DE3445616C2

DE3445616C2 - Anordnung zur Umsetzung eines Gray-codierten Binärwortes in ein dual-codiertes Binärwort

Info

Publication number: DE3445616C2
Application number: DE19843445616
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. 7710 Donaueschingen Siraky
Original assignee: Max Stegmann Uhren- und Elektroapparatefabrik 7710 Donaueschingen De GmbH
Current assignee: Max Stegmann Uhren- und Elektroapparatefabrik 7710 Donaueschingen De GmbH
Priority date: 1984-07-13
Filing date: 1984-12-14
Publication date: 1986-10-30
Also published as: DE3445616A1

Abstract

Eine Umwandlung von Gray-codierten Binär-Wörtern in dual-codierte Binär-Wörter wird mit geringem schaltungstechnischem Aufwand dadurch erreicht, daß die Umwandlung seriell entsprechend der rekursiven Umwandlungsformel durchgeführt wird. Die serielle Umwandlung erfolgt mittels eines exklusiven ODER-Gliedes und eines getakteten Speichergliedes.

Description

10

15

Zeile dargestellt ist. Die Taktimpulsfolgen dienen ebenfalls dazu, die Gray-codierten Binär-Wörter seriell dem ersten Eingang des ODER-Gliedes zuzuführen, indem das Gray-codierte Binär-Wort beispielsweise durch die Taklimpulse seriell aus einem Schieberegister ausgelesen wird. Jede Taktimpulsfolge besteht aus Rechteckimpulsen, deren Zahl um eins größer ist als die Zahl der Binär-Steilen der umzuwandelnden Binär-Wörter.

Während der r*ause zwischen zwei Taktimpulsfolgen wird das Speicherglied 12 durch ein seinem Rücksetzeingang (Clear) zugeführtes Signal P/5 zurückgesetzt, um die Anordnung in den Ausgangszustand für die Umwandlung zu bringen.

Beispielsweise wird dazu die Taktimpulsfolge einer retriggerbaren monostabilen Kippstufe (Monoflop) zugeführt, deren Kipp-Periode etwas länger ist als die Periode der Taktimpulsfolge. Das Ausgangssignal P/S der Kippstufe wird dem Rücksetzeingang (Clear) des Speichergliedes 12 zugeführt und hält das Speicherglied 12 zwischen den Taktimpulsfolgen auf 0. Durch den ersten Impuls der Taktimpulsfolge wird die Kippstufe gstriggert und gibt das Speicherglied 12 frei.

In einer anderen Ausführungsform wird das Signal P/S durch einen Binär-Zähler erzeugt, der durch die Taktimpulsfolge getriggert wird. Der Binär-Zähler ist auf die vorgegebene Impulszahl der Taktimpulsfolge eingestellt und wird nach dem Hochzählen dieser Impulszahl zurückgesetzt Während des Zählvorgangs ist das Ausgangssignal P/S des Binär-Zählers auf 0, während es in der übrigen Zeit auf L ist. Auch hier wird das Speicherglied 12 zwischen den Taktimpulsfolgen zurückgesetzt gehalten und durch den ersten Impuls der Taktimpulsfolge, wenn der Binär-Zähler getriggert wird, freigegeben.

Die serielle Umwandlung des Gray-codierten Binär-Wortes in ein dual-codiertes Binär-Wort wird an Hand des Impuls-Zeit-Diagramms der F i g. 2 erläutert. Die in der ersten Zeile der F i g. 2 dargestellte Taktimpulsfolge wird einerseif dem Takteingang des Speichergliedes 12 zugeführt und andererseits dem Schieberegister, welches das Gray-codierte Binär-Wort speichert, sowie der monostabilen Kippstufe bzw. dem Binär-Zähler. Durch die erste fallende Flanke der Taktimpulsfolge wird die monostabile Kippstufe bzw. der Binär-Zähler getriggert. Deren Ausgang&ignal P/S, das in.'ier zweiten Zeile der F i g. 2 gezeigt ist, geht dadurch von L auf 0 und gibt das Speicherglied 12 frei. Der Ausgang Q des Speichergliedes 12 ist damit vor dem Eintreffen der ersten steigenden Flanke der Taktimpiilsfolge definiert auf 0.

Die Anordnung ist damit im Ausgangszustand für die Umwandlung.

