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

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 140280 (21) 2908888/18-24 (51) М. КЛ.

Союз Советских

Социалистических

Республик с присоединением заявки ¹ (23) ПриоритетG 06 F 5/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 300882, Бюллетень ¹ 32 (531УДК 681.325 (088. 8) Дата опубликования описания 30.0882.)

С.В.Билибин, П.П.Гараев, Н.А.Иванов, .Ф.Р Щенко, ...

М.Я,Савельев и Б.A.Ñàðû÷åâ

Ъ

Ъ. (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДВОИЧНОГО КОДА УГЛА

В ДВОИЧНО-ДЕСЯТИЧНЫЙ КОД ГРАДУСОВ, МИНУТ И СЕКУНД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении пре. образователей в устройствах сбора и обработки информации, а также в контрольно-регистрирующей аппаратуре.

Известен преобразователь двоичного кода угла в двоично-десятично-шестидесятиричный код, содержаший генератор импульсов, элемент И, двоичный счетчик, дешифратор нуля, выходной счетчик, блок запрета и,группу корректирующих счетчиков (1J .

Недостатком данного преобразователя является относительно низкая точность и надежность функционирования.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь двоичного кода угла в двоично-десятичный код градусов, минут и секунд, содержащий двоичный счетчик, дешифратор нуля, двоично-десятичный счетчик градусов, минут и секунд, регистр хранения, информационное табло, первый элеяент

И-НЕ (2) .

Недостатком известного преобразователя является относительно невысокая точность и низкая надежность.

Цель изобретения — повышение точности и надежности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь двоичного кода угла в двоично-десятичный код градусов, минут и секунд, содержащий двоичный счетчик, дешифратор нуля, входы которого соединены с выходами двоичного счетчика, двоично-десятичный счетчик гранусов, минут и секунд, регистр результата, информационные входы которого соединены с выходами двоично-десятичного счетчика градусов, минут и секунд, информационное табло, входы которого соединены с выходами регистра результата, генератор импульсов, первый элемент И-НЕ, выход которого соединен со счетными входами двоичного счетчика и двоичнодесятичного счетчика градусов, минут, секунд, первый вход первого элемента

И-НЕ соединен с выходом генератора импульсов, а второй вход — с выходом дешифратора нуля, введены блок умножения, состоящий из группы инверторов и четырех сумматоров, второй и

25 третий элементы И-НЕ, счетчик команд, дешифратор команд, входы которого, соединены с выходами счетчика команд, установочный выход дешифратора команд соединен с входами сброса двоичного

30 счетчика и двоично-десятичного счет955022 чика градусов, минут и секунд, выход приема дешифратора команд соединен с входом загрузки двоичного счетчика, выход начала преобразования дешифратора команд соединен с третьим входом первого и первым входом второго элементов И-НЕ, выход окончания преобразования дешифратора команд соединен с управляющим входом регистра результата, второй вход второго элемента

И-НЕ соединен с выходом дешифратора 10 нуля, а выход соединен с первым вхо ., дом третьего элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход соединен с входом счетчика команд, информационный вход преобразователя соединен с входами инверторов группы, с пер,выми группами входов первого и второго сумматоров и с второй группой входов со сдвигом на три разряда вправо первого сумматора, выходы которого соединены со сдвигом на один разряд вправо с первой группой входов третьего сумматора, вторая группа входов, которого соединена с выходами группы инверторов, а выходы со сдвигом на шесть разрядов вправо соединены с второй группой входов второго сумматора, выходы которого соединены с первой группой входов четвертого сумматора и со сдвигом на два разряда вправо — с второй группы входов четвертого сумматора, выходы которого, являющиеся выходами блока умножения, соединены с информационными входами двоичного счетчика, выход 35 переносов второго сумматора соединен с входом переноса второго сумматора. г

На фиг.1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг.2 - 40 вреяенная диаграмма работы преобразователя.

