Устройство для извлечения корня

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КОРНЯ, содержащее два триггера, пять элементов И, первый элемент ИЛИ, управляемый делитель частоты, счетчик импульсов, прямой и инверсный выходы первого триггера соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, вторьГе входы которых соединены с информационным входом устройства и входом первого триггера, выход первого элемента И соединен с первыми входами второго триггера и третьего элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, второй вход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов и выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И, вход задания режима работы устройства соединен с управляющим входом управляемого делителя частоты, первым входом четвертого элемента И и инверсным входом пятого элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход третьего элемента И соединен с информационным входом управляемого делителя частоты, отличающееся тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат , оно содержит первый и второй вычитаюпще счетчики, элемент задержки , два формирователя импульсов, второй элемент ИЛИ, шестой элемент И, третий триггер, инверсный выход которого соединен с первым входом шестого элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого вычитающего счетчика, выход переполнения которого соединен с вхо ,дом первого формирователя импульсов, выход которого соединен с третьим (Л входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего триггера, второй вход которого соединен с вторьп входом шестого элемента И, выходом четвертого элемента И и через элемент задержки подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом записи второго вычитакяцего счетчика, выход переполнения которого соединен с входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с вторыми входами четвертого и пятого элементов И, вход записи первого вычитающего счетчика соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и прямым выходом второго триггера, разрядные входы параллельной записи информации первого и второго вычитающих счетчикоп соединены с разрядными, выходами счетчика импульсов, выход управляемого делителя частоты соединен со счетным входом первого вычитающего счетчика.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 3(51) С 06 F 7/552

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М,:: !;)ТЫА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изоБРетений и ОткРытий (21) 3554336/18-24 (22) 20.12.82 (46) 15.07.84.Бюл. И - 26

-(72) В.И.Абакумов, Е.H.Áàíòþêoâ

3.Б.Бантюкова, А.П.Голубь, О.А.Малиновский и В.К.Шутов (71) Украинский заочный политехничес. кий институт (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 797949, кл. С 06 F 7/552, 1978.

2. Авторское свидетельствб СССР по заявке У 3376023/24, .кл. С 06 F 7/552, (982. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ

КОРНЯ, содержащее два триггера, пять элементов И, первый элемент ИЛИ, управляемый делитель частоты, счетчик импульсов, прямой и инверсный выходы первого триггера соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, вторьГе входы которых соединены с информационным входом устройства и входом первого триггера, выход первого элемен- та И соединен с первыми входами второго триггера и третьего элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, второй вход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов и выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И, вход задания режима работы устройства соединен с управляющим входом управляемого делителя частоты, первым входом четвертого элемента И и инверсным входом пятого элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход третьего элемента И соединен с информационным входом управляемого делителя частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат, оно содержит первый и второй вычитающие счетчики, элемент задержки, два формирователя импульсов, второй элемент ИЛИ, шестой элемент И, третий триггер, инверсный выход которого соединен с первым входом шестого элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого вычитающего счетчика, выход переполнения которого соединен с вхо,дом первого формирователя импульсов, выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего триггера, второй вход которого соединен с вторым входом шестого элемента И, выходом четвертого элемента И и через элемент задержки подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом записи второго вычитающего счетчика, выход переполнения которого соединен с входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с вторыми входами четвертого и пятого элементов И, вход записи первого вычитающего счетчика соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и прямым выходом второго триггера, разрядные входы параллельной записи информации первого и второго вычитающих счетчиков соединены с разрядными выходами счетчика импульсов, выход управляемого делителя частоты соединен со счетным входом первого вычитающего счетчика.

3227

Ф 110

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в различных специализированных вычислителях.

