Устройство для вычисления булевых функций

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<п>955026 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2304,79 (21) 2756296/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Р м К, з

G F 7/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открнтнй (53) УДК 681. 325.(088.8) Опубликовано 30,08.82. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 300882

Г.К.Алдабаев, К. И.Диденко, Г.И. Загарий, .К, Кушнарев и A.A.Ðó÷èíñêèé

r . (12) Авторы изобретения

Специальное конструкторское бюро систем автоматического,. управления Всесоюзного объединения

"Союзпромавтоматика" (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ БУЛЕВЫХ

ФУНКЦИЯ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для обработки булевых и аналоговых сигналов в устройствах программно-логического управления технологическими установками и агрегатами.

Известно устройство, содержащее операционный триггер, триггер результата, элемент И, элемент HJIH, первый и второй узлы инвертирования P1) .

Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким к.предлагаемому является устройство для вычисления булевых функций, содержащее операционный триггер, триггер результата, первый элемент И, элемент ИЛИ, триггер конъюнктивной формы, первый и второй узлы инвертирования, причем выход . первого узла инвертирования соединен с первым входом операционного триггера, выход которого соединен с первыми входами триггера реэультата, первого элемента И и элемента ИЛИ, выход триггера результата соединен с вторыми входами первого элемента И и элемента ИЛИ, третьи вхоДы элемента

И и элемента ИЛИ соединены с вторыми входами операционного триггера и триггера результата и с выходом триггера конъюнктивной, формы, в ходы первого элемента И и элемента ИЛИ соединены с информационным входом второго узла инвертирования, управляющие входы операционного триггера, триггера результата, первого и второго узлов инвертирования и вход триггера конъюнктивной формы соединены с управляющим входом устройства, а выход устройства соединен с выходом второго узла инвертирования (2) .

Недостатками известного устройства являются ограниченные функциональные воэможности, связанные с тем, что в качестве входной информации используется только информация в виде булевых

20 переменных. В устройствах же программно-логического управления наряду с булевыми сигналами часто необходимо обрабатывать и аналоговую информацию, поступающую от всевозможных частотных датчиков,-причем в качестве обрабатываемой информации используется не само значение частоты, а ее область нахождения, выше или ниже заданной граничной величины.

Цель изобретения — расширения функ30 циональных возможностей устройства.эа

955026

Первый и второй делители 2 и 4 частоты, имеющие одинаковые коэффициенты деления, сводят ошибку, эа счет не совпадения по фазе первых импульсов с аналогового информационного входа

18 и с выхода программного генератора 1, к минимуму. Принцип сравнения частот основан на различном во времени появлении импульсов на выходах делителей 2 и 4 частоты эа счет набега фазы измеряемой частоты относительно установленной граничной частоты. Этот набег фазы может быть как положительным, так и отрйцательным, в зависимости от соотношения частот. счет возможности обработки аналоговых сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для вычисления булевых функций, содержащее операционный триггер, триггер результата, первый элемент И, элемент ИЛИ, триггер коньюнктивной формы, первый и второй узлы инвертирования, причем выход первого узла инвертирования соединен с первым входом операционного триггера, выход 10 которого соединен с первыми входами триггера результата, первого элемента И и элемента ИЛИ, выход триггера результата соединен со вторыми входами герного элемента И и элемента ИЛИ,15 третьи входы первого элемента И и элемента ИЛИ соединены с вторыми входами операционного триггера и триггера результата и с выходом триггера конъюнктивной формы, выходы первого элемента20

И и элемента ИЛИ соединены с информационным входом второго узла инвертирования, управляющие входы операцион4 ного триггера, триггера результата, ервого и второго узлов инвертирования и вход триггера конъюнктивной формы

25 соединены с управляющим входом устройства, а выход устройства соединен с выходом второго узла инвертирования, дополнительно введены программный ге- З нератор, первый и второй делители частоты, элемент задержки, второй и третий элементы И, первый и второй триггеры, информационный триггер и коммутатор, причем управляющие входы коммутатора и программного генерато- 35 ра соединены с управляющим входом устройства, выход программного генератора соединен с информационным входом первого деяителя частоты, выход которого соединен с входом элемента 40 задержки, выходы первого и второго делителей частоты соединены соответственно с первыми входами второго и третьего элементов . И, выходы которых соединены соответственно с еди-.. 45 ничными установочными входами первого и второго триггеров, прямые выхо ды которых соединены соответственно с единичным и нулевым установочными входами информационного триггера, выход которого соединен с первым вхо.дом коммутатора, второй вход которого является булевым информационным входом устройства, выход элемента задержки соединен с нулевыми установочными входами первого и второго делителей частоты и первого и второго триггера, инверсные выходы первого и второго триггеров соединены соответственно с вторыми входами третьего и второго элементов И, а выход коммутатора соединен с информационным входом первого узла инвертирования, ин= формационный вход второго делителя частоты соединен с аналоговым информационным входом устройства. 65

