Преобразователь кода грея в параллельный двоичный код

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА ГРЕЯ В ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ ДВОИЧНЫЙ КОД, содержащий регистр, генератор 1 мпульсов, входную группу элементов И, первую и вторую группы элементов И, триггер , первый элемент задержки, первый и второй управляющие элементы И, распределитель импульсов, состоящий из генератора импульсов, счетчика, дешифратора и третьей.группы элементов И, группу элементов ИЛИ, первый и вторые входы которых соединены соответственно с выходами элеме1нтов и первой и второй групп, а выходы элементов ИЛИ группы являются выходами преобразователя, информационный вход которого через элемент задержки соединен со счетным входом триггера, единичный выход которого соединен с первыми входами элементов.и входной группы, вторые входы которых соединены соответственно с выходами элементов И третьей группы, а выходы элементов И входной группы соответственно соединены с управляющими входами всех, Кроме младшего,разрядов регистра , прямые и инверсные выходы которого соединены соответственно с первыми входами элементов И первой и второй групп, вторые входы которых соединены соответственно с выходами триггера, а вторые входы соединены с выходом последнего элемента И третьей группы, первые входы элементов И третьей группы соединены соответствующими выходами дешифратора входы КОТОРОГО соединены с выходами счетчикаотличающийс-я тем. что, с целью повышения быстропействия . в него введены второй триггер , первый и второй элементы ИЛИ, элемент И, первый и второй переключатели , второй, третий и четвертый элементы задержки, входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго управляющих элементов и, а выходы соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого со единен с входами сброса всех разрядов регистра, креме младшего, управляющий вход и вход сброса младигего разр.чда которого соединены соответственно с выходами второго и третьего элементов задержки, третьи входы элементов И первой и второй, групп соединены с выходом второго триггера и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульссв и входами первого и второго переключателей, выходы которых соединены соответст:л венно со счетным входом счетчика и j: первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента И, а выход второго элемента ИЛИ является тактовым выходом преобразователя и соединен с вторыми входами элементов И третьей группы и через четвертый элемент задержки соединен с входом сброса счетчика и единичным входом второго триггера , нулевой установочный вход которого соединен с выходом первого пе- . реключателя.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

COLWIAЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИБ,::

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

H ABTOPCHOlVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3515577/18-24 (22) 29.11.82 (46) 30.01.84. Бюл.)) 4 (72) З.М.Гафаров, Р.М.Гафаров и В.Я.Янгиров (71) уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

)) 431512, кл.r, 06 F 5/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 788104, кл.й 06 F 5/02, 1978 (прототип). (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА ГРЕЯ

В ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ ДВОИЧНЫЙ КОД, "".îäeðжащий регистр, генератор импульсов, входную группу элементов И, первую и вторую группы элементов И, триггер, первый элемент задержки, первый и второй управляющие элементы И, распределитель импульсов, состоящий из генератора импульсов, счетчика, . дешифратора и третьей группы элементов И, группу элементов ИЛИ, первый и вторые входы которых соединены соответственно с выходами элементов И первой и второй групп, а выходы элементов ИЛИ группы являются выходами преобразователя, информационный вход которого через элемент задержки соединен со счетным входом триггера, единичный выход которого соединен с первыми входами элементов.И входной группы, вторые входы которых соединеHbl соответственно с выходами элементов И третьей группы, а выходы элементов И входной группы соответственно соединены с управляющими входами всех, кроме младшего, разрядов регистра, прямые и инверсные выходы которого соединены соответственно с первыми входами элементов И первой и второй групп, вторые входы которых соединены соответственно с выходами триггера, а вторые входы соединены

1 с выходом последнего элемента И третьей группы, первые входы элементов И третьей группы соединены соответствующими выходами дешифратораА входы которого соединены с выходами счетчика. отличающийся тем. что. с целью повышения быстоопействия. в него введены второй триггер, первый и второй элементы ИЛИ, элемент И, первый и второй переключатели, второй, третий и четвертый элементы задержки, входы которых со- . единены соответственно с выходами первого и второго управляющих элементов И, а выходы соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами сброса всех разря- дов регистра, крс-.ле младшего, управляющий вход и вход сброса младшего разряда которого соединены соответственно с выходами второго и третьего элементов задержки, третьи входы элементов И первой и второй. групп соединены с выходом второго триггера и первым входом эле.лента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов и входами первого и второго переключателей, выходы которых соединены соответственно со счетным входом счетчика и первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента И, а выход второго элемента ИЛИ является тактовым выходом преобразователя и соединен с вторыми входами элементов И третьей группы и через четвертый элемент задержки соединен с входом сброса счетчика и единичным входом второго триггера, нулевой установочный вход которого соединен с выходом первого переключателя..1070541

Изобретение относится к устройствам автоматики и вычислительной техники, а более конкретно — к преобразователям кодов, и может быть использовано, например, в преобразователях перемещение-код подвижных звеньев робота-манипулятора.