Преобразователь содержит блок 1 умножения, генератор 2 импульсов,первый 3, второй 4 и третий 5 элементы

И-НЕ, счетчик 6 команд, дешифратор

7 команд, двоичный счетчик 8, дешифратор 9 нуля, двоично-десятичные счетчики секунд 10, минут 11 и градусов 12, регистр 13 результата, информационное табло 14. Двоично-деся- 50 тичный счетчики градусов, минут и секунд 10-12 в совокупности образуют двоичный десятичный счетчик 15 гра-. дусов, минут и секунд.

Блок 1 умножения содержит группы 55 инверторов 16 и сумматоры 17-20.

В основу принципа действия преобразователя положен метод двойного преобразования-. В начале с помощью блока умножения 1 осуществляется пер- 60 вичное пресбразование двоичного кода угла Х, цена единицы младшего разряда которого соответствует двоичному

Ряду ---- н Лвои ныл коЛ угла у с

2 6S,ценой единицы младшего разряда, равной одной угловой секунде или долей угловой секунды. Затем, с помощью всей остальной части устройства путем пересчета производИтся преобразование сформированного на выходе блока

1 умножения кода в двоично-десятичный код с последующей индикацией значения угла в десятичном виде на табло

14. Суть первичного преобразования с цены единицы младшего разряда двоичного кода угла заключается в умножении текущего значения кода угла Х на постоянный коэффициент К, величина .êoòoðîãî в общем случае может быть выбрана из выражения

360о60 60 1 296 00

К=--------- (1)

2" 2п

Практически целесообразно принять в формуле (1) П =20, так как в этом случае коэффициент преобразования К имеет значение, наиболее близкое к 1.

Точное значение К при и =20 равно

K=- — — — — - = 1,235 961 914 0625, 1 296 000"

Таким образом, блок 1 умножения преобразует входной код Х в код У в соответствии с выражением

У=1,235 961 914 0625 Х. (2)

В результате такого умножения на выходе блока 1 образуется двоичный код, число единиц которого (число импульсов унитарного кода). соответ ствует числу секунд и долей секунды р значении угла, представленного кодом Х. При реализации блока 1 выражение (2) было представлено в виде

У=Х 1,25(1-- +- — +--), 1 1 1 (3)

2 " 2

Используя выражение (3), можно преобразовать любой двоичный код угла в двоичный код, 21-й разряд которого равен 1 угловой секунды,все разряды старше 21-ro будут иметь целое число секунд, а все разряды младше 21-го - доли секунды. Формирование кода У в блоке 1 умножения в соответствии с (3) происходит следующим образом. Текущее значение кода угла подается на первую группу входов первого сумматора 17 и со сдвигом на три разряда вправо (т.е. в сторону младших разрядов) подается на вторую группу входов этого же сумматора. В сумматоре 17 реализуется операция - -+-- для правильной х х

2 24 работы которого на свободные входы должны быть поданы нулевые потенциалы. На выходах сумматора 17 с учетом.. переноса образуется код, старший разряд которого соответствует 9-сму ра»ряду формируемого кода У. Этот код поступает на входы сумматора 19 со сдвигом на один разряд вправо отн сительно кода, подаваемого на первую

955022

5 группу входов этого же сумматора. B сумматоре 19 реализуется операция

Х Х Х

---+---- --

28 2+ 26 г.е. осуществляется вычитание двух кодов, которое фактически заменено сложением кода x/28+X(2 " с инверсным значением исходного кода Х, получаемого на выходах группы инверторов

16. На свободный вход сумматора 19 подается нулевой потенциал, а на входы пяти старших разрядов первой группы логические "1" (инверсия "нулей" кода Х), в результате первый разряд кода Х суммируется с нулевым потенциалом, второй разряд кода Х суммируется со старшим-(первым) разрядом выходного кода сумматора 17 и т де

На выходах сумматора 19 образуется инверсный (относительно входного) код, старший (первый), разряд которого (без учета разряда переноса, который в сумматоре .19 не используется) соответствует 8-му разряду фор- мируемого кода У. Этот код подается ,со сдвигом на 6 разрядов вправо на входы сумматора 18, на первые входы которого заводится исходное значение кода Х. В сумматоре 18 реализуется операция

Х Х Х

- -+-- ---+Х.