Durch die erste ansteigende Flanke der Taktimpulsfolge wird das höchstwertige Bit C_n des Gray-codierten Binär-Wort aus dem Schieberegister an den ersten Eingang des ODER-Gliedes 10 gelegt. Da der Ausgang Q des Speichergliedes 12 und damit der zweite Eingang des ODER-Gliedes 10 auf 0 liegen gelangt das höchstwertige Gray-Bit G_n, das stets mit dem höchstwertigen Dual-Bit 2" identisch ist, unverändert an den Eingang D des Speichergliedes 12.

Durch die zweite steigende Flanke der Taktimpulsfolge wird das höchstwertige Gray-Bit G_n an den Ausgang <?des Speichergliedes 12 geschoben und tritt dort als höchstwertiges Bh 2" des dual-codierten Binär-Wortes auf. Gleichzeitig wird das nächstniedrige Gray-Bit C„_i an den ersten Einging des ODER-Gliedes 10 geschoben, während an dessen zweitem Eingang das Dual-Bit 2" anliegt. Der Eingang D des Speichergliedes 12 nimmt somit den durch die exklusive ODER-Verknüpfung von G.T-i und 2" gegebenen Zustand ein, der dann durch die dritte steigende Flanke der Taktimpulsfolge als Dual-Bit 2"-' an den Ausgang Qdes Speichergliedes 12 geschoben wird. Auf diese Weise wird seriell das gesamte Gray-codierte Binär-Wort entsprechend der obigen Rekursionsformel in das entsprechende dual-codierte Binär-Wort umgewandelt

Nach dem Triggern durch die letzte fallende Flanke der Taktimpulsfolge bleibt der Ausgang P/S der Kippstufe und damit der Rücksetzeingang (Clear) des Speichergliedes 12 noch für die Dauer der Kipp-Periode der Kippstufe auf 0. Dann geht der Rücksetzeingang wieder auf L und hält den Ausgang Q des Speichergliedes 12 auf 0 bis zum Beginn des nächsten Umwandlungszyklus.

60 Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine An- Patentansprüche: Ordnung zur Umsetzung eines Gray-codiertcn Binär wortes in ein dual-codiertes Binärwort zu schaffen, die

1. Anordnung zur Umsetzung eines Gray-codier- ohne durch Laufzeitverschiebung bedingte Einschränten Binärwortes in ein dual-codiertes Binärwort, 5 kung der Frequenzbandbreite auskommt.

welche seriell arbeitet und deren Eingang das Gray- Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eincodierte Binärwort seriell mit absteigender Binär- gangs genannten Gattung erfindungsgemäß gelöst Wertigkeit im Takt einer vorgegebenen Bittakt- durch die Merkmale des kennzeichnenden TeMs des Paimpulsfolge zugeführt wird und die ein Speicherglied tentanspruchs 1.

aufweist, das zu Beginn der für das umzuwandelnde io Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gray-codierte Binärwort vorgegebenen Bittakt- in den Unteransprüchen angegeben,
impulsfolge rücksetzbar ist, dadurch gekenn- Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung unterzeichnet, scheidet sich von der bekannten Schaltungsanordnung

im wesentlichen darin, daß die Rekursivität der Um-

— daß das Gray-codierte Binärwort dem ersten 15 Wandlungsfunktion des Gray-Codes in den Dual-Coda Eingang eines Exklusiv-ODER-Gliedes (10) zu- gemäß der nachfolgenden Booleschen Gleichung ausgegef ührt wird, nützt wird:

— daß der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gliedes

mit einem Eingang (D)des rücksetzbaren Spei- 2"~^m = 2"~^m*' ■ G _ +2"~^mtx ' G_n-_m

chetjrftedes (12) verbunden ist, _ 20

— daß das Speichergiied (12) durch die vorgegebe- Dabei ist
ne Bittaktimpulsfolge getaktet wird und