Известен преобразователь кода

Грея в параллельный двоичный код, содержащий распределителЬ на (n+3) выходов, регистр, установочные входы всех разрядов которого соединены с первым выходом распределителя, а информационные входы всех его разрядов подключены к выходам соответствующих элементов И входной группы, 15 первые входы которых объединены и подключены к единичному выходу триггера, счетный вход которого через элемент задержки соединен с входной шиной преобразователя, вторые входы элементов И входной группы подключены к соответствующим выходам распределителя, управляющий элемент И, один вход которого подключен к

{и+2)-му выходу распределителя, другой его вход — к единичному выходу триггера, а выход управляющего элемента И соединен со счетными входа-ми всех разрядов регистра, элементы

И выходной группы, первые входы ко.— торых объединены и подключены к (n+3)-му выходу распределителя, вторые входы их подключены к единичным выходам соответствующих разрядов регистра, а выходы элементов И выходной группы соединены с соответствующими выходными шинами преобразователя C11 .

Недостаток известного преобразо вателя состоит в относительно низком быстродействии, так как в нем для 40 преобразования mn-разрядных чисел, требуется m-(n+3) такта, причем снижение быстродействия обусловлено, в частности, тем, что в нем затрачивается время {один такт) на перезапись начального состояния триггера в младший разряд регистра (особенность алгоритма работы преобразователя).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь кода Грея в параллельный двоичный код, содержащий рас. пределитель импульсов на (п+1) выходов, где n — число разрядов входного кода, регистр, установочные вхо. ды всех разрядов которого соединены с первым выходом распределителя импульсов, а информационные входы всех его разрядов, кроме младшего, подключены к выходам элементов И входной группы, первые входы которых 60 объединены и подключены к единичному выходу триггера первого, счетный вход которого через первый элемент задержки соединен с входом преобразователя, при этом вторые входы эле- 65 ментов И входной группы подключены к соответствующим выходам распределителя, первый и второй управляющие элементы И, первые входы которых объединены и подключены к (п+1)-му выходу распределителя импульсов, а вторые входы — соответственно к единичному и нулевому выходам первого триггера, установочный вход которого соединен с первым выходом распределителя импульсов, первая и вторая группы элементов И, первые входы которых соединены соответственно с единичными и нулевыми выходами соответствующих разрядов регистра, а вторые входы элементов И первой и второй групп объединены и подключены соответственно к выходам второго и первого управляющих элементов И и элементы ИЛИ группы, первые и вторые входы которых подключены к выходам соответствующих элементов И первой и второй выходных групп, а выходы соединены с выходами преобразователя C2).

Недостатком данного преобразователя является относительно низкое быстродействие, так как в нем для преобразования m чисел, каждое из которых представлено п-разрядным кодом Грея, требуется m(и+1) тактов, причем снижение быстродействия обусловлено, в частности, тем, что он затрачивает время (один такт) íà установку триггера и младшего разряда регистра в одно и то же (например, нулевое) состояние.

Цель изобретения — повышение быстродействия преобразования кодов, следующих друг за другом.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь кода Грея в параллельный двоичный код, содержащий регистр, генератор импульсов, входную группу элементов И, первую и вторую группы элементов И, триггер, первый элемент задержки, первый и второй управляющие элементы И, распределитель импульсов, состоящий из генератора импульсов, счетчика дешифратора и третьей группы элементов И, группу элементов ИЛИ, первый и вторые входь; которых соединены соответственно с выходами элементов И первой и второй групп, а выходы элементов

ИЛИ группы являются выходами преобразователя, информационный вход которого через элемент задержки соединен со счетным входом триггера, единичный выход которого соединен с первыми входами элементов И входной группы, вторые входы которых соединены соответственно с выходами элементов И третьей группы, а выходы элементов И входной группы соответственно соединены с управляющими входами всех, кроме младшего, разрядов регистра, прямые и инверсные выходы которого соединены соответственно с первыми

