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

Abstract

Účelom vynálezu je riešenie kódovania údajového výstupu vratného počítadla impulzov v tvare znamienko-veIkosč v príamom kóde pre všetky stavy počítadla, vyjadrujúce kladné a záporné čísla. Toto riešenie sa dosahuje zapojením kaskády integrovaných vratných počítadiel, súčtového logického člena prek1ápacieho obvodu a kombinačného logického obvodu. Kaskáda vratných integrovaných počítadiel /1/ má vstupy /F /, /B /. počítania impulzov spojené s výstupmi koinB inačného logického obvodu /4/. Údajový.vstup preklápacieho obvodu /3/ a jeden vstup kombinačného obvodu / 4 / sú spojené s vonkajším rradiacím vstupom /P/ směru počítania. Druhý vstup kombinacného obvodu /4/ je tvořený vonkajším vstupom /1/ počítania impulzov, třetí vstup je spojený s výstupom /S/ preklápacieho obvodu /3/. Zapisovači vstup preklápacieho obvodu /3/ je spojený s výstupom /B / přenosu "nadol" s najvyššou váhou v kaskádě /1/. Logický stav na výstupe /8/ preklápacieho obvodu /3/ vyjadřuje znamienko napočítaného údaja. Vnútorný směr počítania impulzov v kaskádě /1/ jc ríadený kombinačným logickým obvodom /4/. Tento směr je "dopředu", ak sú súhlasné algebraické významy logických s t a v o v na vstupe / P / a na výstupe ίS/. Ak sú tieto algebraické významy nesuhlas né vnútorný směr počítania je ”dozadu". Znamienko napočítaného údaja sa mění pri přechode stavu počítadla cez "nulu" pri vnútornom smere. počítania "dozadu” v kaskádě / I/·. Vnútorný směr počítania impulzov . . v kaskádě /I/ sa přitom změní na "dopředu". /RQ/ je nulovací vstup počítadla.

Description

Vynález rieši zapojenie vratného počítadla impulzov tak, že údajový výstup je kódovaný v tvare znamienko - velkosť v priamom kóde pre všetky stavy počítadla, vyjadrujúce kladné a záporné čísla.

Doteraz známe zapojenia vratných počítadiel majú výstup v priamom kóde len pre jedno zo znamienok, najčastejšie kladné. Tieto počítadla majú po přechode nulovým stavom, pri počítaní impulzov 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 znamienko - velkosť, například zobrazovacej jednotky, je potřebný převodník doplňkového kódu na priamy kód. Převodník pozostáva zo sekvenčnej a kombinacnej časti. Sekvenčná časťzaznamenává přechod 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 jednobitových údajových výstupov počítadla. Zložitosť prevodníka kódu teda rastie so zváčšovaním kapacity počítadla.

Uvedený nedostatok je odstránený zapojením vratného počítadla impulzov s výstupem v tvare znamienko - velkosť podlá vynálezu, ktorého podstatou je zostava jedného, alebo viacerých integrovaných vratných počítadiel, súčtového logického člena, preklápacieho obvodu a kombinačného logického obvodu, zapojených tak, že kaskáda počítadiel s odlišenou váhou údajových výstupov má nulovacie vstupy spojené s výstupom súčtového logického člena, že súčtový logický člen má jeden vstup s výstupom přenosu nadol o najvyššej váhe kaskády počítadiel a druhý výstup spojený s vonkajším nulovacím vstupom, že preklápací obvod .má údajový vstup spojený s vonkajším riadicim vstupom směru počítania a zapisovací vstup spojený so vstupom přenosu nadol a najvyššej váhe kaskády počítadiel, že kombinačný logický obvod má jeden vstup spojený s priamym výstupom preklápacieho obvodu, druhý vstup spojený s invertovaným výstupom preklápacieho obvodu, třetí vstup spojený s vonkajším riadiacim vstupom směru počítania a štvrtý vstup spojený s vonkajším vstupom počítaných impulzov, že kombinačný logický obvod má jeden výstup spojený s prvým vstupom počítania impulzov kaskády integrovaných počítadiel a druhý výstup spojený s druhým vstupom počítania impulzov kaskády integrovaných počítadiel, že údajový výstup je tvořený údajovými výstupmi kaskády počítadiel a priamym výstupom preklápacieho obvodu.