Известно устройство, содержащее распределитель импульсов, вход которого соединен с входом устройства, блок вычитания, на первый вход которого подключен первый выход распределителя импульсов, делитель частоты 10 на три, вход которого соединен с выходом блока вычитания, два управляемых делителя частоты, включенных последовательно, на вход первого управляемого делителя подключен вы- 15 ход делителя частоты на три, а выход второго управляемого делителя частоты соединен с первым входом элемента ИЛИ, на второй вход которого подключен второй выход распределителя ро импульсов, два счетчика импульсов, суммирующие входы которых соединены между собой, с вторьи входом блока вычитания и с выходом элемента ИЛИ, выходы первого счетчика импульсов подключены к управляющим входам первого управляемого делителя частоты, а выходы второго счетчика нмпульсоВ подключены к управляющим входам второго управляемого делителя частоты (11 .

Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные воэможности (может только извлекать корень третьей степени) и сложность (содержит такие сложные элементы, как

35 управляемые делители частоты) .

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для извлечения корня, содержащее первый триггер, первый и второй элементы И, на вторые входы которых подключены соответственно единичный и нулевой выходы первого триггера, вход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И и с информационным входом устройства, второй триггер, третий элемент И, на первый вход которо. го подключен нулевой выход второго триггера, вход сброса которого соединен с вторым входом третьего элемента И и с выходом первого элемента И, первый управляемый делитель, частоты, на информационный вход кото. рого подключен выход третьего элемен- 55 та И, второй управляемый делитель частоты, информационный вход которого соединен с выходом первого управляемого делителя частоты, четвертый и пятый элементы И, первые входы которых соединены между собой и с выходом второго управляемого делителя частоты, третий управляемый делитель частоты, на информационный вход которого подключен выход четвертого элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, с управляющим входом первого управляемого делителя частоты и с управляющим входом устройства, элемент ИЛИ, на входы которого подключены выход третьего управляемого делителя частоты, выход пятого элемента И и выход второго элемента И, первый и второй счетчики импульсов, суммирующие входы которых соединены между собой, с единичным входом второго триггера и с выходом элемента ИЛИ, выходы первого счетчика импульсов подключены к управляющим входам второго управляемого делителя частоты, выходы второго счетчика импульсов соединены с управляющими входами третьего управляемого делителя частоты j2) .

Недостатком данного устройства являются сложность: используются элементы высокой сложности, особенно это относится ко второму и третьему делителям частоты, которые должны иметь счетную схему и схему сравнения и поэтому при реализации требуют использования ббльшого количества элементов и,. кроме того, при увеличении диапазона значений карня количество элементов резко возрастает; невысокая надежность функционирования ввиду сложности устройства.

Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержащее два триггера, пять элементов И, первый элемент ИЛИ, управляемый делитель частоты, счетчик импульсов, прямой и инверсный выходы первого триггера соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, вторые вхбды которых соединены с информационным входом устройства и входом первого триггера, выход первого элемента И соединен с первыми входами второго триггера и третьего элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, второй вход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов

3 11032 и выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И, вход задания режима работы устройства соединен с управляющим входом управляемого делителя частоты, первым входом четвертого элемента И и инверсным входом пятого элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого эле- . мента ИЛИ, выход третьего элемента И 1п соединен с информационным входом управляемого делителя частоты, содержит первый и второй вычитающие счетчики, элемент задержки, два формирователя импульсов, второй элемент ИЛИ, шестой элемент И, третий триггер, инверсный выход которого соединен с первым входом шестого элемента И, выход которого соединен cd счетным входом первого вычитающего счетчика, выход переполнения которого соединен с входом первого формирователя импульсов, выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего триггера, второй вход которого соединен с, вторым входом шестого элемента И, выходом четвертого элемента И и через элемент задержки подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом записи второго вычитающего счетчика, выход переполнения которого соединен с входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с вторыми входами четвертого и пятого элементов И,вход записи первого вычитающего счетчика соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и прямым выходом второго триггера, разрядные входы параллельной записи информации первого и второго вычитающих счетчиков соединены с разрядными выходами счетчика импульсов, выход управляемого делителя частоты соединен со счетным вхо45 дом первого вычитающего счетчика.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство для извлечения корня содержит первый триггер 1, первый элемент И 2, второй элемент И 3, второй триггер 4, третий элемент И 5, элемент задержки б, второй элемент ИЛИ 7, управляемый делитель частоты 8, второй вычитающий счетчик 9 второй формирователь импульсов 10, четвертый элемент И 11, пятый эле мент И 12, третий триггер 13, шес27 4 той элемент И 14, первый вычитающий счетчик 15, первый формирователь импульсов 16, первый элемент ИЛИ 17, счетчик импульсов 18, информационный вход устройства 19, управляющий вход устрсйства 20.

