SU1180878A1 - Устройство дл сравнени чисел - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЕЛ, содержащее генератор импульсов , элементы И, ИЛИ, НЕ, триггеры, счетчики, причем управл ющий вход гекератора импульсов соединен с входом запуска устройства, а выход соединен с первыми входами первого И второго элементов И, установочные входы первого и второго счетчиков подключены соответственно к входам первого и второго сравниваемых чисел устройства, а выходы переполнени  соединены с входами установки в О первого и второго триггеров соответственно, пр мой выход первого триггера соединен с вторым входом первого элемента И, с первым входом третьего элемента И и через первый элемент НЕ с первым входом четвертого элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, пр мой выход второготриггера соединен с вторым входом второго элемента И, с вторым входом четвертого элемента И и через второй элемент НЕ з- с вторым входом третьего элемента И, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход которого  вл етс  выходом сигнала, разности устройства , отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства путем возможности сравнени  чисел с учетом их знаков, в него введены две группы элементов И, две группы элементов ИЛИ, два многовходовых элемента ИЛИ, два элемента И сброса, два элемента НЕ, два элемента И, три элемента ИЛИ, три элемента 2ИИЛИ , элемент задержки и триггеры i знаковых разр дов первого и второго (Л чисел соответственно, входы установки в О которых подключены к С входам знаковых разр дов сравниваемых чисел, соответственно, а инверсные выходы - к первым входам соответственно первого и второго элементов И сброса, первым входам элементов И соответственно первой X и второй групп и соответственно первому и BTopoify входам первого элех мента 2И-ИЛИ, выход которого через элемент задержки соединен с вторы00 ми входами первого и второго элементов И сброса, выходы которых 0 подключены к бходам установки в соответственно первого и второго счетчиков, синхрокизирукицие входы которых соединены с выходом генератора импульсов,.пр мые выходы триггеров знакочы разр дов первого и второго чисел соединены соответственно с третьим и четвертым входами первого элемента, 2И-Ш1И, вторыми входами элементов И соответственно второй и первой групп, соответствен

Description

но с первыми и вторыми входами элемента ИЛИ-НЕ и второго элемента РШИ, первым входам соответственно третьего и четвертого элементов И и через элементы НЕ с вторыми входами соответственно четвертого и третьего элементов И., выходы которых подключены к первым входам соответственно третьего и четвертого элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходами соответственно третьего и четвертого элементов И, а выходы подключены к входам установки соответственно в О и 1 триггера, пр мой выход которого соединен с первыми объединенными входами второго и третьего элементов 2И -ИЛИ, вторые входы которых объединены и подключены к инверсному выходу триггера , третьи входы второго и третьего элементов 2И-ШТИ объединены и соедин чы с выходом элемента ИЛИ-НЕ, а четвертые - с выходами второго эле0878мента ИЛИ, выходы второго и третьего элементов 2И-ИЛИ  вл ютс  выходами неравенства устройства, вьгходы разр дов первого и второго счетчиков подключены к третьим входам соответствующих элементов И соответственно первой и второй групп, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго многовходовых элементов ИЛИ, выходы которых соединены с третьими входами соответственно первого и второго элементов И сброса, выходы первого и второго элементов И подключены к первым входам первых элементов ИЛИ соответственно первой и второй групп, вторые входы элементов ИЛИ первой и второй групп соединены с выходами соответствующих элементов И соответственно второй и первой групп, а выходы подключены к информационным входам соответствующих триггеров соответственно первого и второго счетчиков.

1

Изобретение относитс  к автоматике и цифровой измерительной технике и предназначено дл  автоматического сравнени  двух чисел, представленных в цифровой форме, сучетом 5 их знаков.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем сравнени  двоичных чисел с учетом 10 их знаков.

На фиг.1 и 2 представлены функциональные схемы устройства.

Устройство содержит генератор 1 15 импульсов, входы 2 и 3 знаковых разр дов, триггеры 4 и 5 знаковых разр дов первого и второго чисел, элементы И 6 и 7, первый счетчик 8, первый триггер 9, второй счетчик 10, 20 группы элементов И 11 и 12, группы элементов ИЛИ 13 и 14, многовходовые элементы ИЛИ 15 и 16, элементы И 17 и 18 сброса, вторбй триггер 1,9, элемент 2И-ИПИ 20, элемент 21 зат 25 ержки, вход 22 запуска, входы 23 и 24 сравниваемых чисел, элементы НЕ 25-28, элементы И 29-32, элемент.

