DE3618264A1

DE3618264A1 - Circuit arrangement to compare two binary values

Info

Publication number: DE3618264A1
Application number: DE19863618264
Authority: DE
Inventors: Helmuth Lechner
Original assignee: Brown Boveri und Cie AG Germany; BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1986-05-30
Filing date: 1986-05-30
Publication date: 1987-12-03

Abstract

To compare a value range which is specified by an upper and lower limit with a numeric value, a component (1) is loaded via switches (S0 to S3) which are connected to a key switch (T0). Limiting values are loaded into the component (1) by activating the switches and key switch in a special sequence in time. A value to be compared, in binary form, is entered into the component (1) via the inputs (EA0 to EA3). Whether the value to be compared was within the upper and lower limits can be recognised at the comparison output (EQ) of the component (1). The state of the component (1) on entry can be recognised visually using a supplementary display element (4). Other components (2, 3) can be connected if required. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Vergleichen zweier binärer Werte mit einem freiprogrammierbaren Baustein, der Eingänge für einen Referenzwert und den zu vergleichenden Wert aufweist und über externe Schalter ansteuerbar ist. Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Digitaltechnik und findet Anwendung bei Adressvergleichern in elektronischen Steuerungen.The invention relates to a circuit arrangement to compare two binary values with a freely programmable one Block, the inputs for a reference value and has the value to be compared and can be controlled via external switches. The invention is in the field of digital technology and is used for address comparators in electronic controls.

In der elektrischen Steuerungstechnik muß häufig bei Gleichheit von zwei binären Werten ein Steuervorgang ausgelöst werden. Diese Gleichheitsüberwachung wird allgemein mit logischen Elementen vorgenommen. Der Einsatz von Komparatoren sowie Grundschaltungen für den Vergleich von Binärzahlen ist beispielsweise bekannt aus dem Buch "Halbleiter-Schaltungstechnik" von Tietze/ Schenk, 7. Auflage, 1985, Seiten 577 bis 579. Derartige Komparatoren sollen am Ausgang eine logische Eins liefern, wenn die beiden zu vergleichenden Zahlen gleich sind. Andere Komparatoren können außer der Gleichheit zweier Zahlen auch noch feststellen, welche der beiden größer ist. Ein Wertebereich läßt sich mit einem derartigen Komparator aber nicht ermitteln. In der Steuerungstechnik muß aber häufig erfaßt werden, ob sich eine Zahl X oder ein Zahlenwert innerhalb eines Bereiches befindet.In electrical control technology, a control process must often be triggered if two binary values are identical. This equality monitoring is generally carried out using logical elements. The use of comparators and basic circuits for the comparison of binary numbers is known, for example, from the book "Semiconductor Circuit Technology" by Tietze / Schenk, 7th edition, 1985, pages 577 to 579. Such comparators are intended to provide a logical one at the output if the the two numbers to be compared are the same. In addition to the equality of two numbers, other comparators can also determine which of the two is larger. However, a range of values cannot be determined with such a comparator. In control technology, however, it is often necessary to determine whether a number X or a numerical value is within a range.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Referenzwert mit einem Vergleichswert zu vergleichen. Der Referenzwert besteht dabei aus einer oberen und unteren Grenze und der Vergleichswert hat eine bestimmte Wertigkeit X. Wenn sich der Wert X innerhalb der Grenzen befindet, soll ein Schaltimpuls ausgelöst werden. Wenn also bei dem erfindungsgemäßen Komparator ein oberer Grenzwert (OG), ein unterer Grenzwert (UG) und ein Vergleichswert (X) eingegeben wird, soll am Ausgang erscheinen:It is therefore an object of the invention to compare a reference value with a comparison value. The reference value consists of an upper and a lower limit and the comparison value has a certain value X. If the value X is within the limits, a switching pulse should be triggered. So if an upper limit value ( OG ), a lower limit value ( UG ) and a comparison value ( X ) are entered in the comparator according to the invention, the following should appear at the output:

X ≦λτ OG, OG≦λτ X ≦λτ UG oder X ≦λτ UG. X ≦ λτ OG , OG ≦ λτ X ≦ λτ UG or X ≦ λτ UG .

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Hauptanspruches erzielt.According to the invention this is due to the features of the main claim achieved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind aus den Unteransprüchen ersichtlich.Advantageous refinements are from the subclaims evident.

Mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung läßt sich in einfacher Art ein häufig vorhandenes Problem in der elektronischen Steuerungstechnik lösen. Dabei soll ein Steuersignal geliefert werden, wenn sich ein Spannungswert zwischen zwei Grenzen befindet. Für eine derartige Anordnung wurden bisher mehrere Komparatoren verwendet, so daß bei der hier vorliegenden Lösung ein einfacher, schneller und kostengünstiger Aufbau möglich ist. Eine obere und untere Grenze läßt sich dabei in vorteilhafter Weise nur an einem Eingang durch unterschiedliche Schalterbetätigung nachbilden. Dabei wird die zeitliche Folge der Schalterbetätigung verwendet, um die Grenzen einzugeben. Vorteilhaft ist weiter, daß der abgespeicherte Zustand des Komparatorbausteins anzeigbar ist (durch ein getrenntes Anzeigeelement). Weitere Vorteile sind aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich.With the circuit arrangement according to the invention in a simple way a common problem in the solve electronic control technology. Thereby a Control signal are supplied when there is a voltage value located between two borders. For such a Arrangement, several comparators have been used so far, so that with the solution here a simple, quick and inexpensive construction is possible. A the upper and lower limits can be advantageous Only at one input by different switch actuation replicate. The chronological sequence the switch actuation used to enter the limits. Another advantage is that the stored State of the comparator module can be displayed (by a separate display element). Other advantages are out the following description.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert.An embodiment of the invention is shown below explained in more detail with reference to the drawings.

Fig. 1 zeigt dabei das Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung, während Fig. 2 ein genaueres Ausführungsbeispiel offenbart. Fig. 1 shows the basic circuit diagram of the arrangement according to the invention, while Fig. 2 discloses a more detailed embodiment.

Die erfindungsgemäße Anordnung besteht gemäß Fig. 1 aus einem freiprogrammierbaren Baustein 1, der über einen Eingang B für den oberen und unteren Grenzwert UG/OG und einen Eingang EA für Wertigkeit X (zu vergleichenden Wert) verfügt. Diese beiden Eingänge B und EA sind vier-adrig ausgeführt. Die Grenzwerte werden durch einen Übernahmetaster am Eingang G (Auswahleingang) in den Baustein 1 eingegeben. Am Ausgang CO (Vergleichsausgang EQ) erscheint Null- oder L-Signal, so daß erkennbar ist, ob der zu vergleichende Wert X zwischen dem unteren (UG) und dem oberen (OG) Grenzwert gelegen hat.The inventive arrangement is shown in FIG. 1 from a freely programmable module 1, which has an input B for the upper and lower limit value UG / OG, and an input for EA value X (value to be compared). These two inputs B and EA are four-wire. The limit values are entered in module 1 using a transfer button at input G (selection input). A zero or L signal appears at the output CO (comparison output EQ ), so that it can be seen whether the value to be compared X was between the lower ( UG ) and the upper ( OG ) limit value.

Ein genaueres Ausführungsbeispiel mit Eingabeelementen, Auswahltastatur und Grenzanzeige ist in Fig. 2 gezeigt.A more precise exemplary embodiment with input elements, selection keyboard and limit display is shown in FIG. 2.

Da eine 16-bit breite Information X über die Eingänge A 0 bis A 15 eingegeben werden soll, sind mehrere kaskadierbare, freiprogrammierbare Bausteine 1 bis 3 eingezeichnet. Der Baustein für die Bits A 8 bis A 11 wurde weggelassen. Die drei Dekaden 1 bis 3 bestehen jeweils aus logischen Elementen. Jeder Baustein 1 bis 3 weist vier Referenzeingänge B 0 bis B 3 auf. Alle Referenzeingänge sind zusammengeführt und über vier Schalter S 0 bis S 3 auf Massepotential gelegt. Jeder der Bausteine 1 bis 3 weist noch einen Vergleichsausgang CO und einen Aktivierungseingang CI auf, so daß mehrere Bausteine bei Bedarf kaskadierbar sind. Der Aktivierungseingang CI des Bausteins 3 ist mit COMP bezeichnet. Mit diesem Eingang wird von Grenzwerteingabe auf Vergleich umgeschaltet. Der CO-Ausgang des Bausteins 1 ist mit EQ bezeichnet. Dieser Vergleichsausgang zeigt durch Null- oder L-Potential an, wenn der zu vergleichende Wert X innerhalb oder außerhalb der Grenzen liegt.Since 16-bit information X is to be entered via inputs A 0 to A 15 , several cascadable, freely programmable blocks 1 to 3 are shown. The block for bits A 8 to A 11 has been omitted. The three decades 1 to 3 each consist of logical elements. Each module 1 to 3 has four reference inputs B 0 to B 3 . All reference inputs are brought together and connected to ground via four switches S 0 to S 3 . Each of the modules 1 to 3 also has a comparison output CO and an activation input CI , so that several modules can be cascaded if necessary. The activation input CI of module 3 is labeled COMP. This input switches from limit value input to comparison. The CO output of module 1 is labeled EQ . This comparison output indicates by zero or L potential if the value X to be compared lies within or outside the limits.