Величина времени задержки элемента 6 С z устанавливается равной удвоенной длительности tn т.е ° <>

=2tn.

Устройство для извлечения корня работает следующим образом.

В исходном положении (цепи установки устройства в исходное положение на чертеже не показаны) триггеры 1,4 и 13, управляемый делитель частоты 8, счетчик 9, 15 и 18 находятся в нулевом состоянии. Предусмотрено два режима работы: извлечение квадратного корня; извлечение кубического корня, Первый импульс, поступивший на информационный вход 19 устройства проходит через элементы И 3 и HJIH 17 на счетный вход счетчика 18, в который по переднему фронту этого импульса записывается число "1",.и на единичные входы триггеров 4 и 13.

По заданному фронту первого импульса триггеры 1, 4 и 13 устанавливаются в единичное состояние, закрываются элементы И 3, И 5 и И 14 и открывается элемент И 2. Сигнал с единичного выхода триггера 4 переписывает содержимое счетчика 18 в счетчики 9 и 15, поступая на вход записи счетчика 15 непосредственно, а на вход записи счетчика 9 через элемент ИЛИ ?. Таким образом, в счетчике 18 записано значение корня из числа "1", равное "1" и, кроме того, в счетчиках 9 и 15 также записано число "1".

Второй импульс, поступивший на информационный вход 19, проходит через элемент И 2 и в момент окончания устанавливает триггер 4 в нулевое состояние, подготавливая к срабатыванию элемент И 5, с входов записи счетчиков 9 и 15 снимается сигнал.

Далее работу устройства рассмотрим применительно к каждому режиму.

Режим извлечения квадратного,корня. На управляющий вход 20 устройства подан нулевой сигнал, которым закрыт элемент И 11, подготовлен к открытию элемент И 12 и у управляемого делителя частоты 8 установлен коэффициент деления, равный двум.

5 1103227 6

Третий импульс, поступивший на образом, в счетчике 18 записано чисвход 19, проходит через элементы И 2 ло "3", являющееся корнем квадратным и И 5 на вход делителя частоты 8, из 9, кроме того, в счетчик 9 запино на его выходе не появляется. Чет- сано число "3". вертый импульс с входа 19 проходит Далее работа устройства протекает через элементы И 2 и И 5 на вход де- аналогично. лителя частоты 8, на выходе которого Режим извлечения кубического корпоявляется импульс, поступающий ня. На управляющий вход 20 устройстна вычитающий вход счетчика 9. ва подан единичный сигнал которым

В счетчике 9 оказывается записанным 0 закрыт элемент И 12 подготовлен

rtë1

У число 0, на его выходе в момент к открытию элемент И 11 и у управляеокончания импульса на вычитающем мого делителя частоты 8 установлен входе появляется сигнал, по передне- коэффициент деления, равный трем. му фронту которого формирователь 10 Третий, четвертый и пятый импульвыдает импульс. Импульс с выхода 15 сы с входа 19 проходят через элеменформирователя 10 проходит через эле- ты И 2 и И 5 на вход управляемого менты И 12 и ИЛИ 17 на единичные делителя частоты 8, на выходе которовходы триггеров 4 и 13 и на сумми- го появляется импульс в момент дейструющий вход счетчика 18, в котором вия пятого входного импульса. Импульс по своему переднему фронту записьтва- 20 с выхода делителя 8 устанавливает ется число "2". По заднему фронту в счетчике 9 число "0". импульса с выхода формирователя 10 В момент окончания импульса на триггер 4 устанавливается в единич- вычитающем входе счетчика 9 появляетное состояние. Сигнал с единичного ся сигнал на его выходе, формировавыхода триггера 4 через элемент ИЛИ 7 25 тель 10 выдает импульс который че1 переписывает в счетчик 9 содержимое рез элемент И 11 поступает на вход счетчика 18, т.е. число "2". Таким элемента задержки 6, на вход элеменобразом, в счетчике 18 записано чис- та И t4 и на вход сброса триггера 13., !