Spojením údajového vstupu preklápacieho obvodu s vonkajším riadiacim vstupom směru počítania a zapisovacieho vstupu preklápacieho obvodu s výstupom přenosu nadol integrovaného počítadla s najvyššou váhou v kaskádě, sa dosahuje skutočnosť, že stav preklápacieho obvodu zodpovedá znamienku napočítaného údaja.

Ďalej spojením vstupov počítania impulzov kaskády integrovaných počítadiel s výstupmi kombinačného logického obvodu, ktorého dva vstupy sú spojené s výstupmi preklápacieho obvodu a jeden vstup spojený s vonkajším riadiacim vstupom směru počítania, sa dosahuje také riadenie vnútorného směru počítania impulzov v kaskádě integrovaných počítadiel, že údajové výstupy integrovaných počítadiel zodpovedajú rozdielu poČtov impulzov počítaných v smeroch dopředu a dozadu, v priamom kóde, nezávisle na tom, ktorý z celkových počtov impulzov je vyšší.

Celkove v zapojení podlá vynálezu, stavy na priamom výstupe preklápacieho obvodu a na údajových výstupoch integrovaných počítadiel v kaskádě zodpovedajú kladným, alebo záporným číslam v priamom kóde, bez použitia zvláštneho prevodníka kódu. Na detekciu přechodu počítadla cez nulový stav sa přitom využívá vnútorná logická štruktúra samotných integrovaných počítadiel .

Na připojených výkresoch je uvedené zapojenie vratného počítadla podlá vynálezu; na obr.

je uvedená principiálna schéma počítadla a na obr. 2 je znázorněný příklad konkrétnej realizácie dekadického vratného počítadla. Zapojenie na obr. 1 pozostáva z kaskády _1_ integrovaných vratných počítadiel 1 1 až J_n, súčtového logického člena 2^, z preklápacieho obvodu 3_ a z kombinačného logického obvodu Stav na výstupe preklápacieho obvodu 3_ spolu so stavmi na 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 změnu stavov .počítadla, ktorá zodpovedá zvačšeniu alebo zmenšeniu čísla o jednotku. Vnútorný směr počítania impulzov v kaskádě J_ počítadiel je riadený kombinačnýra logickým obvodom 4_.

Ak sú algebraické významy, priradené logickým stavom na vonkajšom riadiacom vstupe P směru počítania a na priamom výstupe ji preklápacieho obvodu 2» súhlasné, určuje kombinaČný logický obvod vnútorný směr počítania dopředu; ak sú uvedené algebraické významy nesúhlasné, vnútorný směr počítania je dozadu”. Pri každom dosiahnutí nulového stavu kaskády 1 počítadiel pri vnútornom smere počítania dozadu, sa do preklápacieho obvodu 3 zapíše logická hodnota 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 příklade konkrétnej realizácie počítadla na obr. 2, má údajové výstupy A, B, D s váhami odstupňovanými v pomere dekadických číslic 1:2:4:8, ďalej vstup R asynchronneho nulovania, vstup F počítania dopředu, vstup G počítania dozadu, výstup CA přenosu nahor, výstup BO přenosu nadol. Stavy na údajových výstupoch A, B, C, J3 integrovaných počítadiel predstavujú desíatkové číslice 0 až 9, kódované v binárno-dekadickom kóde 1248. Výstup přenosu nahor je riadený vstupom počítania dopředu, výstup přenosu nadol je riadený vstupom počítania dozadu.