28 2 26

Разряд переноса в сумматоре 18 используется для корректировки его выходного кода. Так как на. вторые входы сумматора 18 поступает инверсный код, то для правильнсй работы сумматора на входы его шести младших разрядов второй группы подаются логические единицы, а на входы десяти старших разрядов первой группы логические нули. На выходах сумматора 18 получается прямой код, который заводится на входы первой группы сумматора 20 и со сдвигом на два разряда вправо на входы второй группы этого же сумматора. На входы двух младших разрядов второй группы на входы двух старших разрядов первой группы подаются логические "нули". В результате чего реализуется операция умножения кода

1 1 х(1--r+ Z г ") йа коэффициент

1+- =1 25.

25 дах — низкий), который запрещает прохождение импульсов с генератора 2 о .через элемент И 3 и разрешает прохождение их через элемент И 5. Эти импульсы, поступая на счетный вход вычитающего счетчика 8, начинают уменьшать количество единиц записанного

На выходах сумматора 20 получается и +14 разрядный код У, который связан с входным кодом Х соответственно (3), а методическая погрешность равна О.

При дальнейшем использовании кода

У разряды выше 21-го (доля секунды) могут быть отброшены или использованы по усмотрению разработчика. В тех случаях, когда допустимая погрешность преобразования составляет 1 угловую ! секунду, разряды выше 21-го могут быть отброшены и в промежуточных ступенях комбинационного умножителя 1, т.е. в сумматорах 17-19, при этом упрощается схемная реализация блока

l1 умножения.

Сформированный код У записывается в двоичный счетчик 8, а затем преобразуется вчисло импульсов, .которое фиксируется в двоично-десятичном счетчике 10 секунд, минут 11 и гра- дусов 12, переписывается в регистр l3 результата и отображается на информационном табло 14. x åíåðàòîð 2, счетчик команд 6, дешифратор команд

7, а также элементы 3-5 задают. цикл преобразования и формируют необходимые команды управления; Конец цикла пре образования и формирует необходимые команды управления. Конец цикла преобразования фиксируется дешифратором

9 нуля.. Рассмотрим работу системы в динамике. Предположим, что в начальный момент времени о, .счетчик команд б находится в состояйии, когда на его выходах 1 и 2 установлен нулевой код, B этом случае (фиг.2) на первом выходе. дешифратора команд 7 будет высокий потенциал, по которому счетчики 8 и 12 устанавливаются в нулевое состояние. Однсйьременно на выходах элементов И 4 и 5 устанавливаются

35 высокие потенциалы, и элемент И 3 пропускает импульсы генератора 2.

После прихода на счетчик команд Ь очередного импульс а с генератора 21 момент времени t (на первом выходе

40 дешифратора команд 7 устанавливается команда низкий потенциал,. а на выхОде приема появляется команда (высокий потенциал) Загрузка, по которой код У с выхода блока 1 умноже45 ния записывается в двоичный счетчик ,8. Так как запаздывание блока умножения определяется только собственными постоянными времени сумматоров

17-20, которые достаточно малы, то новое значение кода У устанавливается практически одновременно с поступлением нового значения кода Х. После записи в двоичный счетчик кода У на выходе дешифратора 9 нуля устанавливается высокий потенциал, и следующий .импульс с генератора 2 устанавливается на выходе 3 дешифратора команд 7 высокий Потенциал (на остальных выхов счетчике двоичного числа и, одно955022 временно, эти же импульсы записывают данное двоичное число в двоично-деся тичные счетчики 10-12. Момент времени t, когда двоичное число в двоичном счетчике 8 будет полностью описано, фиксируется дешифратором 9 нуля, на выходе которого устанавливается, низкий потенциал. Этот потенциал запрещает прохождение импульсов с генератора 2 через элемент И 5 и вновь разрешает прохождение их через элемент И 3 на счетчик команд б в момент времени 4 очередного импульса на выходе дешифратора команд 7 появляется высокий потенциал (команда Запись ), по которому двоично-десятичное число переписывается из двоично«десятичных счетчиков 10-12 в регистр результата 13 и поступает на индикацию в информационное табло

1.4. В момент времени 5 очередной импульс генератора 2 снимает с выхода дешифратора команд 7 команду Запись и устанавливает на его .установочном выходе команду уст. 0 счетчиков. Цикл преобразования будет повторяться.