1070541 входами элементов И первой и второй групп, вторые входы которых соединены соответственно с выходами триггера, а вторые входы соединены с выходом последнего элемента И третьей группы, первые входы элементов И третьей группы соединены с соответствующими выходами дешифратора, входы которого соединены с выходами счетчика, введены второй триггер, первый и второй элементы ИЛИ, элемент И, первый и о и второй переключатели, второй, третий и четвертый элементы задержки, входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго управляющих элементов И, а выходы соедине-15 ны соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами сброса всех разрядов регистра, кроме младшего, управляющий вход и вход сброса младше - 20 го разряда которого соединены соответственно с выходами второго и третьего элементов задержки, третьи входы элементов И первой и второй групп соединены с выходом второго триггера и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов и входами первого и второго переключателей, выходы которых соединены соответственно со счетным входом счетчика и первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента И, а выход второго элемента ИЛИ является тактовым выходом преобразователя и соединен с 35 вторыми входами элементов Н третьей группы и через четвертый элемент задержки соединен с входом сброса счетчика и единичным входом второго триггера, нулевой установочный вход ко- 4р торого соединен с выходом первого переключателя.

На фиг.1 приведена блок-схема преобразователя; на фиг.2 — временная диаграмма работы преобразователя.45

Преобразователь содержит распределитель 1 импульсов, регистр 2 с разрядами 3-6, триггер 7, элементы

8-10 задержки, элементы Й 11-13 входной группы, элементы И 14-17 первой группы, элементы И 18-21 второй группы, первый и второй управляющие элементы И 22 и 23, элементы ИЛИ 24-27 группы, первый элемент ИЛИ 28. Информационный вход 29 преобразователя через элемент 8 задержки соединен со счетным входом триггера 7. Вторые входы элементов

И 11-13 подключены соответственно к выходам 30-33 распределителя 1 импульсов. Первь1е и вторые входы элементов ИЛИ 24-27 группы подключены к выходам соответствующих элементов

И 14-17 и 18-21, а выходы соединены с информационными выходами 34-37 преобразователя,прямой выход 38 триг- 65 гера 7, тактовый выход 39 преобразователя служит для синхронизации работы преобразователя с источником информации.

Предлагаемый преобразователь кода Грея также содержит генератор 40 импульсов, элемент И 41, группу элементов И 42-45, элемент ИЛИ 46, элемент 47 задержки, триггер 48, счетчик 49, дешифратор 50 и переключатели

51-52.

Возможны другие варианты выполнения схемы распределителя 1 импульсов. Общим для них будет то, что они обеспечивают выдачу управляющих сигналов в определенные моменты времени.

На фиг.2 обозначены импульсы T 40 на выходе генератора 40, сигнал Т 48 на единичном выходе триггера 48, сигналы Вых . 38, Вых. 33, Вых. 30, Вых. 31

Вых.32, на управляющих выходах 38, 33, 30, 31, 32 распределителя 1, сигналы КГР, соответствующие коду

Грея и подаваемые на вход 29 преобразователя, сигналы СВх на счетном входе триггера 7, сигналы ВыхТ на единичном выходе триггера 7, сигналы ИВх3-ИВх6 на информационных входах разрядов 3-6 регистра 2, сигналы Вых 34-Вых 37 на выходах 34-37 преобразователя.

Устройство работает следующим образом.

Пусть требуется преобразователь кодов Грея 1101 и 1011, поступающих на вход устройства последовательно младшими разрядами вперед (фиг.2).

Нажатием переключателя 51 импульсы с генератора 40 устанавливают триггер 48 и счетчик 49 в исходное состояние "0". (Исходное состояние триггера 7 и разрядов регистра 2 безразлично). При этом на выходе 38 распределителя 1, а следовательно, на третьих входах элементов И 14-21 отсутствует потенциал, разрешающий выдачу кода с регистра 2 на выходы

34-37 преобразователя. При нулевом состоянии счетчика 49 подготовлен элемент И 45.

Далее с нажатием переключателя 52 первый из импульсов генератора 40, прошедший через его контакты и элемент ИЛИ 46, поступает на вход элемента 47 задержки, разрешает выдачу первого (младшего) разряда кода

Грея на вход 29 (вход элемента 8 задержки) и появляется на выходе 33 распределителя 1 (фиг.2). Данный сигнал, пройдя через элемент И 22 (триггер 7 в состоянии "1"), поступает на вторые входы элементов И 1821 и на вход элемента 9 задержки.

При этом выдачи кода с регистра 2 на выходы 34-37 преобразователя не будет, так как на третьих входам элементов Н 18-21 отсутствует раз1070541 решающий сигнал с выхода 38 распределителя 1.

