительной технике, может быть использовано в измерительных и управляющих системах, предназначено для согласования системы программного управления с внешними устройствами, например, с датчиками обратной связи, с шаговым приводом, с устройствами индикации и т.д., работающими в различных системах представления информации, и является усовершенствованием преобразователя по авт.свид, У 1124282.

Цель изобретения — повышение достоверности выходной информации.

На фиг.1 приведена функциональная схема преобразователя; на фиг.2 — 5варианты выполнения соответственно мультиплексора, схемы сравнения,двоично-десятичного счетчика и дешифратора нуля; на фиг ° 6 — временные диаграммы работы преобразователя.

Преобразователь (фиг.1) содержит группу элементов ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 1, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 2, сумматор 3, мультиплексор

4, регистр 5, элементы НЕ 6, 7, схему 8 сравнения, элементы И 9-!1, реверсивный двоично-десятичный счетчик 12, элемент ИЛИ 13, дешифратор

14 нуля> входы 15 константы, тактовый вход 16 преобразователя, вход 17

"Сброс", информационные входы 18 двоичного кода, выходы 19, 20 положительных и отрицательных чисел унитарного кода, выходы 21 двоично-десятичного коДа.

Мультиплексор 4 (фиг.2) выполнен на элементе НЕ 22 и элементах 2И—

2ИЛИ 23.

Схема сравнения 8 (фиг.3) выполнена на группе элементов НЕ 24, и-разрядном комбинационном сумматоре 25 и элементах ИЛИ вЂ” НЕ 26, 27.

Двоично-десятичный счетчик !2 (фиг ° 4) выполнен на реверсивных счетчиках 28-32, причем счетчики 28, 30, 31 имеют основания "10", счетчики

29, 32 — соответственно основания "6" и "8"

Дешифратор 14 нуля (фиг.5) содержит элементы ИЛИ 33, 34, элемент НЕ

35 и триггеры 36, 37.

На входе 15 присутствует двоичный

N-разрядный код константы, который формируется подачей высокого потенциала на контакты, соответствующие единичным разрядам константы и нуле49008

55 вого потенциала, например корпуса, на остальные контакты, На вход 18 подается двоичный п-разрядный код преобразуемого числа. Изменение входного двоичного кода должно происходить синхронно со срезом либо при паузе тактового сигнала, присутствующего на входе 16.

При подаче на вторые входы элементов 1 и вход переноса сумматора 3 единичного сигнала осуществляется преобразование кода константы С в отрицательный дополнительный код,при этом сумматор 3 выполняет операцию вычитания А — С, Сумматор 3 и регистр

5, замкнутые в кольцо, представляют собой накапливающий сумматор, который на каждый стробирующий импульс на входе регистра прибавляет или отнима ет от записанного в регистр 5 двоичного кода А, код константы С.

Мультиплексор 4 при единичном сигнале П пропускает на вход регистра

N-разрядный код с выхода сумматора 3, а при нулевом — n-разрядный код с

ПЗУ 2. Если и меньше N, первые входы

Ч вЂ” п элементов 23 заземляются. В

ПЗУ 2 записываются двоичные и-разрядные коды контрольных точек, Контрольные точки выбираются по всему диапазону преобразуемых углов с равными ингервалом. В таблице программирования

ПЗУ представлены коды 35 контрольных точек в десятичном коде (входы ПЗУ) и в двоичном виде (выходы ПЗУ), взяо тые через 20 в диапазоне преобразуемых углов от — 359 59 до +359 59 .

Схема 8 сравнения формирует сигнал

"Меньше", если код А меньше кода В и "Больше", если код А больше кода

В. Числа А и В могут быть положительными и отрицательными, предСтавленными дополнительным кодом. На входы

А < — А„сумматора 25 подаются старшие п разрядов Ч-разрядного двоичного кода с регистра 5. Сумматор 25 формирует разность А-В ° Если старший знаковый разряд разности единичный, то А с R, а если нулевой, то А > В.

Сигнал А) В формируется при нулевом знаке и при разности, отличной от нуля. Пороговая зона схемы 8 сравнения равна цене младшего разряда входного кода. На счетчиках 28, 29 формируются единицы и десятки угловых минут, на счетчиках 30, 31 — единицы и десятки градусов, а на счетчике 32 со тни градусов и знак . Отрицательные

1 349008 углы представляются в дополнительном коде, например, угол — 25 будет представлен на счетчике как дополнение до 360 в виде 358 35, при этом на третьем знаковом выходе счетчика

32 будет единичный сигнал. Диапазон углов, которые могут быть записаны в счетчике, от -359 59 до +359 59

По входам R счетчики 28-32 устанавливаются в нулевое состояние.