— daß der Ausgang (Q) des Speichergliedes (12) π = Exponent der höchstwertigen Binär-Steile des seriell das dual-codierte Binärwort in absteigen- Gray-codierten Wortes

der Binärwertigkeit darstellt und an den zwei- 25 m = 0,1 π

ten Eingang des Exklusiv-ODER-Gliedes (10) G = Gray-Bit 711t der entsprechenden Wertigkeit;

rückgekoppelt ist das Zeichen » · « entspricht der UND-Verknüpfung

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- das Zeichen » + « entspricht der ODER-Verzeichnet, daß das Speicherglied (12) ein D-Flip-Flop 30 knüpfung und der Querstrich entspricht der ist Negation.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder Z, dadurch

gekennzeichnet, daß eine retriggerbare monostabile Bei der Anordnung wird die ODER-Verknüpfung mit

Kippstufe vorgesehen isi, der-n Kipp-Periode grö- der Bittaktimpulsfolge synchron durchgeführt, so daß

ßer ist als die Periode der Bittaktimpulsfolge, daß die 35 keine Einschränkung der Frequenzbandbreite durch

Bitiaktimputsfoige dem Eingang der Kippstufe zu- Laufzeitversc-hiebungen auftritt

geführt wird und daß das Speicherglied durch das Die serielle Umwandlung benötigt nur ein exklusives

Ausgangssignal (P/S) der Kippstufe in den Pausen ODER-Glied und ein rücksetzbares, getaktetes

zwischen den Bittaktimpulsfolgen rücksetzbar ist. Speicherglied, vorzugsweise ein D-Flip-Flop. Als Takt-

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 40 impulsfolge, die das Speichergiied taktet, wird der Takt gekennzeichnet, daß ein durch die Bittaktimpuls- verwendet, mit welchem die Gray-codierten Binärfolge triggerbarer Binär-Zähler vorgesehen ist, des- Wörter seriell zugeführt, beispielsweise seriell von dem sen Ausgangssignal (P/S) das Speicherglied (12) in Meßwertaufnehmer übertragen werden.

den Pausen zwischen den Taktimpulsfolgen rück- Während der Pausen zwischen den aufeinanderfol-

setzt. 45 genden Taktimpulsfolgen wird das Speicherglied zurückgesetzt.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines in der

Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Umset- 50 Fig. 1 ein Blockschaltbild der Anordnung zur Um-

zung eines Gray-codierten Binärwortes in ein dual-co- Wandlung der Binär-Wörter und

diertes Binärwort gemäß dem Oberbegriff des Patent- Fig. 2 in einem Impuls-Zeit-Diagramm den Ablauf

anspruchs 1. der Umwandlung der Binär-Wörter.

Die US-PS 26 36 058 von Frank Gray beschreibt den Die in F i g. 1 dargestellte Schaltungsanordnung beAufbau des sogenannten Gray-Codes und gibt eine An- 55 steht aus einem exklusiven ODER-Glied 10 und einem Ordnung der eingangs genannten Gattung, mit welcher rücksetzbaren, getakteten Speicherglied 12, nämlich eiein Gray-codiertes Binärwort in ein dual-codiertes Bi- nem D-Flip-Flop. Der Ausgang des ODER-Gliedes 10 närwort umgesetzt werden kann. Eine entsprechende ist mit dem Eingang D des Speichergliedes 12 verbun-Anordnung in modernerer Schaltungstechnik ist in den. Dem ersten Eingang des ODER-Gliedes 10 wird K. Steinbuch »Taschenbuch der Nachrichtenverarbei· 60 das Gray-codierte Binär-Wort seriell mit absteigender tung«, Springer-Verlag, Berlin 1967, Seiten 715/716 an- Stellenwertigkeit zugeführt. Der Ausgang Q des gegeben. Bei dieser bekannten Anordnung wird das ge- Speichergliedes 12 ist zur rekursiven Rückkopplung mit speicherte Gray-codierte Binärwort seriell mittels eines dem zweiten Eingang des ODER-Gliedes 10 verbunden. UND-Gliedes mit der vorgegebenen Bittaktimpulsfolge An dem Ausgang Q des Speichergliedes 12 erscheint verknüpft. Dabei wird mit einer Laufzeitverschiebung 65 seriell das umgewandelte dual-codierte Binär-Wort,
der Impulse gearbeitet, die eine Beschränkung des Fre- Dem Takteingang des Speichergliedes 12 werden von quenzbandes zur Folge hat. Die Begrenzung der Fre- einer nicht dargestellten Steuereinheit Taktimpulsfolquenzbandbreite kann zu Störungen führen. gen zugeführt, von denen eine in F i g. 2 in der ersten