Устройство для сравнивания рефлексных кодов

 

(и) 458823

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (Q qq Q > li> о т г " v (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 16.05.72 (21) 1785611/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30.01.75. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 10.03.75 (51) М. Кл. G 061 7/04

Государственнын комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 681.325.66 (088.8) по делам иэобретений и открытий (72) Автор изобретения

В. В. Яснопольский

Институт автоматики (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ РЕФЛЕКСНЫХ КОДОВ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть ,использовано при реализации автоматизированных систем контроля и управления, в частности систем программного управления.

Известны устройства для сравнения двух величин, представленных в рефлексном двоичном коде, содержащие задающий генератор, связанный выходом с входом распределителя импульсов, выходы которого, кроме двух последних, через две группы элементов «И», другие входы которых связаны с шинами сравниваемых кодов, подключены к входам установки в единичное состояние двух триггеров, а через два элемента «ИЛИ», другие входы которых связаны с последним выходом распределителя импульсов, с входами установки в нулевое состояние тех же триггеров, соответствующие выходы триггеров и предпоследний выход распределителя импульсов че,рез другие элементы «И» и цепи формирования сигналов соединены с выходными шинами устройства.

Однако известное устройство имеет узкую область применения, так как оно определяет только знак разности сравниваемых величин и .не определяет абсолютной величины этой разности. Из-за этого известное устройство может быть применено только в релейных следящих системах или в релейных системах регулирования.

Предложенное устройство отличается тем, что в него введены две группы элементов «И», элемент «ИЛИ», элемент задержки, схема выбора направления счета, реверсивный счетчик рефлексного кода, блок совпадения кодов, два триггера, причем счетный вход первого триггера соединен с выходами одной из первых

10 групп элементов «И», а вход установки в нулевое состояние — с последним выходом распределителя импульсов, а его выходы через схему выбора направления счета — с установочными входами второго триггера, счетный

15 вход которого через элемент задержки связан с выходом элемента «ИЛИ», входы которого соединены с выходами распределителя импульсов, другие входы схемы выбора направления счета связаны с выходными шинами

20 устройства и с предпоследним выходом ра;.пределителя импульсов, а выходы второго триггера соединены оо счетными входами реверсивного счетчика рефлексного кода, установочные входы которого связаны с выхода25 ми третьей группы элементов «И», одни из входов которых связаны с входными шинами одного из сравниваемых чисел, другие — с последним выходом распределителя импульсов, а выходы — с входами блока совпадения

30 кодов, другие входы которого соединены с ши458823 нами другого сравниваемого числа, а выход— с одним из входов четвертой группы элементов «И», другие входы которых связаны с выходами распределителя импульсов, а выходы через цепи формирования сигналов с выходными шинами устройства. Это позволяет расширить функциональные возможности устройства.

Блок-схема устройства приведена на чертеже,.

Устройство состоит из задающего генератора 1, распределителя импульсов 2, первой и второй групп логических элементов «И» З,и 4, логических элементов «ИЛИ» 5 и 6, триггеров 7 и 8, элементов «И» 9 и 10, цепей 11 и 12 формирования выходных сигналов, триггера

13, схемы 14 выбора направления счета импульсов, счетного триггера 15, реверсивного счетчика рефлексного кода 16, третьей группы элементов «И» 17, элемента «ИЛИ» 18, элемента задержки 19, блока 20 совпадения кодов, четвертой группы элементов «И» 21 и целей 22 формирования выходных сигналов.

Выход задающего генератора 1 соединен с входом распределителя импульсов 2. Если т — число разрядов сравниваемых кодов и и — наибольшая абсолютная величина их разности, определяемая устройством, то число состояний распределителя импульсов должно превышать большее из чисел m и т+1 не менее, чем на два.

Первые m выходов распределителя импульсов 2 присоединены к входам первой и второй групп элементов «И», другие входы которых соединены с шинами а, а, ..., а„и b>, b2, ..., b соответствующих разрядов сравниваемых двоичных рефлексных кодов а, ..., а, а и

b, ..., b2, b> (a> и b> — младшие разряды кодов, а и b — старшие разряды), а выходы — с общими групповыми шинами а и b.

Шина а соединена с входом установки в единичное состояние триггера 7 и через элемент «ИЛИ» 6 — с входом установки в нулевое состояние триггера 8. Шина b соединена с входом установки в единичное состояние триггера 8 и через элемент «ИЛИ» 5 — со входом установки в нулевое состояние триггера 7. К входам тех же элементов «ИЛИ» присоединен также последний выход распределителя импульсов 2.