Na výstupe přenosu nadol sa objaví impulz, keď vstup počítania dozadu má tú logická úroveň, ktorej nasledujúca změna spósobí změnu stavu počítadla: 0 -* 9. Na výstupe přenosu nahor sa objaví impulz, keď vstup počítania dopředu má takú logickú úroveň, ktorej najbližšia změna pósobí přechod stavu počítadla '*9 0. Vnútorné usporiadanie integrovaného počítadla móže byť také, že sa jeho stav mění pri zmene logická 0 na logická 1 na jednom 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 přivedením logickej I na nulovací vstup R. Funkcia nulovania je asynchrónna a nezávislá na stave vstupov poč i tan ia.

Kaskáda počítadiel _1_ obsahuje n integrovaných vratných synchrónnych dekadických počítadiel s uvedenými vlastnosťami s kapacitou jednej dekády. Vstup počítania dopředu každého počítadla je přitom spojený s výstupom přenos nahor a vstup počítania dozadu je spojený s výstupom přenos nadol toho počítadla, ktorému zodpovedá najbližšia nižšia dekadická váha. Počítacími vstupmi kaskády sá počítacie vstupy integrovaného počítadLa s najnižšou dekadickou váhou. Výstup B přenos nadol počítadla s najvyššou váhou v kaskádě realizuje logická funkciu:

kde Z je logická premenná, ktorá má hodnotu logická 1, ak je stav všetkých počítadiel v kaskádě nulový. Výstup B_^ přenos nadol kaskády J_ je spojený so zapisovacím vstupom p r e kl. ápac i e ho obvodu 3. Přitom údajový vstup preklápacieho obvodu 21 je spojený s vonkajším r í a d í a c. i m vstupom P směru počítania. Pre priamy výstup S preklápacieho obvodu 3 platí vzřali:

S / k + 1 i - B

P -i- B . S / k / , 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 počítania sú spojené so vstupná kombinačného logického obvodu 4. Kombinačný logický obvod 4 má ďalej vonkajší vstup I_ počítaných impulzov. Impulzy privádzané na vstup _I sa prenášajú na vstup _F_q počítania dopředu, alebo na vstup Bo počítania dozadu kaskády podlá vztahoví

PrepremennéF, Bpri. tom platí:

F ~ S . P f S . P

B 7 S.P + S.P

Logickému stavu na vonkajšom riadiacom vstupe P je přitom príradený vonkajší směr počitania tak, že logickíí 1 na tomto vstupe zodpovedá směru počítania dopředu a logická 0 zodpovedá směru počítania dozadu. Logickému stavu na priamom výstupe S preklápacieho obvodu 3 je príradený význam znamienka výstupného údaja tak, že logická ¹¹ 1 na tomto výstupe zodpovedá znamienku plus a logická 0 zodpovedá znamienku mínus.

Nulovanie. kaskády počítadíel je asynchronně, přivedením logickej 1 na spojení nulovacie vstupy R jednotlivých integrovaných počítadíel. Pre funkciu nulovania kaskády platí:

R = Ř? + B~~ n

Funkcia nulovania prostredníctvom spoločného vonkajšieho nulovacieho vstupu Β.θ je přitom nezávislá od stavu kaskády.

Vonkajšie nulovanie s.” riadi logickým stavom na vstupe R^ tak, že pri log. 0 na tomto vstupe sa kaskáda integrovaných počítadíel nuluje a pri log. 1 je nulovanie neaktivně. Kaskáda integrovaných počítadíel je ďalej nulovaná aj systematicky - v okamihoch, keď sa pri vnútornom smere počítania dozadu objaví impulz logická 0 na výstupe přenos nadol s najvysšou váhou. Systematické nulovanie přitom zabraňuje nežiadúcemu přechodu stavu kaskády 00...0

--99...9 vplyvom asynchronně] změny stavu logická 0 na logíc.kú 1 na vstupe Bo počítania dozadu. Po vonkajšom vynulovaní kaskády _1_, sa s príchodom najbližšieho impulzu logické 1 na vonkajší vstup 1 počítania impulzov, samočinné nastaví počiatočný stav preklápacieho obvodu _3 tak, že zodpovedá logickému stavu na vonkajšom vstupe P.

