DE4139036A1 - Rechenschaltung fuer addition und subtraktion - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Verbesserung der Addier- Subtrahierschaltung nach P 41 37 180.1, bei welcher bei der Weiter-Verarbeitung einer Ergebniszahl ale erster Summand oder als Minuend diese vorherige Ergebniszahl mittels Takt­ transfer in das Schieberegister 1 befördert wird. Bei der vorliegenden Addier-Subtrahierschaltung ist nicht nur das Steuerwerk verbesaert, sondern auch die Schaltung 17.

In Fig. 1a und 1b ist die gesamte Rechenschaltung darge­ stellt (ohne Steuerwerk 10 und ohne Ziffern-Eingabeschalt­ ung 20). In Fig. 2a und 2b ist das Steuerwerk 10 darge­ stellt. In Fig. 3 ist die Ziffern-Eingabeschaltung 20 mit den restlichen Teilen des Steuerwerks 10 dargestellt. In Fig. 4a und 4b ist die Schaltung 17 dargestellt. In Fig. 5 ist die Schaltung 18 dargestellt. (Um 2 Teil-Schalt­ ungen verkürzt). In Fig. 6 ist der Impuls-Zähler 19 dar­ gestellt. In Fig. 7 ist die Schieberegister-Ansteuer- Schaltung 40 dargestellt. In Fig. 8 ist die Schaltung 36 dargestellt. In Fig. 9a und 9b ist die Schaltung 57 dar­ gestellt, welche bei der Addier-Subtrahierschaltung Type B an Stelle der Schaltung 17 zur Verwendung kommt. Die Schalt­ ungen 4 und 5 und 35 sind gleich, wie in P 41 37 180.1 und somit in dieser Patentanmeldung dargestellt und beschrieben.

Diese elektronische serielle Addier-Subtrahierschaltung be­ steht aus den Eingangs-Schieberegistern 1 und 2 und dem Er­ gebnis-Schieberegister 3 und der Tetraden-Addierschaltung 4 und der Tetraden-Subtrahierschaltung 5, welche eine unechte Tetraden-Subtrahierschaltung ist und somit auf additive Weise subtrahiert und dem Komma-Schieberegister 50. An wei­ teren Teilen besteht diese Addier-Subtrahierschaltung aus dem Steuerwerk 10 und der Ziffern-Eingabeschaltung 20 und der Schieberegister-Ansteuerschaltung 40 und dem Zusatz- Steuerwerk 80 mit sonstigen zusätzlichen Teilen. Der in Fig. 1a dargestellte Teil-Bereich dieser Addier-Subtrahier­ schaltung besteht an weiteren Teilen aus 2 Übertrag-Spei­ chern 45 und 4 Oder-Schaltungen 48 und der Und-Schaltung 47 und der Tor-Schaltung 10. Die Schaltung 80 besteht aus den Teil-Schaltungen 60 und 70. Die Teil-Schaltung 60 besteht aus den Potential-Speicher-Flip-Flops 21 und 22 und den Und-Schaltungen 23 bis 25 mit je 2 Eingängen und den Oder- Schaltungen 26 bis 29 mit je 2 Eingängen und der Oder- Schaltung 30 mit 4 Eingängen und der Schaltung 36. Die Teil- Schaltung 70 besteht aus 2 Und-Schaltungen 71 mit je 2 Ein­ gängen und 2 Negier-Schaltungen 72 und der Oder-Schaltung 73 mit 2 Eingängen und der Negier-Schaltung 74. An weiteren Teilen besteht der in Fig. 1b dargestellte Bereich dieser Addier-Subtrahierschaltung aus den Tor-Schaltungen 8 und 9 und 4 Oder-Schaltungen 51 mit je 2 Eingängen und der Ne­ gier-Schaltung 53 und 4 Oder-Schaltungen 39 mit je 2 Ein­ gängen und den zugehörigen Leitungen.

Das Steuerwerk 10 (Fig. 2a und 2b) besteht aus den Poten­ tial-Speicher-Flip-Flops 12 bis 14 und 49 und 52 und 56 und 4 Tipp-Schaltern 51 und den Schaltungen 17 bis 19 und den Und-Schaltungen 21 bis 26 und 28 bis 30 mit je 2 Eingängen und 2 Und-Schaltungen 31 mit je 2 Eingägen und den Negier- Schaltungen 34 bis 37 und den Oder-Schaltungen 38 bis 49 mit je 2 Eingängen und der Und-Schaltung 50 mit 2 Eingän­ gen und der Und-Schaltung 27 mit 3 Eingängen und den zuge­ hörigen Leitungen.