Единичный выход триггера 7 и .нулевой выход триггера 8 ооеди нены с входами элемента «И» 9, выход которого через цепь формирования 11 связан с выходной шиной А устройства. Аналогично единичный выход триггера 8 и нулевой выход триггера 7 соединены с входами элемента «И» 10, выход которого через цепь формирования 12 связан с выходной шиной В. К другим входам элементов «И»

9 и 10 присоединен предпоследний выход распределителя импульсов 2.

Счетный вход триггера 13 присоединен к шине b, вход установки в нулевое состояние— к последнему выходу распределителя импульсов 2. Выходы триггера 13, предпоследний вы5

65 ход распределителя импульсов 2 и выходные шины А и В устройства соединены с входами логической схемы 14 выбора направления счета импульсов, выходы которой присоединены к установочным входам триггера 15.

Первые и выходов распределителя импульсов 2 соединены с входами элемента «ИЛИ»

18, выход которого через элемент задержки 19 связан со счетным входом триггера 15. Выходы триггера 15 соединены со счетными входами реверсивного счетчика рефлексного кода 16.

Последний выход распределителя импульсов

2 присоединен к входам третьей группы элементов «И» 17, другие входы которых соединены с шинами соответствующих разрядов второго из сравниваемых двоичных рефлексных кодов b ..., b2, b1,. Выходы этои группы элементов «И» соединены с входами установки в единичное состояние соответствующих разрядов счетчика 16. Вход 23 установки в нулевое состояние счетчика 16 присоединен к предпоследнему выходу распределителя импульсов 2.

Единичные выходы всех разрядов счетчика

16 b,b »...,b соединены с входами блока

20 совпадения кодов, другие входы которого связаны с входными шинами соответствующих разрядов первого,из сравниваемых кодов а,..., а,, а,. Выход блока совпадения кодов соединен с входами четвертой группы элементов «И» 21, другие входы которых соединены с первыми и+1 выходами распределителя импульсов 2, а выходы через цепи формирования 22 связаны с соответствующими выходными шинами сц,сь...,с устройства.

Устройство для сравнения рефлексных кодов работает следующим образом.

Сравниваемые двоичные рефлексные коды а,„, ...,а2, а, и bm, ..., bq, bl подаются на соответствующие входные шины устройства в параллельной форме, т. е. одновременно по всем двоичным разрядам, в виде комбинаций высоких и низких потенциалов, представляющих двоичные единицы и нули.

Задающий генератор 1 периодически запускает распределитель импульсов 2. Выходные импульсы распределителя, последовательно во времени появляющиеся на его первых m выходах, поступают на входы первой и второй групп элементов «И» 3 и 4, на другие входы которых в виде высоких и низких потенциалов поступают соответствующие разряды сравниваемых .кодов. При этом на общих групповых шинах а и b последовательно во времени появляются разряды сравниваемых кодов, начиная с младших разрядов а1 и Ьь причем единицам соответствует появление импульсов, нулям — их отсутствие.

Если в том или ином i-м разряде первый из сравниваемых кодов am,...,а2, а, содержит единицу (а;=1), а второй код b,..., b, bk— нуль (Ь;=О), то выходной импульс распределителя проникает только на шину а, что вызывает установку триггера 7 в единичное со458823

15 гю

5 стояние и триггера 8 в нулевое состояние. Если а;=0 и b;=1, то выходной импульс распределителя проникает только на шину b, что вызывает установку триггера 7 в нулевое состояние,и триггера 8 в единичное состояние.

Если а,=1 и b,=1, то выходной импульс распределителя проникает на обе шины а и b, что вызывает переход обоих триггеров 7 и 8 в состояния, противоположные предыдущим состояниям этих триггеров, т. е. оба триггера в этом случае работают как триггеры со счетными входами. При совпадении нулей в том или ином разряде сравниваемых кодов (а;=О, 6; = О) выходной импульс р аспределителя не проникает ни на одну из шин а и b и триггеры 7 и 8 не изменяют своих состояний.

В конце каждого цикла сравнения кодов состояния триггеров 7 .и 8 определяют, какой из сравниваемых кодов а, „а, а и

bm, ..., b>, bI больше. Если триггер 7 оказывается в единичном состоянии, а триггер 8 в нулевом, то первый код больше второго. Если, на"борот, триггер 7 оказывается в нулевом состоянии, а триггер 8 в единичном, то второй код больше первого. В двух остальных случаях, т. е. когда состояния обоих триггеров оказываются одинаковыми (единичными или нулевыми), сравниваемые коды равны.

Результат сравнения кодов в каждом цикле сравнения обрабатывается следующим образом. Предпоследний выходной импульс распределителя импульсов 2 поступает на входы элементов «И» 9 и 10, остальные входы которых присоединены к выходам триггеров 7 и8.

