Преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный код градусов,минут и секунд

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДВОИЧНОГО КОДА В ДВОИЧНО-ДЕСЯТИЧНЫЙ КОД ГРАДУСОВ, МИНУТ И СЕКУНД, содержащий генератор импульсов, двоичный счетчик, двоично-десятичный счетчик градусов , минут и секунд, схему сравнения, выходной регистр, последовateльиo соединенные первый и второй одновибраторы, выходы которых подключены к входу записи выходного регистра и соответственно к входам сброса двоичногО и двоично-десятичного счетчиков градусов, минути секунд, выходы последнего из которых соединены с информационными входами выходного регистра, выходы которого являются выходами преобразователя, входы которого соединены с первой группой входов схемы сравнения, вторая группа входов которой соединена с выходами двоичного счетчика, а выход схемы сравнения подключен к входу первого одновибратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования , он содержит три элемента И-НЕ, элемент И, корректирующий счетчик и триггер-защелку, D-вход которого соединен с выходом генератора импульсов, Т-вход - с выходом схемы сравнения, а выход триггера-защелки - со счетными входами двоичного и корректирующего счетчиков и с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ, вторые Bxo.yj которых соединены соответственно с выходами корректирующего счетчика и элемента И, а выходы первого и второго элементов И-НЕ подключены к первому и второму входам (Л третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен со счетным входом двоично-десятичного счетчика градусов, минут и секунд, выходы двоичного счетчика соединены с входами элемента И, а выход второго одное вибратора - с входом сброса корректирующего счётчика. OD 00 со 145 СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„i, 10 8929 Д

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

По ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21.) 3460009/18-24 (22) 01.07.82 (46) 23.01.84. Бюл. № 3 (72) В. Г. Домрачев и В. А. Подолян (71) Московский лесотехнический институт (53) 681.325 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 760084, кл. G 06 F 5/02, 1976.

2. Патент США № 3805041, кл. 235 †1, опублик. 1974 (прототип). (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ДВОИЧНОГО КОДА В Д)ВОИЧНО-ДЕСЯТИЧНЫИ ,КОД ГРАДУСОВ, МИНУТ И СЕКУНД, содержащий генератор импульсов, двоичный счетчик, двоично-десятичный счетчик градусов, минут и секунд, схему сравнения, выходной регистр, последовательно соеди- ненные первый и второй одновибраторы, выходы которых подключены к входу записи выходного регистра и соответственно к входам сброса двоичного и двоично-десятичного счетчиков градусов, минут и секунд, выходы последнего из которых соединены с информационными входами выходного регистра, выходы которого являются выходами преобразователя, входы которого соединены с первой группой входов схемы сравнения, вторая группа входов которой соединена с выходами двоичного счетчика, а выход схемы сравнения подключен к входу первого одновибратора, отяичающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, он содержит три элемента

И вЂ” НЕ, элемент И, корректирующий счетчик и трип ер-защелку, D-вход которого соединен с выходом генератора импульсов, Т-вход — с выходом схемы сравнения, а выход триггера-защелки — со счетными входами двоичного и корректирующего счетчиков и с первыми входами первого и второго элементов И вЂ” HE, вторые входы которых соединены соответственно с выходами корректирующего счетчика и элемента И, а выходы первого и второго элементов И вЂ” НЕ Я подключены к первому и втором у входам третьего элемента И вЂ” НЕ, выход которого соединен со счетным входом двоично-десятичного счетчика градусов, минут и секунд, С выходы двоичного счетчика соединены с входами элемента И, а выход второго одно- .Я вибратора — с входом сброса корректирующего счетчика.

1!168(12(1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления, сброса информации, контроля производственных процессов для визуальной оценки в единицах градусов, минут и секунд постоянных и изменяющихся угловых величин, представленных в двоичном цифровом коде.

Известен преобразователь двоичного кода в код градусов, минут и секунд, содержащий делитель частоты, источник импульсных сигналов, вход которого соединен с первым входом делителя частоты, а выход— с информационным входом делителя частоты, дешифратор, последовательно соединенные двоично-десятичный счетчик секунд, двоично-десятичный счетчик минут, двоично-десятичный счетчик градусов, вход, которого соединен с выходом дешифратора, первый и второй корректирующие счетчики, выходы которых соединены с блокирующими входами двоично-десятичного счетчика секунд, элемент И вЂ И, входы которого соединены с выходами трех младших разрядов делителя частоты, элемент И, первый вход которого соединен с выходом источника импульсных сигналов, а второй вход— с выходом двоично-десятичного счетчика секунд и с первыми входами первого и второго корректирующих счетчиков, вторые входы которых соединены с выходами двоичнодесятичных счетчиков секунд и минут соответственно, управляющие входы источников импульсных сигналов и дешифратора под. ключены к входу запуска преобразователя (!), Недостатками известного преобразователя — повышенная сложность, невозможность преобразовывать изменяющийся код и относительно низкая метрологическая надежность (су(цествование вероятности сбоев) . Повышенная сложность преобразователя связана с наличием в его блок= схеме второго . корректирующего счетчика и дешифратора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и схемному построению является преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный код градусов, минут и секунд, содержащий генератор импульсов, двоичный счетчик, двоично-десятичный счетчик градусов, минут и секунд, выходной регистр, схему сравнения, последовательно соединенные первый и второй одновибрато ры, выходы которых подключены к входу записи выходного регистра и входам сброса двоичного и двоично-десятичного счетчиков градусов, минут и секунд, выходы последнего нз которых соединены с информационными входами выходного регистра, информационные входы преобразователя соединены с первыми входами схемы сравнения; вторые

Bxolh! которой соединены с вь(ходами дв((ичного счетчика, а выход схемы сравнсниясоединен с входом первого одновибратора (2j.