V příklade zapojenia podlá vynálezu, uvedenom na obr. 2, je znázorněný konkrétny spósob realizácie 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 štvorstupňovým kombinačným logickým obvodom _4 , pozostávajúcím zo štyroch súčinových logických členov z jedného súčtového logického člena a z jedného logického člena s funkciou ínverzia. Logická funkcia F- je realizovaná v prvých dvou stupňoch obvodu _4 pomocou súčinových členov 4 1 , 42 a súčtového člena 4 3. Logická funkcia B je realizovaná v treťom stupni obvodu 4 pomocou logického člena 44 s funkciou ínverzia a logické funkcie F , Βθ sú realizované vo štvrtom stupni obvodu _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 dekadického počítadla s výstupom v tvare znamienko - velkosti na obr. 2.

Význam zapojenia vratného počítadla podlá vynálezu spočívá najma v tom, že stav počítadla sa mění v priamom kóde pri lubovolnom znamienku výstupného údaja a pri lubovolnom smere po210787

A čítania. Tým sa umožňuje priame spojenie výstupov počítadla so vstupmi zariadení, ktoré vyžadujú oddělené informácie o znamienku a o absolútnej hodnotě údaja. Priame spojenie výstupov počítadla podlá vynálezu so vstupmi takýchto zariadení umožňuje vylúčiú potřebu prevodníka doplňkového kódu na priamy kód. Přitom celkový počet logických členov potřebných na realizáciu počítadla podlá vynálezu je menší ako súhrnný počet logických členov potřebných na realizáciu jednoduchého vratného počítadla s rovnakou kapacitou a prevodníka doplňkového kódu na 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 automaticky nastavuje stav preklápacieho obvodu a tým sa zaručuje správnost znamienka výstupného údaja pri lubovolných změnách logického stavu na vonkajšom riadiacora vstupe směru počítania. Na potrebnú detekciu nulového stavu počítadla sú využité vnútorné obvody integrovaných pocítadiel v kaskádě, Čím sa zložitost zapojenia ďalej znižuje.

Zapojenie počítadla podlá vynálezu má význam a použitie všade tam, kde je potřebné počítat impulzy s vyjádřením znamienka. Zvláštny význam má zapojenie dekadíckého vratného počítadla podlá vynálezu, s použitím v zariadeniach číslicovej meracej techniky, ktoré pracujú s číslicovou integráciou meraných veličin a so zobrazením na zobrazovacej jednotke.

Ďalšie možné použitie je pre automatickú číslicovú korekciu nulovej nesymetrie anológovo-čís1 icových prevodníkov integračného typu.

Claims (2)

1. Zapojenie vratného počítadla impulzov s výstupom v tvare znamienko - velkost, vyznačuje sa tým, že kaskáda /1/ pocítadiel s odlišnou váhou údajových výstupov má spoločný nulovací vstup /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/ počítadiel a druhý vstup spojený s vonkajším nulovacím vstupom /R^/, zatial Čo preklápací obvod /3/ má údajový vstup spojený s vonkajším riadiacim vstupom /1? / směru počítania a' zapisovací vstup spojený s výstupom /B_n/ přenos nadol” o najvyššej váhe kaskády /1/ pocítadiel a kombinačný logický obvod /4/ má jeden vstup spojený s priamym výstupom /S/ preklápacieho obvodu /3/, druhý vstup spojený s invertovaným výstupom /S/ preklápacieho obvodu /3/, třetí vstup spojený s vonkajším riadiacim vstupom /P/ směru počítania a štvrtý vstup spojený s vonkajším 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 výstupmi kaskády /1/ počítadiel a priamym výstupom /S/ preklápacieho obvodu /3/.