Der zu vergleichende Wert X, der innerhalb der einstellbaren Grenzen liegen soll, wird als binäre Information (A 0 bis A 15) auf die vier Eingänge (EA 0 bis EA 3) eines jeden Bausteins (1 bis 3) gegeben. Jeder Baustein (1 bis 3) weist noch einen Eingang G auf, an dem ein auf Masse geschalteter Übernahmetaster T 0 bis T 3 gelegt ist. Alle Bausteine 1 bis 3 verfügen zusätzlich noch jeweils über eigene Anzeigeelemente 4, 5, 6. Die Anzeigeelemente 4, 5, 6 werden dabei jeweils von den Ausgängen EA 0 bis EA 3 der Bausteine 1 bis 3 angesteuert und zeigen den Zustand der gespeicherten Grenzwerte während der Grenzwerteingabe an. Die Anzeigeelemente 4, 5, 6 werden selbstverständlich über Treiber angeschaltet.The value to be compared X , which should be within the adjustable limits, is given as binary information ( A 0 to A 15 ) to the four inputs ( EA 0 to EA 3 ) of each block ( 1 to 3 ). Each module ( 1 to 3 ) also has an input G , to which a takeover button T 0 to T 3 is connected to ground. All blocks 1 to 3 also have their own display elements 4, 5, 6 . The display elements 4, 5, 6 are each controlled by the outputs EA 0 to EA 3 of the modules 1 to 3 and show the state of the stored limit values during the limit value input. The display elements 4, 5, 6 are of course switched on via drivers.

Die beschriebene Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt. Dabei wird nur der Funktionsablauf bei der Eingabe in den Baustein 1 erläutert.The circuit arrangement described works as follows. Only the functional sequence when entering into block 1 is explained.

Der Eingang CI ist nicht aktiv, die Schaltungsanordnung befindet sich in der Grenzwerteingabe. Der binäre Referenzwert (obere und untere Grenze) wird nach einer festgelegten Eingabefolge durch mechanisches Betätigen der Eingabeelemente S 0 bis S 3 eingestellt und durch Tasten des Auswahltasters T 0 in den Baustein 1 eingegeben. Durch den Übernahmeimpuls, der durch den Taster T 0 ausgelöst wird, kann der entsprechende Wert aus den Eingabeelementen S 0 bis S 3 in den Baustein 1 übernommen werden. Damit sind selbstverständlich nur die Werte Null oder L in den Baustein 1 eingebbar.The CI input is not active, the circuit arrangement is in the limit input. The binary reference value (upper and lower limit) is set according to a defined input sequence by mechanically actuating the input elements S 0 to S 3 and entered into module 1 by pressing the selection button T 0 . The corresponding value from the input elements S 0 to S 3 can be transferred to module 1 by the take-over pulse, which is triggered by the button T 0 . Of course, this means that only the values zero or L can be entered in module 1 .

Erfindungsgemäß wird jetzt ein weiterer Bedienungsmodus eingeführt. Dabei bleibt der Taster T 0 gedrückt und die Eingabeelemente S 0 bis S 3 werden wieder in die andere Stellung gebracht. Dadurch läßt sich eine weitere Information, nämlich der andere Referenzwert (obere und untere Grenze) in binärer Form in dem Baustein 1 abspeichern. Die Schaltungsanordnung kann durch Aktivieren des CI-Eingangs und das Anlegen des zu vergleichenden Wertes an die Eingänge EA 0 bis EA 3 in den Vergleichsmodus versetzt werden.According to the invention, a further operating mode is now being introduced. The button T 0 remains pressed and the input elements S 0 to S 3 are brought back into the other position. This allows further information, namely the other reference value (upper and lower limit) to be stored in binary form in module 1 . The circuit arrangement can be put into the comparison mode by activating the CI input and applying the value to be compared to the inputs EA 0 to EA 3 .

In dem Baustein 1, dessen Funktion im vorliegenden Fall nur beschrieben wurde, wird jetzt verglichen, ob sich der angelegte, zu vergleichende Wert X innerhalb oder außerhalb der Grenzen befindet. Liegt der Wert X innerhalb der oberen oder unteren Grenze, wird am Vergleichsausgang EQ des Bausteines 1 Null-Signal ausgegeben (der Ausgang wird gesetzt).In block 1 , the function of which has only been described in the present case, a comparison is now made as to whether the value X to be compared is within or outside the limits. If the value X is within the upper or lower limit, 1 zero signal is output at the comparison output EQ of the block (the output is set).

