CS210787B1 - Zapojenie vratného počítadla impulzov s výstupem v tvare znamienko - velkost - Google Patents

Description

1 210787

Vynález rieši zapojenie vratného počítadla impulzov tak, že údajový výstup je kódovanýv tvare znamíenko - velkosť v príamom kóde pre všetky stavy počítadla, vyjadrujúce kladné azáporné čísla.

Doteraz známe zapojenia vratných počítadiel majú výstup v príamom kóde len pre jedno zoznamienok, najčastejšie kladné. Tieto počítadla majú po přechode nulovým stavom, pri počítaníimpulzov v smere "dozadu", vyjádřený údajový výstup v doplnkovom kóde. Aby sa dal výstup ta*kéhoto počítadla připojit na vstupy zariadenia, ktoré vyžaduje vstup údaja v tvare znamien-ko - velkosť, například zobrazovacej jednotky, je potřebný převodník doplňkového kódu napriamy kód. Převodník pozostáva zo sekvenčnej a kombinaČnej časti. Sekvenčná časťzaznamenávápřechod stavu počítadla nulou pri počítaní impulzov v smere "dozadu" a riadi kombinačnú časť.Kombinačná Časť je náročná z hladiska počtu logických členov, potřebných na jej realizáciu,kedže převod doplňkového kódu na priamy kód sa musí vykonať paralelné pre každý z jednobi-tových údajových výstupov počítadla. Zložitosť prevodníka kódu teda rastie so zváčšovaním ka-pacity počítadla.

Uvedený nedostatok je odstránený zapojením vratného počítadla impulzov s výstupom v tva-re znamíenko - velkosť podlá vynálezu, ktorého podstatou je zostava jedného, alebo viacerýchintegrovaných vratných počítadiel, súčtového logického člena, preklápacieho obvodu a kombinač-ného logického obvodu, zapojených tak, že kaskáda počítadiel s odlišenou váhou údajovýchvýstupov má nulovacie vstupy spojené s výstupom súčtového logického člena, že súčtovýlogický člen má jeden vstup s výstupom "přenosu nadol" o najvyššej váhe kaskády počítadiela druhý výstup spojený s vonkajším nulovacím vstupom, že preklápací obvod .má údajový vstupspojený s vonkajším riadicim vstupom směru počítania a zapisovací vstup spojený so vstupom"přenosu nadol" a najvyššej váhe kaskády počítadiel, že kombinačný logický obvod má jedenvstup spojený s priamym výstupom preklápacieho obvodu, druhý vstup spojený s invertovanýmvýstupom preklápacieho obvodu, třetí vstup spojený s vonkajším riadiacim vstupom směru počíta-nia a štvrtý vstup spojený s vonkajším vstupom počítaných impulzov, že kombinačný logickýobvod má jeden výstup spojený s prvým vstupom počítania impulzov kaskády integrovaných počí*tadíel a druhý výstup spojený s druhým vstupom počítania impulzov kaskády integrovaných po-čítadiel, že údajový výstup je tvořený údajovými výstupmi kaskády počítadiel a priamym vý-stupom preklápacieho obvodu.

Spojením údajového vstupu preklápacieho obvodu s vonkajším riadiacim vstupom směru počí-tania a zapisovacieho vstupu preklápacieho obvodu s výstupom "přenosu nadol" integrovanéhopočítadla s najvyššou váhou v kaskádě, sa dosahuje skutočnosť, že stav preklápacieho obvoduzodpovedá znamienku napočítaného údaja. Ďalej spojením vstupov počítania impulzov kaskády integrovaných počítadiel s výstupmikombinačného logického obvodu, ktorého dva vstupy sú spojené s výstupmi preklápacieho obvodua jeden vstup spojený s vonkajším riadiacim vstupom směru počítania, sa dosahuje také riade-nie vnútorného směru počítania impulzov v kaskádě integrovaných počítadiel, že údajové výstupyintegrovaných počítadiel zodpovedajú rozdielu poČtov impulzov počítaných v smeroch "dopředu"a "dozadu", v príamom kóde, nezávisle na tom, ktorý z celkových počtov impulzov je vyšší.