Недостаток известного преобразователя состоит в низкой точности преобразования, связанной с отсутствием возможности коррекции при преобразовании и возможностью ошибки в единице младшего разряда.

1Лел ь изобретения — повы шеи не точ ности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный код градусов, минут и секунд, содержа!ций генератор импульсов, двоичный счетчик, двоично-десятичный счетчик градусов, минут и секунд, схему сравнения, выходной регистр, -последовательно соединенные первый и второй одновибраторы, выходы которых соединены с входом записи выходного регистра и соответственно с вхо20 дами сброса двоичного счетчика и двоичнодесятичного счетчиков градусов, минут и секунд, выходы последнего из которых соединены с информационными входами выходного регистра; выходы которого являются выходами преобразователя, входы которого соединены с первой группой входов схемы сравнения, вторая группа входов которой . соединена с выходами двоичного счетчика, а выход схемы сравнения соединен с входом первого одновибратора, дополнительно введены три элемента И-НЕ, элемент И, корректирующий счетчик, и триггер-защелка, 0-вход которого соединен с выходом генератора импульсов, Т-вход — с выходом схемы сравнения, а выход триггера-защелки — со счетными входами первого и второго элементов И вЂ” НЕ, вторые входы которых соединены соответственно с выходами корректирующего счетчика и элемента И, а выходы первого и второго элементов И вЂ” НЕ подключены к первому и второму входам третьего элемента И вЂ” HE, выход которого

4О соединен со счетным входом двоично-десятичного счетчика градусов, минут и секунд, выходы двоичного счетчика соединены с входами элемента И, а выход второго одновиб ратора — с входом сброса корректирующего счетчика. . На чертеже приведена блок-схема предлагаемого преобразователя.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, двоичный счетчик 2, двоично-десятичные счетчики 3 — 5 секунд, минут и градусов о соответственно корректирующий счетчик 6, триггер-защелку. 7, схему 8 сравнения, первый и второй одновибраторы 9 и 10, выходной регистр 11, элемент -! И вЂ” HE 12 — 14 и элемент И 15. Счетчики 3 — 5 в совокупности образуют двоично-десятичный счетчик 16 градусов, минут и секунд.

Преобразователь работает следующим образом.

106892 1

1О

259 200в з

Ъ

Последовательность импульсов от генератора l импульсов поступает на первый (D) вход триггера-защелки 7, функция

: которого при наличие логического «О» на его втором {T) входе совпадает с логической функцией элемента И, а при переходе сигнала на втором входе в состояние логической «1» на выходе фиксируется состояние первого (D) входа, соответствующее моменту перехода. Последующие изменения сигнала на первом входе не изменяют состояния на выходе до тех пор, пока логическая «1» на втором (T) входе не сменится на логический «О».

До момента сравнений выходного кода двоичного счетчика 2 с входным кодом в схеме 8 сравнения на выходе его сохраняется логический «О», что позволяет последовательности импульсов с выхода. триггеразашелки 7 заполнять двоичный счетчик 2.

В момент сравнения изменение уровня на выходе схемы 8 сравнения на логическую «1» запирает триггер-защелку 7 для прохождения импульсов, причем последнее состояние выхода триггера-защелки 7 сохраняется, Одновибратор 9 вырабатывает импульс записи информации с выходов двоично-десятичных счетчиков 3 — 5 секунд, минут и градусов соответственно в выходной регистр 11. По заднему фронту импульса записи с выхода первого одновибрато.ра 9 вторым одновибратором 10 вырабатывается импульс, устанавливающий в нулЬ двоично-десятичные счетчики 3 — 5 секунд, минут и градусов, двоичный, счетчик 2 и корректирующий счетчик 6. Рассогласование нулевого .Кода на выходе двоичного счетчика 2 с входным кодом приводит к изменению уровня.на выходе схемы 8 сравнения на логический «О», в результате чего триггер-защелка 7 открывается для прохождения импульсов, и цикл преобразования повторяется.

В отличие от прямой последовательности импульсов, поступающей на вход двоичного счетчика 2, последовательность импульсов, поступающая на вход двоично-десятичного счетчика 3 секунд, скорректирована. Суть коррекции заключается в регулярном исключении импульсов из прямой последовательности (вычитание) с периодичностью, определяемой коэффициентом пересчета корректирующего счетчика 6, причем ряд исключений не производится (сложение) с периодичностью, определяемой .периодом появления совокупности единиц. на входах элемента И 15.