Die Ziffern-Eingabeschaltung 20 (Fig. 3) ist in P 41 37 180.1 beschrieben.

Die Schaltung 17 (Fig. 4a und 4b) besteht aus den Teil- Schaltungen 17a und 17b. Die Teil-Schaltung 17b ist nur eine Umsteuerschaltung für die Teil-Schaltung 17a, wel­ che ein echter Impuls-Zähler ist, der bei Subtraktion im Fall 2 aufeinanderfolgend zwei Zyklen durchläuft. Die Teil- Schaltung 17a (Fig. 4a) besteht aus 9 einfachen Flip- Flops 1 bis 9 und 8 Und-Schaltungen 11 mit je 2 Eingängen und 4 Und-Schaltungen 12 mit je 2 Eingängen und der Oder- Schaltung 13 mit 4 Eingängen und dem weiteren einfachen Flip-Flop 14 und 2 Und-Schaltungen 15 und 2 Und-Schaltungen 16 mit je 2 Eingängen und 2 Negier-Schaltungen 17 und der Und-Schaltung 18 und den Negier-Schaltungen 19 und 20 und den zugehörigen Leitungen.

Die Teil-Schaltung 17b (Fig. 4b) besteht aus 4 einfachen Flip-Flops 21 bis 24 und den Und-Schaltungen 26 und 27 mit je 2 Eingängen und 2 Und-Schaltungen 28 und 2 Und-Schalt­ ungen 29 mit je 2 Eingängen und den Und-Schaltungen 30 bis 34 mit je 2 Eingängen und der Und-Schaltung 35 mit 3 Ein­ gängen und den Oder-Schaltungen 36 bis 38 mit je 2 Eingän­ gen und den Negier-Schaltungen 39 bis 43 und den zugehöri­ gen Leitungen. Der Impuls-Eingang (Teil-Schaltung 17a) hat die Bezeichnung a. Der Rückstell-Eingang (Teil-Schaltung 17a) hat die Bezeichnung r.

Die Schaltung 18 (Fig. 5) ist in P 41 37 180.1 beschrie­ ben.

Die Schaltung 19 (Fig. 6) ist auch in P 41 37 180.1 be­ schrieben.

Die Schieberegister-Ansteuerschaltung 40 (Fig. 7) besteht aus 5 Oder-Schaltungen 1 bis 5 mit je 2 Eingängen und der Oder-Schaltung 6 mit 3 Eingängen und den zugehörigen Leit­ ungen. Die Ausgänge haben die Bezeichnungen 1 bis 8.

Die Nullen-Eingabeschaltung 35 ist hier nicht dargestellt und nicht beschrieben und somit in P 41 37 180.1 dargestellt und beschrieben.

Die Tetraden-Addierschaltung 4 ist hier nicht dargestellt und nicht beschrieben und somit in P 41 37 180.1 darge­ stellt und beschrieben.

Die Tetraden-Subtrahierschaltung 5 ist hier nicht darge­ stellt und nicht beschrieben und somit in P 41 37 180.1 dargestellt und beschrieben. Die Schaltung 36 ist auch in P 41 37 180.1 beschrieben.

Der Ausgang A steuert den Eingang a an. Der Ausgang B steu­ ert den Eingang b an. Der Ausgang B2 steuert den Eingang b2 an. Der Ausgang C steuert den Eingang c an. Der Ausgang D steuert den Eingang d an. Der Ausgang E steuert den Ein­ gang e an. Der Ausgang F steuert den Eingang f an. Der Aus­ gang G steuert den Eingang g an. Der Ausgang H steuert den Eingang h an. Der Ausgang I steuert den Eingang i an. Der Ausgang K1 steuert den Eingang k1 an. Der Ausgang L steu­ ert den Eingang l an. Der Ausgang M1 steuert den Eingang m1 an. Mittels H-Impuls vom Ausgang M2 wird das Schiebe­ register 3 rückgestellt. Der Ausgang N1 steuert den Ein­ gang n1 an. Der Ausgang N2 steuert den Eingang n2 an. Der Eingang t wird mit der Takt-Frequenz angesteuert. Der Ausgang Q steuert den Eingang q an. Vom Ausgang P1 wird mittels H-Impuls das Schieberegister 1 rückgestellt. Vom Ausgang P2 wird mittels H-Impuls das Schieberegister 2 rückgestellt. Vom Ausgang P3 wird mittels H-Impuls die Tor-Schaltung zwischen Komma-Schieberegister 5 und der Schaltung 18 angesteuert. Vom Ausgang der Und-Schaltung 21 wird mittels H-Impuls das Flip-Flop 52 in seine Links-Stell­ ung gekippt. Vom Ausgang d der Schaltung 19 wird das Flip- Flop 49 direkt von der Schaltung 19 aus in seine Rechts- Stellung gekippt. Der Ausgang U steuert den Eingang u an. Der Ausgang V steuert den Eingang v an. Der Ausgang Z1 steuert den Eingang z1 an. Der Ausgang Z2 liefert das H- Potential für das Minuszeichen der Anzeigeschaltung. Die Eingänge u2 liegen im Betriebszustand ständig an H-Poten­ tial. Die Eingäng r werden von Abzweigungen des Ausgangs R rückstell-angesteuert. Die Ausgänge S1 steuern die Eingänge s1 an. Die Ausgänge S2 steuern die Eingänge s2 an. Die Ausgänge W1 steuern die Eingänge w1 an. Die Ausgänge W2 steuern die Eingänge w2 an. Die Ausgänge K2 und X sind eventuell bei einer Sonder-Ausführung erforderlich.