Дешифратор 14 нуля формирует инверсный сигнал с длительностью, равной периоду тактовой частоты при переходе младших разрядов счетчика 12 в нулевое состояние. При наличии на входах 1-п хотя бы одной единицы на выходе элемента ИЛИ 33 имеется единичный сигнал, а триггеры под действием тактового сигнала "С" поддерживаются в единичном состоянии, При установлении нулевых сигналов на входах 1-т на выходе элемента

ИЛИ 33 устанавливается также нулевой сигнал, который поступает на вход элемента ИЛИ 34, на втором входе которого присутствует нулевой сигнал с инверсного выхода триггера 37. На выходе дешифратора 14 нуля появляется инверсный сигнал.

Триггеры 36 и 37 осуществляют задержку фронта сигнала с выхода элемента ИЛИ 33 каждый на полтакта. Через время, равное периоду тактового сигнала, триггер 37 устанавливается в нулевое состояние, и на его инверсном выходе появляется единичный сигнал, запрещающий формирование инверсного сигнала на выходе дешифратора нуля.

Преобразователь работает следующим образом.

В начале преобразования на вход

17 подается сигнал "Сброс", который устанавливает регистр 5 и счетчик 12 в нулевое состояние. При наличии на входе 18 положительного входного кода схема 8 сравнения выдает сигнал

"А а В", который разрешает прохождение тактовых импульсов с входа 16 через элемент И 9 на вход "+" счетчика

12 и через элемент ИЛИ 13 на синхровход регистра 5, записывая в него код с сумматора 3. Так как на выходе

"А > В" схемы сравнения присутствует нулевой сигнал, то к содержимому регистра 5 при поступлении каждого стробирующего сигнала прибавляется константа С. Процесс преобразования происходит до тех пор, пока на выходе схемы 8 сравнения не исчезнет сигнал

А В. При этом на выход 19 поступает число импульсов D (В/Cj +1, а в

5 счетчике 12 формируется двоично-десятичный код в угловых единицах, соответствующий входному двоичному коду.

В регистре 5 при этом находится дво". ичный код А, близкий к В. После преобразования кода преобразователь переходит в следящий режим работы. При изменении входнОго кода код в счетчике 12 отслеживает входной код, преобразованный в угловые единицы, а количество импульсов на выходах 19, 20 указывает на направление изменения кода и величину изменения, выраженную в угловых единицах.

Преобразование отрицательных чисел, представленных дополнительньм кодом, осуществляется аналогично, лишь с тем отличием, что схема 8 сравнения формирует единичный сигнал на

25 выходе А > В и к содержимому регистра

5 прибавляется константа С со знаком минус. В счетчике 12 при этом формируется отрицательный код, являющийся о дополнением до 360, а старший знако30 вый разряд счетчика устанавливается в единичное состояние.

Если в процессе преобразования и слежения эа входньм кодом выходной код счетчика 12 сравняется с кодом

35 одной из контрольных точек, например с точкой В, (см.фиг.6), на выходе

ПЗУ 2 под действием старших разрядов выходного десятичного кода появляется двоичный код контрольной точки В< .

40 Младшие нулевые разряды выходного двоичного кода, поступая на дешифратор 14 нуля, формируют на его выходе инверсный сигнал, который запрещает работу элементов И 9, 10 и подключа45 ет через мультиплексор 4 выходы ПЗУ 2 к регистру 5.

Одновременно активизируется элемент И 11, и ближайпплй тактовый импульс, проходя через элементы 11, 13, 50 записывает в регистр 5 двоичный код контрольной точки. Если ранее в преобразователе был сбой и десятичный эквивалент кода не соответствует входному двоичному коду, то код в регистре 5 и код контрольной точки различаются на величину ошибки, как это показано на фиг.б в интервале времени,, После записи кода контрольной точки в регистр 5 на выходе схемы

5 134 сравнения появляется сигнал А (В (А В) и код в регистре 5 начинает увеличиваться (уменьшаться), приближаясь к входному коду В, а на выходы

19 и 20 преоб ра зова те ля и в сч е тчик

12 поступает дополнительное количество импульсов, которое компенсирует ошибку в выходном коде, полученную в результате сбоя, Процесс коррекции выходного кода показан на диаграмме (фиг,6) в интервале времени

Если в преобразователе сбой отсутствует, то коды регистра 5 и контрольной точки совпадают, а режим работы преобразователя не изменяется, как это показано на фиг.6 при переходе через контрольную точку В . На фиг,6 показаны также выходные сигналы, которые формируются элементами преобразователя в описанных выше режимах работы.

В преобразователе производится коррекция не только ошибок, вызванных сбоями, но также ошибок, вызванных неточностью задания константы, благодаря чему требования к точности константы снижаются. Константа С определяется следующим образом:

С

В

0 где  — максимальное двоичное пре а образуемое число;

D „ - число угловых единиц в максимальном преобразуемом числе °

Погрешность Ь С константы определяется О

С

ЬС

gD где Ь0 — интервал между двумя контро ль ными точк ами в уг лов ых единицах.

Пример. Преобразователь 16разрядного двоичного кода в код градусов, угловых минут с интервалом меж6 ду контрольными точками 20 . Старший

l6-разряд — знаковый.

В „ = 2 32768.

Э „ = 360 60 = 21622.