В зависимости от того, какой из сравниваемых кодов больше, т. е. от знака разности кодов, возбуждается одна из цепей формирования 11 и 12 и формирует импульс заданной длительности. Последний выходной импульс распределителя поступает через элементы

«ИЛИ» 5 и 6 на входы установки в нулевое состояние триггеров 7 и 8 и устанавливает эти триггеры в исходное нулевое состояние. Если результат сравнения кодов в ряде последовательных циклов сравнения один и тот же, то на выходе возбуждаемой в каждом цикле цепи формирования 11 или 12 формируется последовательность импульсов с частотой, равной частоте повторения циклов сравнения.

При необходимости эта последовательность импульсов может быть преобразована в потенциальный сигнал.

Таким образом, в зависимости от знака разности сравниваемых двоичных рефлексных кодов на одной из выходных шин А или В устройства появляется соответствующий выходной сигнал. Если сравниваемые коды равны, ни один из выходных сигналов А или В не появляется.

Одновременно с определением знака разности сравниваемых двоичных рефлексных кодов в описываемом устройстве определяется и абсолютная величина их разности в требуемом диапазоне, что составляет основную отличительную особенность устройства. Определение абсолютной величины разности сравниваемых кодов осуществляется следующим образом.

В каждом цикле сравнения колов ослелгвательный кол второй из сравниваемых величин b„,, ...,4, b поступает с шины b на счетный вход триггера определения четности 13.

Поскольку четность двоичного рефлексного кода определяется четностью числа единиц в нем, а триггер 13 перед началом каждого цикла сравнения устанавливается в нулевое исходное состояние, то к концу цикла сравнения триггер 13 оказывается в нулевом состоянии при четном коде второй из сравниваемых величин или в единичном состоянии при нечетном коде.

В конце каждого цикла сравнения кодов предпоследний выходной импульс распределителя импульсов 2 поступает на вход логической схемы выбора направления счета 14. выходы которой соединены с установочными входами делительного триггера 15. При этом в зависимости от четности второго из сравниваемых двоичных рефлексных кодов

b, ...,4, бь т. е. от состояния триггера определения четности 13, и от знака разности сравниваемых кодов, т. е. от наличия одного из сигналов А и В на выходных шинах устройства, делительный триггер 15 устанавливается в единичное или нулевое исходное состояние в соответствии с логическими формулами

Ab„„g/Bb„ х, Ab„g Bb„, - у. где б„и b„„— сигналы четности и нечетности второго из сравниваемых кодов на нулевом и елиничном выходах триггера 13, х и у — сигналы на единичном и нулевом выходах лелительного триггера 15. Одновременно предпоследний выходной импульс распрелелителя устанавливает реверсивный счетчик рефлексного кода 16 в нулевое состояние.

Последний выходной импульс распределителя устанавливает триггер 13 в нулевое состояние, подготавливая его тем самым к следующему циклу сравнения кодов. Одновременно этот импульс поступает .-на входы третьей группы элементов «И» 17, на другие входы которых параллельно поступают разряды второго из сравниваемых двоичных рефлексных кодов b, ..., b, b, и тем самым вводит этот код в счетчик 16.

Таким образом, к началу очередного цикла сравнения кодов а...,, а, а, и b„„ b, b, в реверсивный счетчик двоичного рефлексного кода 16 введен второй из сравниваемых колов, а делительный триггер 15 установлен в исходное состояние, определяющее направление счета импульсов в зависимости от знака разности сравниваемых кодов и от четности второго из них.

В очередном цикле сравнения кодов первые и выходных импульсов распределителя импульсов 2 через общий элемент «ИЛИ» 18 и

65 элемент задержки 19 последовательно во времени поступают на счетный вход триггера 15.

Элемент задержки 19 обеспечивает задержку импульсов на время, меньшее интервала между соседними выходными импульсами распределителя импульсов 2.

Переключение триггера 15 под действием импульсов на его счетном входе вызывает появление на счетных входах реверсивного счетчика, рефлексного кода 16 последовательности сигналов хуху... или последовательности ухух.... и изменение содержимого счетчика в направлении приближения его к первому из сравниваемых кодов а, ..., a>, aI. Если при числе импульсов, меньшем или равном п, параллельный двоичный рефлексный код

b, ..., b, b > на выходах реверсивного счетчика 16 во всех разрядах совпадает с первым из сравниваемых кодов а, ..., а, aI, то на выходе блока совпадения кодов 20 появляется сигнал совпадения. Этот сигнал поступает на входы четвертой группы элементов «И» 21, другие входы которых соединены с первыми и+1 выходами распределителя импульсов 2.