При наличии нуля на выходе элемента

И 15, а также единицы на выходе корректирующего счетчика 6 последовательность импульсов с выхода триггера-защелки 7 через первый 12 и третий 14 элементы И вЂ” НЕ поступает на счетный вход двоично-десятичного счетчика 3 секунд. С периодичностью, определяемой коэффициентом пересчета корректирующего счетчика 6, на его выходе появляется импульс нулевого логическогo уровня, совпадающий по длительности и моменту возникновения с входным импульсом.

При этом импульс входной последовательност с выхода триггера-защелки 7 на вход. двоично-десятичного счетчика 3 секунд не проходит, т.е. происходит коррекция вход ной последовательности на вычитание. Если на выходе элемента И 15 появляется единица и сохраняется в течение всего времени воздействия корректирующего импульса с выхода корректирующего счетчика 6 на второй вход первого элемента И вЂ” НЕ 12, то входной импульс проходит на вход двоично-десятичного счетчика 3 секунд через второй 3 и третий 14 элементы И вЂ” НЕ. Таким образом с периодичностью, определяемой появлением на входах элемента И совокупности логических « I », происходит коррекция на рО сложение.

Входы элемента И могут быть подключены к любой комбинации прямых и инверсных ра"рядных выходов счетчика 2, что позволяет получить на его выходе последовательность импульсов необходимои для кор-

4.рекции на сложение периодичности и дли-. тел ьности.

Например, в 20-разрядном двоичном коде содержится 1048576 двоичных квантов, а в полной окружности при цене кванта .;5 угл. с содержится 259200 квантов угловой меры, которые с погрешносгью, меньшей одного кванта, можно представить как:

Из этого следует, что корректирующий

35 Счетчик 6 для коррекции на вычитание дол жен иметь <оэффициент пересчета 89, а элемент И должен для к6ррекции на сложение выработать на полный угол 2 импульса (поскольку квант соответствует од40 . ному логическому уровню, а импульс экьивалентен двум логическим уровням, для коррекции четырех квантов необходимо два корректирующих импульса) .

Для равномерного распределения ошибок разных знаков корректирующие на сло-, 45, : жение импульсы должны соответствовать углам примерно в 90 и 270 . Длительность о корректирующих на сложение импульсов должна быть .меньше периода . импульсов счетчика 6, корректирующего на вычитание; для исключения возможности ошибочной

SO- коррекции двух подряд импульсов коррек.тирующего счетчика 6.

С учетом этих требований к входам элемента И 15 необходимо подключить прямой выход второго разряда, а также ин5« версные выходы 3 в 14 разрядов 20-разрядного счетчика 2 (первый разряд считается старшим). При этом на полном угле на выходе элемента И 15 вырабатывается два им-.

1068929

ВНИИПИ Заказ 10932!44 1ираж 706 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 пульса единичного уровня с длительностью, эквивалентной длительности 2а =64 импульсов входной последовательности, что, как и требуется, меньше периода импульсов счет-. чика 6, эквивалентного длительности 89 импульсов входной последовательности.

Таким образом, два импульса счетчика 6, корректирующего прямую последова.тельность на вычитание, оказываются в пределах импульсов с выхода элемента И 15, что на выходе третьего элемента И вЂ” HE 14 соответствует коррекции прямой последовательности импульсов на сложение.

Из сравнения блока коррекции предлагаемого преобразователя и известного следует, что предлагаемый преобразователь проще за счет отсутствия в его схеме второго корректирующего счетчика. Функцию этого блока выполняют четыре логических элемента 12—

15 в совокупности с двоичным счетчиком.

Отсутствие в блок-схеме предлагаемого преобразователя дешифратора старших разря-. дов также позволяет упростить преобразо-; ватель, а сам процесс преобразования принимает регулярный характер, что делает его более простым.

Выходной регистр l! предлагаемого преобразователя содержит код угла в течение всего времени преобразования, который изменяется в соответствии с изменением входного кода только в моменты, определяемые сигналом, вырабатываемым схемой 8 сравнения. При изменении кода на входе схемы сравнейия (изменении входного угла) состояние. регистра . двоично-десятичного кода сразу вслед за моментом сравнения в точности соответствует углу, двоичный код которого присутствует в этот момент иа входе преобразователя и сохраняется до сле-:дующего момента сравнения. Для считывания показаний индикатора угла, который

1О может быть подключен к выходу преобразователя, пользователю необходимо время в пределах 0,5 — I с, поэтому наиболее рациональным, с точки зрения минимальных потерь информации и аппаратных затрат на реализацию быстродействия, следует считать время, определяемое этим значением.

При этом предлагаемый преобразователь позволяет наблюдать за изменением измеряемого угла, происходящим с максимально допус1 и мой для сохранения возможности

2р восприятия человеком скоростью.

Наличие в блок-схеме предлагаемого преобразователя триггера-защелки 7 для управления подачей последовательности импульсов на блоки преобразователя, а также . схемы сравнения, допускающей изменение на своем входе входного кода в - течение всего цикла преобразования, сводит к нулю вероятность появления сбоев функционирования, связанных с недостатками струк-туры преобразователя и характером входного кода.