Bei der Weiter-Verarbeitung einer vorherigen Ergebniszahl als erster Summand oder als Minuend ergibt sich die Wirk­ ungsweise wie folgt: Zunächst wird nicht die Taste R (Rück­ stellung) angetippt, sondern die Taste A oder S angetippt. Damit liefert der Ausgang der Und-Schaltung 25 einen H-Im­ puls, welcher das Flip-Flop 49 in seine Links-Stellung kippt. Somit hat nun der Leitungs-Bereich i H-Potential und sind somit die Ausgänge der Schaltung 19 Sonder-vorange­ steuert und wird von der Leitung i aus das Flip-Flop 56 in seine Links-Stellung gekippt. Damit ist die Sonder-Takt- Ansteuerung der Schaltung 19 vor-angesteuert und wird so­ mit die Schaltung 19 Takt-durchgesteuert. Vom Ausgang a der Schaltung 19 wird hierbei die Schaltung 17 rückstell-ange­ steuert und somit direkt rückstell-angesteuert. Gleichzeitig wird vom Ausgang der Und-Schaltung 23 das Schieberegister 1 und das Schieberegister 2 rückstell-angesteuert und über die Leitung k die Schaltung 18 rückstell-angesteuert. Dann liefert die Schaltung 19 über ihren Ausgang b und den Ausgang P3 einen H-Impuls, mit dem über eine entsprechende 8-fache Tor-Schaltung der Komma-Index-Stand des Komma-Schieberegis­ ters 50 in die Schaltung 18 eingeblendet wird. Dann liefert die Schaltung 19 über ihren Ausgang c und die Und-Schaltung 21 einen H-Impuls, der das Flip-Flop 52 in seine Links- Stellung kippt, womit der Impuls-Ausgang N1 vor-angesteuert ist. Dann liefert der Ausgang d der Schaltung 19 einen H- Impuls, welcher auf direktem Weg das Flip-Flop 49 in seine Rechts-Stellung kippt, womit die Sonder-Voransteuerung der Ausgänge der Schaltung 19 wieder aufgehoben ist. Der Aus­ gang der Und-Schaltung 28 darf bei diesem Sonder-Ablauf keine H-Impulse liefern; aus diesem Grund wird hierbei von der Leitung 1 die Negier-Schaltung 36 weiterhin an ihren Eingang mit H-Potential angesteuert. Nach zwei weiteren Takten hat die Ausgangs-Leitung e der Schaltung 19 H-Poten­ tial und ist somit die Und-Schaltung 29 vor-angesteuert und beginnt somit die Takt-Durchsteuerung der Schaltung 17, welche hierbei über ihren Ausgang N nur einen Impuls-Zyk­ lus (8 H-Impulse) liefert, weil der Eingang z1 der Schalt­ ung 17 hierbei nur mit L-Potential angesteuert wird.