Быстродействие преобразователя определяется выбранной частотой генератора 2 и разрядностью преобразуе-, мого кода. Быстродействие можно повысить, если произвести прямую дешифрацию (известными способами) старших разрядов кода У.

Таким, образом, предлагаемый преобразователь позволяет преобразовать двоичный код угла в градусы, минуты и секунды с более высокой точностью и надежностью, чем известный. Повышение точности достигается эа счет исключения методической погрешности преобразования в комбинационном умно. жителе и за счет многократного автоматического преобразования двоичного кода секунд в двоично-десятичный код градусов, минут и секунд (по усмотрению разработчикадолей секунды с требуемой точностью), Автоматическое повторение цикла преобразования снижает также влияние сбоев в двоичном и двоично-десятичных счетчиках на результат преобразования и, таким образом, повышает надежность системы в целом.

Кроме того, повышение надежности системы достигается и за счет более высокой помехоустойчивости блска умножения по сравнению с известным °

Формула изобретения

Преобразователь двоичного кода угла в двоично-десятичный код градусов, минут и секунд, содержащий двоичный счетчик, дешифратор нуля, входы которого соединены с выходами двоичного счетчика, двоично-десятичный счетчик градусов, минут и секунд, регистр результата, информационные входы которого соединены с выходами двоично-Десятичнцго счетчика градусов, минут и секунд, информационное табло, входы которого соединены с

10 выходами регистра результата, генератор импульсов, первый элемент И-НЕ, выход которого соединен со счетными входами двоичного счетчика и двоич;но-десятичного счетчика градусов, )5 минут и секунд, пеРвый вход пеРвого элемента И-НЕ соединен с выходом .генератора импульсов, а второй входс выходом дешифратора нуля, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и надежности, в него введены блок умножения, состоящий из группы инверторов и четырех сумматоров, второй и третий элементы И-HE счетчнк команд, дешифратор команд, входы которого соединены с выходами счетчика команд, установочный выход дешифратора команд соединен с входами сброса двоичного счетчика и двоично-десятичного счетчика градусов, минут и секунд, выход при о ема дешифратора команд соединен с входом загрузки двоичного счетчика, выход начала преобразования дешифратора команд соединен с третьим входом первого и первым входом вто3S рого элементов И-HE выход окончания преобразования дешифратора команд соединен с управляющим входом регистра результата, второй вход второго элемента И-НЕ соединен с выходом

4О дешифратора нуля, а выход соединен с первым входом третьего элемента

И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход соединен с входом счетчика ко45 манд,информационный вход преобразователя соединен с входами инверторов группы, с первыми группами входов первого и второго сумматоров и с второй группой входов со сдвигом на три разряда вправо первого сумматора, выходы которого соединены со сдвигом на один разряд вправо с первой группой входов третьего сумматора, вторая группа входов которого соединена с выходами группы инверторов, а выходы со сдвигом на шесть разрядов вправо соединены с второй группой входов второго сумматора, выходы которого соединены с первой группой входов четвертого сумматора и со сдвигом на два разряда вправо - с второй группой входов четвертого сумматора, выходы которого, являющиеся выходами блока умножения, соединены с информационными входами двоичного счетчика, выход переноса вто955022

10 рого сумматора соединен с входом переноса второго сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 297960, кл. G 06 F 5/02, 1971.

2. Иванов Ю.А, и Чулочников В.Г.

Быстродействующий преобразователь двоичного угла поворота вала в двоично-десятичный код градусов и минут. †Автометрия, г.Новосибирск, AH СССР, 1976, Р 2, с.93-95,рис.1 и

2 (прототип) .

955022

gNf

44

Arc

Составитель М.Аршавский

Редактор Н.Ковалева Техред A.A÷ Корректор Н.Король

Заказ 6437/52 Тираж 731 Подписное

ННИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4