1.3 tI ло 2, равное корню квадратному Через элемент И 14 импульс не прохо/ из ч,кроме того, в счетчик 9 записа- 3(j дит, так как он закрыт (триггер 13

11 зfl но число 2 ° находится в единичном состоянии), По

Пятый импульс с входа 19 проходит заднему фронту импульса с выхода только через элемент И 2 и по своему формирователя 10 триггер 13 устанавзаднему фронту устанавливает триг- ливается в нулевое состояние. Через гер 4 в нулевое состояние. Снимается время с д„. импульс с выхода элемен35 сигнал с входа разрешения параллель- та 6 разрешает запись информации ной записи инФормации счетчика 9. в параллельном виде в счетчик 9 и

Шестой, седьмой восьмой и е в него записывается содержимое счетимпульсы проходят на вход делителя чика 18, т.е. число "1". частоты 8, на выходе которого появля-40 Шестой, седьмой и восьмой импульется только два импульса, которые, сы с входа 19 проходят через элеменпоступая на вычитающий вход счетчи- ты И 2 и И 5 на вход управляемого ка 9, записывают в последнем число делителя частоты 8, на выходе которо"0". Фо ми ователь 10 р рователь 10 в момент окон- го появляется импульс в момент дейчания импульса на вычитающем входе „ ствия восьмого входного импульса. счетчика 9 вь ает имтт льс к д мттульс, который Импульс с выхода делителя 8 устанавчерез элементы И 12 и ИЛИ 17 прохо- ливает в счетчике 9 число "0". В модит на единичные входы триггеров 4 . мент окончания импульса на вычитаюи 13 и на с у чй х уммиру чй вход счетчи- щем входе счетчика 9 появляется сигка 18, в котором по переднему фрон- нал на его выходе, формирователь 10

50 у с вается число 3 выдает импульс, который через элеПо заднему фронту импульса с фор- мент И 11 поступает на вход элеменмирователя 10 триггер 4 устанавлива- та задержки 6, проходит через элеется в единичное состояние, а у триг- мент И 14 на вычитающий вход счетчигера 13 подтверждается единичное сос- ка 15 и по своему заднему фронту подал с единичного выхода тверждает нулевое состояние триггеSS триггера 4 через элемент ИЛИ 7 пере-- ра 13. В счетчике 15 устанавливается писывает . в счетчик 9 содержимое число "0". В момент окончания импульсчетчика 18 т.е. чи "3" т.е. число 3. Таким са на вычитающем входе счетчика 15

1103227 и.B последйий заносится. содержимое счетчика 18, т.е . число "2". Импуль"

ый . сы делителя частоты 8, выдаваемые и- в момент действия восемнадцатого и двадцать первого входных импульсов, о- .: снова устанавливают в счетчике 9 число "0".:Ha выходе счетчика 9 в момент окончания. импульса на вычитающем входе появляется сигнал, фор10 мирователь 10 выдает импульс, который поступает на вход сброса триггера 13, подтверждая его нулевое состояние (по своему заднему фронту), е- на вычитающий вход счетчика. 15 через элемент И 14, записывая в .нем число "1", и на вход элемента задерж-: л .- ки б, импульс с выхода которого з аналогично записывает в счетчик 9 р . число "2". Импульсы делителя часто-.

gQ . ты 8, выдаваемые в момент действия двадцать четвертого и двадцать седьмого входных импульсов, снова записывают в счетчике 9 число "0".. На выходе счетчика 9 в момент окончания импульса на вычитающем входе появ-, .ляется сигнал, формирователь 10 выдает импульс, который поступает на вход элемента задержки б, на . вход сброса триггера 13, подтверждая