Celkove v zapojení podlá vynálezu, stavy na príamom výstupe preklápacieho obvodu a naúdajových výstupoch integrovaných počítadiel v kaskádě zodpovedajú kladným, alebo zápornýmčíslara v príamom kóde, bez použítia zvláštneho prevodníka kódu. Na detekciu přechodu počítad-la cez nulový stav sa přitom využívá vnútorná logická štruktúra samotných integrovaných po-čítadiel .

Na připojených výkresoch je uvedené zapojenie vratného počítadla podlá vynálezu; na obr. 1 je uvedená principiálna schéma počítadla a na obr. 2 je znázorněný příklad konkrétnej reali-zácie dekadického vratného počítadla. Zapojenie na obr. 1 pozostáva z kaskády _1_ integrovanýchvratných počítadiel 1 1 až 1n, súčtového logického člena 2^, z preklápacieho obvodu 3_ a z kom*bínačného logického obvodu Stav na výstupe preklápacieho obvodu 3_ spolu so stavmi na 210787 2 údajových výstupoch integrovaných počítadiel v kaskádě J_ vyjadrujú číslo v tvare znamienko -- velkosti v priamom kóde. Každý z impulzov privádzaných na vonkajší vstup I_ spósobí změnustavov .počítadla, ktorá zodpovedá zvačšeniu alebo zmenšeniu čísla o jednotku. Vnútorný směrpočítania impulzov v kaskádě J_ počítadiel je riadený kombinačnýra logickým obvodom 4_.

Ak sú algebraické významy, priradené logickým stavom na vonkajšom riadiacom vstupe Psměru počítania a na priamom výstupe ji preklápacieho obvodu 2» súhlasné, určuje kombinaČnýlogický obvod vnútorný směr počítania "dopředu"; ak sú uvedené algebraické významy nesúhlas-né, vnútorný směr počítania je "dozadu”. Pri každom dosiahnutí nulového stavu kaskády 1počítadiel pri vnútornom smere počítania "dozadu”, sa do preklápacieho obvodu 3 zapíše logickáhodnota úrovně na vonkajšom riadiacom vstupe _P směru počítania. Stav preklápacieho obvodu zodpovedá znamienku celkového údaja napočítaných impulzov.

Každý z integrovaných dekadických vratných synchrónnych počítadiel 11 až 1n v příkladekonkrétnej realizácíe počítadla na obr. 2, má údajové výstupy A, B, D s váhami odstupňova-nými v pomere dekadických číslic 1:2:4:8, ďalej vstup R asynchronneho nulovania, vstup F počí-tania "dopředu", vstup G počítania "dozadu", výstup CA "přenosu nahor", výstup B0 "přenosunadol". Stavy na údajových výstupoch A, B, C, J3 integrovaných počítadiel predstavujú desiat-kové číslice "0” až "9", kódované v binárno-dekadickom kóde 1248. Výstup "přenosu nahor" jeriadený vstupom počítania "dopředu", výstup "přenosu nadol" je riadený vstupom počítania"dozadu".

Na výstupe "přenosu nadol” sa objaví impulz, keď vstup počítania "dozadu” má tú logickáúroveň, ktorej nasledujúca změna spósobí změnu stavu počítadla: "0" -* "9”. Na výstupe "pře- nosu nahor" sa objaví impulz, keď vstup počítania "dopředu” má takú logická úroveň, ktorejnajbližšia změna pósobí přechod stavu počítadla '*9” ”0". Vnútorné usporiadanie integrova- ného počítadla móže byč také, že sa jeho stav mění pri zmene logická "0" na logická "1" najednom z jeho vstupov počítania, zatial čo na jeho druhý vstup počítania je přivedená logická”1". Výstup "přenosu nahor" je v tomto případe realizovaný funkciou: CA = A.D.F , kde F je vstup počítania "dopředu". Výstup "přenosu nadol" je realizovaný funkciou:

BO = A.B.C.D.G kde G je vstup počítania "dozadu". Nulový počiatočný stav počítadla sa nastavuje přivedenímlogickej "I" na nulovací vstup R. Funkcia nulovania je asynchrónna a nezávislá na stave vstu-pov poč í tan ia.