Mit diesen 8 H-Impulsen wird über den Ausgang N1 der Ein­ gang n1 der Schaltung 40 angesteuert und damit die Schiebe­ register 1 und 3 rechts-verschiebend Takt-angesteuert. Damit befindet sich die vorherige Ergebniszahl im Schieberegister 1 und folgt das Eintippen des weiteren Summanden oder des Subtrahenden in das Schieberegister 2, wobei diese Zahl gleichzeitig auch in das Schieberegister 3 eingetippt wird, damit auch diese Zahl in der Anzeige zu sehen ist. Dann wird die Taste G angetippt und damit der Additions-Ablauf oder der Subtraktions-Ablauf ausgelöst, bei dem zunächst wieder die Schaltung 19 durchgesteuert wird (mit normaler Ausgangs-Voransteuerung). Hierbei wird zunächst vom Ausgang a der Schaltung 19 die Schaltung 17 rückstell-angesteuert und vom Ausgang der Und-Schaltung 30 die Schaltung 18 mit Zusatz-Takten beliefert. Dann hat der Ausgang e der Schalt­ ung 19 H-Potential und ist somit die Takt-Ansteuerung der Schaltung 17 vor-angesteuert und wird die Schaltung 17a nur 1 mal durchgesteuert, wenn eine Addition abläuft oder wem eine normale Subtraktion abläuft. Im Fall einer Sonder- Subtraktion (Subtrahend größer als Minuend) wird der Ein­ gang z1 der Schaltung 17b mit H-Potential angesteuert und liefert somit die Schaltung 17 zwei Impuls-Zyklen mit je 8 H-Impulsen und wird beim zweiten Zyklus der Minuend vom Subtrahenden subtrahiert. Nach diesem zweiten Subtraktions- Zyklus hat der Ausgang Z2 H-Potential und erscheint im An­ zeigefeld der Anzeigeschaltung hinter der Ergebniszahl das zugehörige Minus-Zeichen.

Die Schieberegister-Ansteuerungen ergeben sich wie folgt. Vom Ausgang 1 wird das Schieberegister 1 links-verschiebend Takt-angesteuert. Vom Ausgang 2 wird das Schieberegister 1 rechts-verschiebend Takt-angesteuert. Vom Ausgang 3 wird das Schieberegister 2 links-verschiebend Takt-angesteuert. Vom Ausgang 4 wird das Schieberegister 2 rechts-verschieb­ end Takt-angesteuert. Vom Ausgang 5 wird das Ergebnis- Schieberegister 3 links-verschiebend Takt-angesteuert. Vom Ausgang 6 wird das Ergebnis-Schieberegister 3 rechts-ver­ schiebend Takt-angesteuert. Vom Ausgang 7 wird das Komma- Schieberegister 50 links-verschiebend Takt-angesteuert. Vom Ausgang 8 wird das Komma-Schieberegister 50 rechts­ verschiebend Takt-angesteuert.

Die Eingabe einer Minuszahl erfolgt dadurch, daß diese Zahl in die Schieberegister 1 und 3 eingetippt wird und dann die Taste G angetippt wird. In diesem Fall ist die Und- Schaltung 50 der Schaltung 10a nicht vor-angesteuert und wird vom Ausgang G der Eingang g mit H-Potential angesteu­ ert und somit die Schaltung 36 mit einem H-Impuls durchge­ steuert. Damit hat auch der Ausgang Z2 H-Potential und er­ scheint diese Zahl mit Minus-Zeichen im Anzeigefeld und wird als Minuszahl verarbeitet.

Bei der Addier-Subtrahierschaltung Type B kommt als Schalt­ ung 17 die Schaltung 57 zur Verwendung, welche nicht aus 2 Teil-Schaltungen besteht, sondern eine ein-teilige Schalt­ ung ist. Diese Schaltung 57 ist in Fig. 9a und 9b darge­ stellt. Diese Schaltung 57 besteht aus der Haupt-Schaltung 1 und der Impuls-Umsteuerschaltung 2 und der Zusatz-Schalt­ ung 3. Die Haupt-Schaltung 1 besteht aus 10 einfachen Flip-Flops 1 bis 10 und 9 Und-Schaltungen 11 mit je 2 Ein­ gängen und 5 Und-Schaltungen 12 mit je 2 Eingängen und der Oder-Schaltung 13 mit 5 Eingängen und der Diode 14 und den zugehörigen Leitungen. Die Impuls-Umsteuerschaltung 2 be­ steht aus dem weiteren einfachen Flip-Flop 16 und 2 Und- Schaltungen 17 und 2 Und-Schaltungen 18 mit je 2 Eingängen und 2 Negier-Schaltungen 19 und den zugehörigen Leitungen. Die Zusatz-Schaltung 3 besteht aus 2 weiteren einfachen Flip-Flops 21 und 22 und der Und-Schaltung 23 mit 3 Eingän­ gen und den Und-Schaltungen 24 bis 29 mit je 2 Eingängen und der Oder-Schaltung 30 mit 2 Eingängen und den Negier- Schaltungen 31 bis 33 und den zugehörigen Leitungen.