Durch die mögliche Kaskadierung der Bausteine 1 bis 3 - dabei wird der Ausgang CO auf den nächsten Eingang CI geschaltet - können unterschiedliche Werte und längere Bitfolgen überprüft werden. Am Vergleichsausgang kann beispielsweise so festgestellt werden, ob sich die von A 0 bis A 3 und von A 12 bis A 15 eingegebenen binären Vergleichswerte X innerhalb der Grenzen befinden.Due to the possible cascading of blocks 1 to 3 - the output CO is switched to the next input CI - different values and longer bit sequences can be checked. At the comparison output it can be determined, for example, whether the binary comparison values X entered from A 0 to A 3 and from A 12 to A 15 are within the limits.

Um die oberen und unteren Grenzwerte in den Bausteinen 1 bis 3 während der Grenzwerteingabe optisch erkennbar zu machen, sind über Treiber angeschaltete Anzeigeelemente 4 bis 6 vorgesehen. Dabei sind die Eingänge EA 0 bis EA 3 des Bausteins 1 mit dem Anzeigeelement 4 verbunden. Der Baustein 2 ist mit Anzeigeelement 5 und der Baustein 3 mit dem Anzeigeelemente 5 verbunden. Die Eingänge EA 0 bis EA 3 der Bausteine 1 bis 3 dienen dabei sowohl zur Eingabe der 16-bit-breiten Information über den zu vergleichenden Wert X an den Eingängen A 0 bis A 15 als auch zur Ausgabe der Speicherwerte aus den Bausteinen an die entsprechenden Anzeigeelemente. Die Anzeigeelemente bestehen vorwiegend aus Leuchtdioden und werden über Treiber angesteuert.In order to make the upper and lower limit values in modules 1 to 3 visually recognizable during the limit value input, display elements 4 to 6 connected via drivers are provided. The inputs EA 0 to EA 3 of module 1 are connected to display element 4 . Module 2 is connected to display element 5 and module 3 to display elements 5 . Inputs EA 0 to EA 3 of blocks 1 to 3 serve both to enter the 16-bit-wide information about the value X to be compared at inputs A 0 to A 15 and to output the memory values from the blocks to the corresponding ones Display elements. The display elements mainly consist of light-emitting diodes and are controlled by drivers.

Die visuelle Kontrolle der in die Bausteine eingespeicherten Werte bei der Grenzwerteingabe erfolgt also durch die Anzeigeelemente. Dabei wird die obere und untere Grenze durch die Zustände (0, 1, x) der einzelnen Bits dargestellt. Der Zustand "x" wird durch schnelles An- und Ausschalten der Ansteuerspannung (gepulster Betrieb) für das entsprechende Anzeigeelement erzeugt (mittlere Helligkeit). Hierdurch kann neben der Information "Leuchtdiode aus" oder "Leuchtdiode an" eine weitere Information dargestellt werden. Somit sind die in den Bausteinen gespeicherten Werte anzeigbar.The visual control of the values stored in the blocks when entering the limit values is therefore carried out by the display elements. The upper and lower limits are represented by the states ( 0, 1 , x ) of the individual bits. The state " x " is generated by quickly switching the control voltage on and off (pulsed operation) for the corresponding display element (medium brightness). As a result, in addition to the information “LED off” or “LED on”, further information can be displayed. The values saved in the blocks can thus be displayed.

Claims

For comparing comprises 1. A circuit arrangement of two binary values with a freely programmable module, the inputs to a reference value and the value to be compared and can be driven via external switches, characterized in that on the module, an additional, specified at ground probe (1) (T 0 ) is switched on, by means of which the reference value with upper and lower limit can be set in connection with the external switches ( S 0 to S 3 ) such that the switches ( S 0 to S 3 ) are pressed and the button ( T 0 ), as well as pressing the switches ( S 0 to S 3 ) again while the button ( T 0 ) is still pressed, these values can be entered.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that several modules ( 1 to 3 ) can be cascaded and controlled via common switches ( S 0 to S 3 ).

3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that each module ( 1 to 3 ) has its own button ( T 0 to T 3 ).

4. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that on each module ( 1 to 3 ) a display element ( 4, 5, 6 ) is switched on, so that the values stored in the modules ( 1 to 3 ) can be displayed.