Kaskáda počítadiel _1_ obsahuje n integrovaných vratných synchrónnych dekadických počí-tadiel s uvedenými vlastnosťami s kapacitou jednej dekády. Vstup počítania "dopředu" každéhopočítadla je přitom spojený s výstupom "přenos nahor" a vstup počítania "dozadu" je spojenýs výstupom "přenos nadol" toho počítadla, ktorému zodpovedá najbližšia nižšia dekadická váha.Počítacími vstupmi kaskády sú počítacie vstupy integrovaného počítadla s najnizšou dekadic-kou váhou. Výstup B "přenos nadol" počítadla s najvyššou váhou v kaskádě realizuje logickáf unkc iu: kde Z je logická premenná, ktorá má hodnotu logická "1", ak je stav všetkých počítadiel v kas-kádě nulový. Výstup B_^ "přenos nadol" kaskády J_ je spojený so zapisovacím vstupom p r e k I. ápac i e -ho obvodu 3. Přitom údajový vstup preklápacieho obvodu 3. je spojený s v o n k a j š i m r í a d í a c. i mvstupom P směru počítania. Pre príamy výstup S preklápacieho obvodu 3 platí vzřali:

S / k + 1 i - B P -i- B . S / k / , 3 210787 kde lc označuje okamžik, kedy má stav na výstupe B^ hodnotu log. ”0". Výstupy a _S preklápacieho obvodu _3 a tiež vonkajší riadiaci vstup P směru počítaníasú spojené so vstupmi kombínačného logického obvodu 4. Kombinačný logický obvod 4 má ďalejvonkajší vstup I_ počítaných impulzov. Impulzy privádzané na vstup _I sa prenášajú na vstup_Fq počítanía "dopředu", alebo na vstup Bo počítanía "dozadu" kaskády podlá vztahoví

PrepremennéF, Bpritomplatí:

F ~ S . P f S . P

B 7 S.P + S.P

Logickému stavu na vonkajšom riadiacom vstupe P je přitom priradený vonkajší směr poči-tania tak, že logickíí " 1" na tomto vstupe zodpovedá směru počítanía "dopředu" a logická "0"zodpovedá směru počítanía "dozadu". Logickému stavu na priamom výstupe S preklápacieho obvodu3 je priradený význam znamienka výstupného údaja tak, že logická "1" na tomto výstupe zodpo-vedá znamienku "plus" a logická "0" zodpovedá znamienku "mínus".

Nulovanie. kaskády počítadíel je asynchronně, přivedením logickej "1" na spojení nulova-cie vstupy R jednotlivých integrovaných počítadíel. Pre funkciu nulovania kaskády platí: R = Ř? + B~~ 0 n

Funkcia nulovania prostredníctvom spoločného vonkajšieho nulovacieho vstupu je přitomnezávislá od stavu kaskády.

Vonkajšie nulovanie s.·' riadi logickým stavom na vstupe R^ tak, že pri log. "0" na tomtovstupe sa kaskáda integrovaných počítadíel nuluje a pri log. "1" je nulovanie neaktivně. Kaská-da integrovaných počítadíel je ďalej nulovaná aj systematicky - v okamihoch, keď sa pri vnútor-nom smere počítanía "dozadu" objaví impulz logická "0" na výstupe "přenos nadol" s najvys- šou váhou. Systematické nulovanie přitom zabraňuje nežiadúcemu přechodu stavu kaskády "00...0" --"99...9" vplyvem asynchronně] změny stavu logická "0" na logic.kú " 1 " na vstupe Bo po č i - tania "dozadu". Po vonkajšom vynulovaní kaskády _1_, sa s príchodom najbližšieho impulzu logické"1" na vonkajší vstup 1 počítanía impulzov, samočinné nastaví počiatočný stav preklápaciehoobvodu _3 tak, že zodpovedá logickému stavu na vonkajšom vstupe P. V příklade zapojenia podlá vynálezu, uvedenom na obr. 2, je znázorněný konkrétny sposobrealizácie logických funkcií podlá uvedených vzťahov. Preklápací obvod 3 s funkciou S /k+1 /na priamom výstupe, pozostáva zo štyroch súčinových logických členov 3 3 , 3 4 , 35 , 36 a z dvoch logických členov s funkciou ínverzia 3 1 , 32. Logické funkcie F, B, F , Βθ sú realiované štvor-stupňovým kombi načným logickým obvodom _4 , pozostávajúcím zo štyroch súčinových logických členovz jedného súčtového logického člena a z jedného logického člena s funkciou ínverzia. Logickáfunkcia F- je realizovaná v prvých dvou stupňoch obvodu 4· pomocou súčinových členov 4 1 , 42 asúčtového člena 4 3. Logická funkcia B je realizovaná v treťom stupni obvodu 4 pomocou logic-kého člena 44 s funkciou ínverzia a logické funkcie F , Βθ sú realizované vo štvrtom stupniobvodu 4· pomocou súčinových členov 45 a 46. Funkciu R nulovania realizuje súčtový člen 21. Z uvedeného opisu a zo zápisov logických funkcií vyplývá konkrétné zapojenie vratného dekadic-kého počítadla s výstupom v tvare znamienko - velkosti na obr. 2. Význam zapojenia vratného počítadla podlá vynálezu spočívá najma v tom, že stav počítadlasa mění v priamom kóde pri lubovolnom znamienku výstupného údaja a pri lubovolnom smere po-