Beim Antippen der Taste A (Addition) wird die Eingabe des zweiten Summanden vor-angesteuert. Beim Antippen der Taste S (Subtraktion) wird die Eingabe des Subtrahenden vor-an­ gesteuert. Beim Antippen der Taste G wird im Normalfall der Additions-Ablauf oder der Subtraktions-Ablauf ausge­ löst. Beim Antippen der Taste R (Rückstellung) wird die ge­ samte Rechenschaltung rückgestellt.

Bei normaler Addition ist die Wirkungsweise gleich, wie in P 41 37 180.1 und somit in dieser Patentanmeldung ausreich­ end genau beschrieben, weil die vorliegende Addier-Subtra­ hierschaltung im Vergleich mit der Addier-Subtrahier­ schaltung nach P 41 37 180.1 nur geringfügige Verbesser­ ungen aufweist.

Bei Subtraktion wird an Stelle der Taste A (Addition) die Taste S (Subtraktion) angetippt und damit die Tetraden- Subtrahierschaltung 5 vor-angesteuert beziehungsweise die Ausgangs-Torschaltung 9 vor-angesteuert. Bei Addition ist die Ausgangs-Torschaltung 8 vor-angesteuert. Der Subtra­ hend wird in das Schieberegister 2 eingetippt und somit in die Schieberegister 2 und 3 eingetippt, wie bei Addition der zweite Summand.

Die Flip-Flops der Schaltung 57 sind Spezial-Flip-Flops, deren Impuls-Eingang gesperrt ist, wenn ihr Rückstell-Im­ puls-Eingang mit H-Potential angesteuert wird. Im minima­ len Fall sind nur die Flip-Flops 1 bis 7 so ausgebildet.

An weiteren Teilen besteht diese Addier-Subtrahierschalt­ ung aus der Tor-Schaltung 11 und der Negier-Schaltung 12 und den Und-Schaltungen 13 und 14 (Fig. 1a und 1b).

Bei der Ausführung 2 des Steuerwerks 10 hat die Und-Schalt­ ung 27 nur 2 Eingänge f und h und ist die Negierschaltung 37 und die zugehörige Leitung nicht angeordnet.

Claims (4)

1. Elektronische Rechenschaltung, welche sich nur zum Addieren und Subtrahieren eignet und welche auf Zif­ fern-serielle Weise die Ergebniszahlen bildet und zwei Eingangs-Schieberegister (1 und 2) aufweist, wel­ che vertauscht rückgekoppelt sind und welche eine Tet­ raden-Addierschaltung (4) und eine Tetraden-Subtra­ hierschaltung (5) aufweist und bei welcher bei der Weiter-Verarbeitung der vorherigen Ergebniszahl als erster Summand oder als Minuend diese vorherige Ergeb­ niszahl mittels Takt-Transfer vom Schieberegister (3) in das Schieberegister (1) befördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (17 oder 57) nach Ablauf ihrer einmaligen oder zwei-maligen Durch-Steuer­ ung einen oder zwei Zusatz-H-Impulse liefert, mit dem oder mit denen die Flip-Flops (12 und 56) und die Schaltung (19) rückgestellt werden.

2. Elektronische Rechenschaltung nach Anspruch 1, bei wei­ cher die Schaltung (17 oder 57) nur einen Zusatz-Impuls liefert, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Zusatz-H- Impuls, welchen die Schaltung (17 oder 57) am Ende ihrer ein-maligen oder zwei-maligen Durch-Steuerung liefert, ein Zählschaltungs-Impuls von ausreichender Dauer ist.

3. Elektronische Rechenschaltung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Sonder-Ausführungen zusätzlich die Takt-Ansteuer­ ung der Schaltung (19) direkt gesperrt wird, indem die Und-Schaltung (27) an einem zusätzlichen dritten Eingang über eine Negier-Schaltung (37) von der Leit­ ung (m) angesteuert wird.

4. Elektronische Rechenschaltung nach Anspruch 1, bei welcher die Schaltung (17 oder 57) zwei aufeinander­ folgende Zusatz-H-Impulse liefert, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Zusatz-H-Impuls die Flip-Flops (12 und 56) in ihre Rechts-Stellung kippt und der zweite Zusatz-H-Impuls die Schaltung (19) rückstellt.