9008 аР 20 60 1200.

32768

С вЂ --- = 1,517037.

1 517037

ЬС - -- †-- 0,00125.

-1О

Так как 4С ъ 2, значение константы С можно задать двоичной дробью с 9 дробньии разрядами:

С 0000000000000001 1000010000000000000000001, 100001 °

Итак, для рассмотренного примера

N 22, М 18; m 12, так как при о

dD - 20 младшие 12 разрядов кода на выходе счетчика 12 для всех контрольных точек нулевые.

В таблице представлены коды контрольных точек для рассмотренного примера.

Формула изобретения

Преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный код угловых еди25 ниц по авт,св, У 1124282, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности выходной информации, в него введены мультиплексор, постоянное запоминающее устройство, второй элемент HE третий элемент И и дешифратор нуля, входы которого соединены с выходами группымладших разрядов двоично-десятичного счетчика, а выход — с входом управления мультиплексора, с четвертьии входами первого и второго элементов И и через второй элемент НŠ— с первьи входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с синхровходом де40 шифратора нуля, и с тактовьи входом преобразователя, а выход — с третьим входом элемента ИЛИ, выходы группы старших разрядов двоично-десятичного счетчика соединены с входами постоян45 ного запоминающего устройства, выходы которого соединены с первой группой входов мультиплексора, вторая группа входов которого подключена к выходам сумматора, а выходы — к информационным входам регистра.

1349008 вькоды ПЗУ есятнчный

Входы ПЗУ код конт15 14 13 12 1! )0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 рольной точки

6 5 4 3 2 ) О О 0 О О О О О 0 О О О 0 0 О О О О О О 0 О С

О О О О О 1 0 О О О О I 1 1 О О О 1 I О О 20

0 0 О О 1 0 О 0 О О I 1 1 О 0 О I 1 ) О О О 40

О 0 О I 1.0 О 0 ) 0 1 0 1 0 I 0 1 О l О О 60

0 О О О 0 0 О. О 1 1 О О О 1 1 ) О О О 1 80

0 0 1 О О О О О 0 О О I 1 1 О, О 0 1 1 1 О 100

О 0 1 О О I 0 0 ) О l О 1 О 1 О l О 1 О 1 О 120

О О 1 О 1 О 0 . 0 I t О О 0 I l О О О 1 1 О )40

0 0 I О 1 1 О О I 1 1 0 О О ) I О О О .1 160

О О 1 I О О О I О О О О О О 0 О 0 0 О 0 О О 180

0 I О 0 О О О I О О О 1 ) I 0 О О 1 I 1 О О 200

О 1 0 0 О 1 О I О О 1 1 1 О О О I I 1 О О О 220

0 1 0 О I 0 О l О О 1 О 1 О I О 1 О 1 О О 240

О I 0 О 1 1 О 1 О l I 1 О 0 О 1 1 0 О О 1 260

О 1 О 1 О О О I 1 О О О ) 1 1 О О О 1 1 1 О 280

О 1 ) О О О О 1- О 1 О О 1 О 1 О 1 О 1 О 300

0 1 1 О О ) О 1 1 ) О О О I I l О О О 1 О 320

О 1 I О I О О I 1 ) 1 О О О l 1 1 О О О 1 1 340

1 О О О О 1 I О О О 0 1 I 1 О О О 1 ) 1 О

1 -20

1 0 О О ) 0 1 О О О 1 t О О О ) 1 О 1 О -40

l О О О ) I 1 О О 1 О 1 О l О 1 О I О 1 1 О -60

I О О 1 О О 1 О О 1 I I О О О I 1 1 О О 1 О -80

1 О 1 О 0 0 1 О 1 О О О 1 1 l О О О 1 ) I 1 -100

1 0 1 0 О 1 О 1 О 1 О 1 О 1 О 1 0 l О О -120

1 О 1 О 1 О I О I 1 О О О 1 1 1 О О 1 О О О -140

I О I 0 I 1 I О I I О О О 1 1 1 О О 1 О О -160

1 0 1 О О 1 ) 0 0 0 О О О О О О О О О О О -180

1 I О О О 9 1 1 О О О 1 I 1 О О О 1 1 1 О 1 -200

) ) О О О 1 l 1 О О 1 I 1 О О О 1 1 1 0 1 О -220!

1349008

Продолжение таблицы

Входы ПЗУ выходы ПЗУ Десятичный код, конт»

16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 I рольной точки б 5 4 3 2 1

1 1 О О О I I О I О 1 О I О 1 О 1 О 1 1 О -240

1 1 О О 1 I 1 О 1 I О О О I I I О О I О -260

1 I О 1 О О 1 1 1 О О О I I 1 О О О 1 I 1 I -280

1 1 1 О 0 О I I О 1 О I О t О 1 О I О О -300

1 I I О О I 1 l I О О О I 1 I О О 1 О О О -320

I 1 l О l О I I I I 1 О О О 1 I 1 О О 1 О О -340

1 349008

Рие. 6