ЛИ-НЕ 33, элементы ИПИ 34-36, элеенты 2И-ИЛИ 37.и 38, триггер 39.

Устройство работает следующим обазом .

В исходном состо нии генератор 1 заперт, триггеры 4,5,9,19 и 39 установлены в 1. По входам 23 и 24 сравниваемые числа в двоичном виде поступают соответственно в первый 8 и второй 10 счетчики. Знаки сравниваемых чисел определ ютс  наличием или отсутствие сигналов на входах знаков второго 2 и первого 3 числа. Если числа положительные, то на входах 2 и 3 знаков устанавливаютс  нулевые сигналы. Если числа отрицательные , то на входах знаков 2 и 3 устанавливаютс  единичные сигналы, что вызывает переключение обоих триггеров 4 и 5 знаков в О. Если знаки чисел различны, например первое число положительное, а второе отрицательное, то на входе 2 знака второго числа устанавливаетс  1, а на входе 3 знака первого числа , таким образом, триггер 4 знака первого числа остаетс  в 1, а

3

триггер 5 знака второго числа устанавливаетс  в О.

Счетчики состо т из N триггеров, т.е. имеют разр дность, равную числу N. Сравниваемые же числа могут иметь разр дность не выше N-1, так как будет описано ниже. При сравнении чисел с разньми знаками в устройстве производитс  перенос отрицательного числа, записанного в оди из счетчиков, в другой счетчик, в котором образуетс  сумма по модулю два сравниваемых чисел. Поэтому разр д необходим дл  записи единицы переполнени  в случае наличи  единиц в N-1 разр дах в обоих числах.

Работу устройства рассмотрим в трех вариантах, определ емых возможными комбинаци ми чисел: оба числа положительные, оба числа отрицательные , числа имеют разные знаки.

Первый вариант - оба числа положительные .

По команде запуска генератор 1 начинает вырабатьшать пр моугольные импульсы определенной частоты. Эти импульсы одновременно поступают на первые входы элементов И6 и 7. В исходном состо нии триггеры 9 и 19 наход тс  в 1, что обеспечивает уровень разрешающего сигнала на вторых входах элементов И 6 и 7.

Таким образом, импульсы генератора 1 через элементы И 6 и -ИЛИ 13 дл  первого счетчика и элементы И 7 и ИЛИ 14 дл  второго счетчика поступают одновременно на входы обоих счетчиков, заполн   их. t

Определение соотношени  между

сравниваемыми числами А и В, записанйыми в счетчиках, производитс  по взаимному расположению сигналов переполнени  счетчиков на временной шкале. Например, если Л В, то сигнал переполнени  сначала по вл етс  в первом счетчике, а затем во втором (при A-t В последовательность по влени  сигналов переполнени  обратна ). Сигнал переполнени  с выхода триггера 9 одновременно поступает на второй вход элемента И 6 запреща  прохождение импульсов генератора 1 на вход переполнени  первого счетчика, на первый вход элемента И 29 и через элемент НЕ 25 на первый вход элемента И 30. При этом с выхода элемента И 20 единичный сигнал поступает ил первый вход эле808784

мента ИЛИ 35, на выходе которого формируетс  положительный перепад напр жени , и на второй вход элемента ИЛИ 36. Так как триггер 39 в исходном состо нии находитс  в 1, то единичный сигнал, поступивший с выхода элемента ИЛИ 35, не измен ет его состо ни . Положительный перепад напр жени  с пр мого выхода триггера 39 поступает на четвертьпЧ вход элемента И-ИЛИ 37 и на первый вход элемента И-ИЛИ 38. Так как числа положительные, то триггеры знаков - ,обоих чисел остаютс  в исходном 1

t5 состо нии. Сигналы с пр мых выходов триггеров 4 и 3 поступают на входы элемента ИЛИ 34, с выхода которого единичный сигнал поступает на третий вход элемента И-ИЛИ 37 и на третий

20 вход элемента И-ИЛИ 38. В данном случае единичный сигнал по вл етс  с вьгхода элемента И-1-ШН 37, что соответствует .