Пройдя через элемент 9 задержки, .указанный управляющий сигнал устанавливает младший разряд 3 регистра

2 в состояние "1", пройдя через. элемент 9 задержки, указанный управляющий сигнал устанавливает младший разряд 3 регистра 2 в состояние "1"; пройдя также элемент ИЛИ 28 — остальные (старшие) разряды 4-6 регистра

2 в состояние "0". Несколько позднее (фиг.2) сигнал первого разряда кода

Грея, пройдя через элемент 8 задержки, поступает на счетный вход триггера 7 и изменяет его состояние.При этом первый импульс генератора 40, пройдя элемент 47 задержки, записывает "1" в счетчик 49 и триггер 48. в результате чего оказывается подготовленным элемент И 42 а на третьих входах элементов И 14-21 появляется разрешающий потенциал.

Таким образом, после первого такта в младший разряд 3 регистра 2 записывается исходное состояние триггера 7 (состояние "1"), а благодаря триггеру 48 и элементу И 41 происходит также закорачивание переключателя 52.

Второй импульс генератора 40, пройдя элементы 41 и .46, разрешает выдачу второго разряда кода Грея на вход 29 преобразователя, а пройдя через элементы 42 и 11, переписывает второе (нулевое) состояние триггера 7 во второй разряд 4 регистра

2. После этого второй импульс генератора 40, пройдя элемент 47 задержки, добавляет "1" в счетчик 49.

Так как второй разряд кода Грея равен "0", во втором такте состояние триггера 7 не меняется.

Третий импульс генератора 40, пройдя элементы 41 и,46, разрешает выдачу третьего разряда кода Грея на вход 20 преобразователя, а пройдя через подготовленный элемент И

43, поступает на вход элемента 12, переписывая в разряд 5 регистра 2 нулевое состояние триггера 7. После этого третий разряд кода Грея, равный "1", пройдя через элемент 8 задержки, переводит. триггер 7 в единичное состояние. Одновременно третий импульс генератора 40, пройдя элемент 47 задержки, добавляет в счетчик 49 "1", подготавливая тем самым элемент И 44.

Четвертый импульс генератора 40, пройдя элементы 41 и 46, разрешает выдачу четвертого разряда кода Грея на вход 29 преобразователя, а пройдя через элементы 44 и 13, записыва5 ет "1" в старший разряд б регистра

2. После этого четвертый разряд кода

Грея, равный "1", пройдя через элемент 8 задержки, переводит триггер 7 в состояние "0". Одновременно чет-!

О вертый импульс генератора 40, пройдя элемент 47 задержки, добавляет "1" в счетчик 49, подготавливая тем самым элемент "И" 45.

Пятый импульс генератора 40, 15 пройдя элементы 41 и 46, разрешает выдачу первого (младшего) разряда следующего кода Грея на вход 29 преобразователя, а пройдя через элементы 45 и 23, разрешает выдачу содержимого разрядов 3-6 регистра

2 через элементы 14-17 на выходы

34-37 преобразователя (фиг.2).Этот же импульс, пройдя через элемент 40 задержки, записывает "0" в младший разряд 3 регистра 2, а пройдя также элемент 28 устанавливает в исходное состояние остальные разряды регистра 2. При этом первый разряд кода

Грея, пройдя через элемент 8 задержки, записывает "1" в триггер 7.

З0 Одновременно пятый импульс генератора 40, пройдя элемент 47 задержки, добавляет "1" в счетчик 49, подготавливая тем самым элемент И 42.

Иестой импульс генератора 40 за35 писывает во второй разряд 4 регистра "1". Седьмой и восьмой импульсы генератора 40 записывают "0" в третий 5 и четвертый б разряды регистра. Девятым импульсом генерато40 ра 40 проинвертированное содержимое регистра 2 выдается на выходы

34-37 преобразователя (фиг.2).

Таким обраэом, для преобразования двух четырехразрядных чисел в предлагаемом устройстве потребовалось всего 2x4+1=9 тактов. В общем случае для преобразования m чисел, записанных каждый в и-разрядном коде Грея, требуется всего m (и+ <) тактов. В схеме прототипа для этого требуется

50 m -(n+<) = mn+m тактов, т.е. íà m-1 тактов больше.

Следовательно, введение новых элементов и связей между ними позволяет существенно повысить быстродей55 ствие преобразователя. Данный положительный эффект в наибольшей степени проявляется при больших значениях m.

1070541

r.Ужгород,ул. Проектная, 4