Claims (2)

1. 210787 A čítania. Tým sa umožňuje priame spojeníe výstupov počítadla so vstupmi zariadení, ktoré vy-žadujú oddělené informácie o znamienku a o absolútnej hodnotě údaja. Priame spojenie výstupovpočítadla podlá vynálezu so vstupmi takýchto zaríadení umožňuje vylúčit potřebu prevodníkadoplňkového kódu na priamy kód. Přitom celkový počet logických členov potřebných na realizá-ciu počítadla podlá vynálezu je menší ako súhrnný počet logických členov potřebných na rea-lizáciu jednoduchého vratného počítadla s rovnakou kapacitou a prevodníka doplňkového kóduna priamy kod. Úspora logických členov sa zvýrazňuje so vzrastajúcou kapacitou počítadla.Výhodou zapojenia vratného počítadla podlá vynálezu je aj to, že pri jeho nulovom stave sa au-tomaticky nastavuje stav preklápacíeho obvodu a tým sa zaručuje správnost znamienka výstup-ného údaja pri lubovolných změnách logického stavu na vonkajšom riadiacora vstupe směru počí-tania. Na potřebná detekciu nulového stavu počítadla sú využité vnútorné obvody integrovanýchpocítadiel v kaskádě, Čím sa zložitost zapojenia ďalej zničuje. Zapojenie počítadla podlá vynálezu má význam a použitie všade tam, kde je potřebnépočítat impulzy s vyjádřením znamienka. Zvláštny význam má zapojenie dekadického vratného po-čítadla podlá vynálezu, s použitím v zariadeniach číslicovej meracej techniky, ktoré pra-cuji s číslicovou integráciou meraných veličin a so zobrazením na zobrazovacej jednotke. ĎalŠie možné použitie je pre automatická číslicová korekciu nulovej nesymetrie anológo-vo-čís1 icových prevodníkov integračného typu. PREDMET VY^NÁLEZU Zapojenie vratného počítadla impulzov s výstupom v tvare znamienko - velkost, vyznačujesa tým, že kaskáda /1/ pocítadiel s odlišnou váhou údajových výstupov má spoločný nulovacívstup /R/ spojený s výstupom súčtového logického člena / 2 / , pričom súčtový logický člen /2/má jeden vstup spojený s výstupom /B Z "přenos nadol" o najvyššej váhe kaskády /1/ počíta-diel a druhý vstup spojený s vonkajším nulovacím vstupom /R^/, zatial Čo preklápací obvod/3/ má údajový vstup spojený s vonkajším riadiacim vstupom /P/ směru počítania a' zapisovacívstup spojený s výstupom /Bn/ "přenos nadol" o najvyššej váhe kaskády /1/ pocítadiel a kom-binačný logický obvod /4/ má jeden vstup spojený s priamym výstupom /S/ preklápacíeho obvo-du /3/, druhý vstup spojený s invertovaným výstupom /S/ preklápacíeho obvodu /3/, třetívstup spojený s vonkajším riadiacim vstupom /P/ směru počítania a štvrtý vstup spojený s von-kajším vstupom /1Z počítaných impulzovj zatial čo jeden výstup má spojený s prvým vstupom/Fq/ počítania impulzov kaskády /1/ pocítadiel a druhý výstup má spojený s druhým vstupom/Βθ/ počítania impulzov kaskády /1/ pocítadiel, kde údajový výstup je tvořený údajovými výstup-mi kaskády /1/ počítadiel a priamym výstupom /S/ preklápacíeho obvodu /3/.
2. 2 listy výkresov Severogralia. n. p.. závod 7. Most 1