После переполнени  второго счетчика сигнал переполнени  с выхода триггера 19 одновременно поступает на второй вход элемента И 7, запреща  прохождение импульсов генератора 1 на вход переполнившегос 

Q второго счетчика на второй вход элемента И 30 и через элемент НЕ 26 на второй вход элемента И 29. При этом на выходе элемента И 30 пропадает единичный сигнал, что приводит к разблокировке входа установки триггера 39 в О и формированию на выходе элемента ИЛИ 35 отрицательного . перепада напр жени .

На этом оканчиваетс  цикл операции сравнени  чисел А и В, в результате до -проведени  следующего цикла на выходе элемента И-ИЛИ 45 сохран етс  единичный сигнал, соответствующий случаю . Длительность формируемого на выходе элемента ИЛИ 35 единичного сигнала пропорциональна абсолютной величине разности чисел А и В, т.е. t К/(А-В)/.

0 Схема работает аналогичным образом и при соотношении чисел А и В, с той лишь разницей, что сначала по вл етс  сигнал переполнени  второго счетчика, а затем первого счетчика,

5 т.е. на выходе элемента ИЛИ 35 длительность единичного сигнала будет следук а  г К /(B-Aj)/, а также по .ложйтельный перепад напр жени  будет

на выходе элемента И-ИЛИ 38, что соответствует .

Второй вариант - оба числа отрицательные .

При данном варианте работа схемы мало отличаетс  от первого варианта. Перед циклом сравнени  на оба входа знаков 2 и 3 подаютс  единичные сигналы, что приводит к установке триггеров 4 и 5 знаков обоих чисел в

О

единичный сигнал поступает на

элементы И-ИЛИ 37 и 38 с элемента ИЛИ-НЕ 33, что приводит к следующему: при соотношении абсолютных, величин чисел/А/ /В/, положительный перепад напр жени  будет на выходе элемента И-ШШ 38, т.е. , если же соотношение абсолютных чисел /А/г/В/, то положительный Перепад напр жс ии  будет на выходе элемента И-ИЛИ 37, т.е. .

Третий вариант - числа имеют разные знаки.

Дл  определенности предположим, что , т.е. А - положительное . число, а В - отрицательное. В этом случае единичный сигнал подаетс . iia вход 2, что приводит к установке грмггера 5 знака второго числа в О г:;|иничнь е сигналы, снимаемые с пр мого в 1хода триггера 4 и .инверсного йыхо..:г,а триггера 5, поступают на третий т четвертый ВХОДРЛ с.оответст- элемента И-ИЛИ 20, что при п jiT к по влению единичного сигна .;а на пыходе элемента И-И11И 20, когорый поступает на вход элемента 21 задержки, а также поступает на 15ХОДЫ соответственно элементов И 12 руппы, которые подключены к пр мым в :1ходам второго счетчика 10. Так как по втором счетчике записано число В, то определенные триггеры этого счетчика находатс  в 1, поэтому с выходов соответствующих элементов И, единичный сигнал поступает;на вход триггера того же разр да первого счетчика. Тем самым в первом счетчике получаетс  сумма по модулю два абсолютных величин чисел А.и В. Например, предположим, что счетчики трехразр дные, сравниваемые.числа (в двоичном коде 010), (110) тогда в первом счетчике получаем сумму абсолютных величин этих чисел + (101), котора  соответствует искомой разности чисел А и В.

Врем  задержки t элемента 21 задержки должно быть больше времени, необходимого дл  срабатывани  элемента Иt , элемента Ш1И - триггера -

И

т.е.

.

Дл  интегральных микросхем (ИМС) сери  155- (3), например, дл  элементов И К 155ЛИТ - tf,30 НС, дл  элементов ИЛИ К155ЛЛ1 - , ь 25 не и дл  триггера К155ТМ2 - 60 не. Тогда получаем

t, 30+25+60 115 НС, т.е.о,,115 н

Таким образом, не менее, чем через 115 НС, на выходе элемента 21 задержки по вл етс  единичный сигнал который поступает на первьй вход элемента И 18, с выхода которого положительный перепад напр жени  поступает на входы сброса в О каждого из триггеров второго счетчика.