При этом в зависимости от абсолютной величины, разности сравниваемых кодов на выходе одного из элементов «И» появляется импульс, возбуждающий одну из цепей формирования

22, номер которой соответствует абсолютной величине разности кодов (в единицах квантования сравниваемых величин). На выходе этой цепи формирования формируется импульс заданной длительности. Если результат сравнения, кодов в ряде последовательных циклов сравнения один и тот же, то на выходе возбуждаемой в каждом цикле цепи формирования формируется последовательность импульсов с частотой, равной частоте повторения циклов сравнения. При необходимости эта последовательность импульсов может быть преобразована в потенциальный сигнал.

Таким образом, в зависимости от абсолютной величины разности сравниваемых двоичных рефлексных кодов (если она не превосходит п) на одной из выходных шин с, cI, ..., с устройства появляется соответствующий выходной сигнал.

Так,,например, если сравниваемые коды равны, сигнал поразрядного совпадения кодов появляется на выходе блока совпадения

20 в самом начале каждого цикла сравнения, и первый выходной импульс распределителя импульсов 2 через соответствующий элемент

«И» возбуждает первую цепь формирования, что приводит к появлению сигнала на выходной шине со устройства. Если сравниваемые коды отличаются на одну единицу квантования, то сигналы совпадения кодов в каждом цикле сравнения появляются на выходе блока совпадения 20 лишь после того, как содержимое счетчика изменится на единицу; при этом второй выходной импульс распределителя через соответствующий элемент «И» возбуждает вторую цепь формирования, что приводит к появлению сигнала на выходной шине с> устройства. Аналогично при абсолютной величине разности сравниваемых,кодов, равной двум единицам, появляется сигнал на выходной шине с, при разности, равной трем еди,ницам, — сигнал на выходной шине с и т. д.

Если разность превышает и единиц, то не появляется ни один из выходных сигналов с, CI,...,С„.

Таким образом, при абсолютной величине разности сравниваемых кодов, не превышающей п, на выходных шинах устройства для сравнения рефлексных кодов формируются сигналы, характеризующие и знак разности (А или B) и абсолютную ее величину (сю, сь ..., с„); если же абсолютная ее величина разности превышает п, то на выходах устройства формируются только сигналы, характеризующие знак разности (А или В).

Важной особенностью описываемого устройства является периодичность повторения циклов сравнения кодов, причем частота повторения циклов сравнения должна быть значительно выше частоты изменения сравниваемых кодов и частотного спектра внешних помех.

Предмет изобретения

Устройство для сравнения рефлексных кодов, содержащее задающий генератор, связанный выходом с входом распределителя импульсов, выходы которого, кроме двух последних, через две группы элементов «И», другие входы которых связаны с шинами сравниваемых кодов, подключены к,входам установки в единичное состояние двух триггеров, а через два элемента «ИЛИ», другие входы которых связаны с последним выходом распределителя импульсов, с входами установки в нулевое состояние тех же триггеров, соответствующие выходы триггеров и предпоследний выход распределителя импульсов через другие элементы «И» .и цепи формирования сигналов соединены с выходными шинами устройства, отл ич а ющееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены две группы элементов «И», элемент «ИЛИ», элемент задержки, схема выбора направления счета, реверсив,ный счетчик рефлексного кода, блок совпадения кодов, два триггера, причем счетный, вход первого триггера соединен с выходами одной из первых групп элементов «И», а вход уста,новки в нулевое состояние — с последним выходом распределителя импульсов, а его выходы через схему выбора направления счета— с установочными входами второго триггера, счетный вход которого через элемент задержки связан с выходом элемента «ИЛИ», входы которого соединены с выходами распределителя импульсов, другие входы схемы выбора направления счета связаны с выходными шинами устройства и с предпоследним выходом

458823

Составитель В. Белкин

Техред А. Камышникова

Корректор О. Тюрина

Редактор И. Орлова

Заказ 445/5 Изд. № 1044 Тираж 679 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 распределителя импульсов, а выходы второго триггера соединены со счетными входами реверсивного счетчика рефлексного кода, установочные входы которого связаны с выходами третьей группы элементов «И», одни из входов которых связаны с входными шинами одного из сравниваемых чисел, другие — с последним выходом распределителя импульсов, а выходы — с входами блока совпадения кодов, другие входы которого соединены с шинами другого сравниваемого числа, а выход— с одним из входов четвертой группы элементов

5 «И», другие входы которых связаны с выходами распределителя импульсов, а выходы через цепи формирования сигналов — с выходными шинами устройства.