его нулевое состояние,. и через элемент И 14 на вычитающий вход счетчика 15, в последнем записывается число "0"..- В момент окончания импульса на вычитающем входе появляется

35 сигнал на выходе счетчика 15, формирователь 16. вьщает импульс, который

-8; через элемент ИЛИ 17 проходит на еди. ничные входы триггеров 4 и 13 и на. суммирующий вход счетчика 18, в кото4О ром по переднему фРонту записываеrся число "3". По заднему фронту импульса с выхода формирователя 16 е-.. триггеры 4 и 13 устанавливаются в единйчное положение. Сигнал с еди4> ничнОГО -ВыхОдя триГГера 4.разрешает запись информации в параллельном виде в счетчик 15 и в последний переписывается содержимое счетчика 18, т..е. число "3".

7. появляется сйгнал на erq выходе и; формирователь 16:по заднему фронту этого сигнала вьщает импульс, котор через элемент ИЛИ 17 проходит на ед ничные входы триггера 4 и 13 и на . суммирующий: вход счетчика 18, в кот ром записывает число "2". по своему переднему фронту. По заднему фронту импульса с выхода формирователя 16 триггеры 4 и 13 устанавливаются в единичное положение. Сигнал с еди ничного выхода триггера 4 разрешает запись информации в параллельном виде-в счетчик 15 и в последний пер писывается содержимое счетчика 18, т.е. число "2". Через время 3э<,* импульс с выхода элемента 6 и. сигна с единичного выхода триггера- 4.чере элемент ИЛИ 7,разрешают запись .инфо мации в параллельном виде в счет:— чик 9 и в йоследний также переписыв ется содержимое счетчика. 18, т.е.. число "2". Таким образом, в счетчике 18 записано число "2", являющеес корнем кубическим из 8, кроме того в счетчики 9 и 15 записано число "2

Девятый импульс с входа 19 прохо дйт только через элемент И 2 и по своему заднему фронту устанавливает триггер -4 в нулевое состояние, сним ется сигнал с.входа разрешения запи

1 си информации в параллельном виде у счетчиков 9 и 15, элемент И 5.под готавливается к работе. Импульсы с десятого по двадцать седьмой проходят через элементы И 2 и И 5 на вход управляемого делителя. частоты

KoTopblA вьщает импульсы в момент действия двенадцатого, пятнадцатого восемнадцатого, двадцать первого, двадцать четвертого и двадцать седь мого входных импульсов. Импульсы . с выхода делителя частоты 8, выдава

-:мые в момент. действия двенадцатого и пятнадцатого входных импульсов, записывают в счетчике 9 число "0", На выходе счетчика 9 в момент окончания импульса..на вычитающем входе. появляется сигйал,, формирователь 10 выДает импульс; поступающий.на вход, .элемента задержки 6., на вход сброса:.. .: триггера: 13 и на вход элемента:-И .14, который закрыт (триггер. 1:3- находит.ся в единичном состоянии). По задне- .. му фронту импульса. триггер 13 уста- : " навливает в нулевое состояние. Через, время с, > импульс с..выхода элемента 6 разрешает запись информации в параллельном виде в счетчик 9

Через время сэ импульс с выхода элемента 6 и сигнал с единичного выхода триггера: 4 через элемент ИЛИ,7 разрешает запись информации..в.параллельном виде в счетчик 9 и в последний также переписывается содержимое . счетчика 18, .т.е. число "3". Таким образом, в .счетчике 18 .записано чис: — . ло 3", являющееся корнем кубическим

11О3227

Составитель А.Казанский

Редактор О.Колесникова Техред М.Тепер Корректор И.Муск

Заказ 4981/37 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

9 иэ 27, кроме того, в счетчики 9 и записано число "3".

Далее работа устройства происходит аналогично.

Введение элементов задержки И, ИЛИ, двух формирователей, триггера, вычитающих счетчиков позволяет существенно упростить устройство по сравнению с прототипом и повысить надежность его функционирования, так как исключается счетчик импульсов и два управляемых делителя частоты.