Поэтому до начала цикла сравне- , ни  чисел, т.е. до поступлени  управл ющего сигнала на вход запуска, в первом счетчике находитс  сумма абсолютных величин сравниваемых чисел, а второй счетчик сброшен в О. Дальнейша  работа схемы аналогична работе при первом варианте, однако есть отличие при определении соотношени  между числами (количественна  оценка разницы между числами производитс  аналогично первому варианту ) . С пр мых выходов триггеров 4 и 5 знаков снимаютс  соответственно единичный и нулевой сигналы, которые поступают на входы элементов НЕ 27 и 28, элементов И 31 и 32, элемента ИЛИ 34 и элемента Ш1И-НЕ 33 С выхода элемента И 32 единичный сигнал через элемент ИЛИ 35 поступает на вход установки в 1 триггера 39, с пр мого выхода которого единичный сигнал поступает на четвертый вход элемента И-ИЛИ 37 и на первый вход элемента И-ИЛИ 38. С выхода элемента ИЛИ 34 единичный сигнал поступает на третий вход элемента И-ИЛИ 37 и на третий вход элемента И-ИЛИ 38, что вызывает по вление единичного сигнала , соответствующего соотношению на выходе элемента И-ИЛИ 37. Таким образом, при третьем варианте еще до сравнени  чисел схема определ ет их соотношение.

2 3

№;

-CJ

т

n

&

HfL

Сфф

/

{

t2

JSi

w

Ю

Jl

,f

Фиг. f

О в;

«j л

«)

V

ч

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЕЛ, содержащее генератор импульсов, элементы И, ИЛИ, НЕ, триггеры, счетчики, причем управляющий вход генер'атора импульсов соединен с входом запуска устройства, а выход соединен с первыми входами первого И второго элементов И, установочные входы первого и второго счетчиков подключены соответственно к входам первого и второго сравниваемых чисел устройства, а выходы переполнения соединены с входами установки в О первого и второго триггеров соответственно, прямой выход первого триггера соединен с вторым входом первого элемента И, с первым входом третьего элемента И и через первый элемент НЕ с первым входом четвертого элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, прямой выход второготриггера соединен с вторым входом второго элемента И, с вторым входом четвертого элемента И и через второй элемент НЕ а- с вторым входом третьего элемента И, выход которо- го подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход которого является выходом сигнала, разности устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем возможности сравнения чисел с учетом их знаков, в него введены две группы элементов И, две группы элементов ИЛИ, два многовходовых элемента ИЛИ, два элемента И сброса, два элемента НЕ, два элемента И, три элемента ИЛИ, три элемента 2ИИЛИ, элемент задержки и триггеры знаковых разрядов первого и второго чисел соответственно, входы установки в 0 которых подключены к входам знаковых разрядов сравниваемых чисел, соответственно, а инверсные выходы — к первым входам соответственно первого и второго элементов И сброса, первым входам элементов И соответственно первой и второй групп и соответственно первому и второму входам первого элемента 2И-ИЛИ, выход которого через элемент задержки соединен с вторыми входами первого и второго элементов И сброса, выходы которых подключены к входам установки в 0 соответственно первого и второго счетчиков, синхронизирующие входы! которых соединены с выходом генератора импульсов, прямые выходы триггеров знаковых разрядов первого и второго чисел соединены соответственно с третьим и четвертым входами первого элемента. 2И-ИПИ, вторыми входами элементов И соответственно второй и первой групп, соответствен

   1 180878но с первыми и вторыми входами элемента ИЛИ-HE и второго элемента ИЛИ, первым входам соответственно третьего и четвертого элементов И и через элементы НЕ с вторыми входами соответственно четвертого и третьего элементов И, выходы которых подключены к первым входам соответственно третьего и четвертого элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходами соответственно третьего и четвертого элементов И, а выходы подключены к входам установки соответственно в О и 1 триггера, прямой выход которого соединен с первыми объединенными входамй второго и третьего элементов 2Ц-ИПИ, вторые входы которых объединены и подключены к инверсному выходу триггера, третьи входы второго и третьего элементов 2И-ИЛИ объединены и соединены с выходом элемента ИЛИ-HE, а четвертые - с выходами второго эле мента ИЛИ, выходы второго и третьего элементов 2И-ИПИ являются выходами неравенства устройства, выходы разрядов первого и второго счетчиков подключены к третьим входам соответствующих элементов И соответственно первой и второй групп, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго многовходовых элементов ИЛИ, выходы которых соединены с третьими входами соответственно первого и второго элементов И сброса, выходы первого и второго элементов И подключены к первым входам первых элементов ИЛИ соответственно первой и второй групп, вторые входы элементов ИЛИ первой и второй групп соединены с выходами соответствующих элементов И соответственно второй и первой групп, а выходы подключены к информационным входам соответствующих триггеров соответственно первого и второго счетчиков.