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит программный генератор 1, делитель 2 частоты, элемент 3 задержки, делитель 4 частоты, второй и третий элементы И 5 и 6, первый и второй триггеры 7 и 8, информационный триггер 9, коммутатор

10, первый узел 11 инвертирования, операционный триггер 12, триггер 13 результата, триггер 14 конъюнктивной формы, первый элемент И 15, лемент

ИЛИ 16, второй узел 17 инвертирования, входы 18-20 устройства соотнетственно аналоговый информационный, управляющий и булевый информационный и выход

21 устройства.

Ф

Устройство работает следующим образом.

По первому включению первый импульс с выхода делителя 2 частоты через элемент 3 задержки поступает на нулевые установочные входы первого и второго делителей 2 и 4 частоты и первого и второго триггеров 7 и 8.

При поступлении на управляющий вход 19 устройства сигнала, соответствующего булевой информации, коммутатор 10 подключает булевый информационный вход 20 к информационному входу первого узла 11 инвертирования.

При отсутствии на управляющем входе 19 устройства сигнала битовой информации, что соответствует аналоговой информации, коммутатор 10 подключает к информационному входу первого узла 11 инвертирования выход информационного триггера 9, который устанавливается н соответствующее состояние области нахождения измеряемого параметра. На управляющий вход программного генератора 1 подается код, соответствующий выбранной граничной частоте для данного параметра.

Эта частота поступает на информационный вход первого делителя 2 частоты.

Одновременно с этим на информационный вход второго делителя 4 частоты поступает .с информационного аналогового входа 18 устройства измеряемая частота.

955026

65 нулевое. состояние.

При значении измеряемой частоты, меньше установленной граничной, импульс на выходе первого делителя 2 частоты появится раньше, чем на выходе второго делителя 4 частоты. Этот импульс через второй элемент И 5 поступит на единичный установочный вход первого триггера 7 и установит его в единичное состояние. Единичный сигнал с прямого выхода первого триггера 7 поступит на единичный установочный вход информационного триггера

9, который установится в единичное состояние. Одновременно с этим нулевой сигнал с инверсного выхода первого триггера 7 поступит на второй вход третьего элемента И 6, вследствие чего будет запрещено прохождение импульса с выхода второго делителя 4 частоты через этот элемент на единичный установочный вход второго триггера 9, что не приведет к изменению состояния информационного триггера 9.

При значении измеряемой частоты, выше установленной граничной, на выходе второго делителя 4 частоты импульс появится раньше, чем на выходе первого делителя 2 частоты. Этот импульс поступит через элемент И 6 на единичный установочный вход второго триггера 8 и установит его в единичное состояние..Единичный сигнал с прямого выхода второго триггера 8 поступает на нулевой установочный вход информационного триггера 9, который установится в нулевое состояние. Одновременно с этим нулевой сигнал с инверсного выхода второго триггера 8 поступит на второй вход второго элемента И 5 и запретит прохождение импульса с выхода первого делителя 2 частоты через второй элемент И 5 на первый триггер 7, что не приведет к изменению состояния информационного триггера 9. Импульс с выхода первого делителя 2 частоты поступает также на вход элемента 3 задержки, на выходе которого появится импульс, задержанный на время прохождения сигнала с выхода первого делителя 2 частоты через второй элемент И 5, первый триггер 7 и время, необходимое для установления информационного триггера 9 в устойчивое состояние. Этот задержанный импульс, поступая на нулевые .установочные входы первого и второго делителей 2 и 4 частоты и первого и второго триггеров 7 и 8, устанавливает их в исходное состояние. После этого цикл сравнения частот может быть повторен при необходимости несколько раз, в зависимости от выбранных частот работы.

Последующие циклы будут каждый раз подтверждать состояние информационного триггера 9, если область нахождения измеряемой частоты не меняется.

В противном случае, при изменении области нахождения измеряемой частоты относительно установленной граничной частоты, состояние информационного триггера 9 изменится на противоположное.

Следовательно, на выходе информа1тионного триггера 9 будет сигнал, соответствующий области нахождения измеряемой частоты, причем единичному значению соответствует область значений измеряемых частот меньших ус1 тановленному значению граничной частоты, а нулевое е о значение — облас ти с частотами выше граничной частод ты. Полученный, таким образом, результат сравнения частот с выхода информационного триггера 9 поступает . ЧЕрвз коммутатор 10 дальше для обработки и обрабатывается как обычный булевой сигнал.

Далее полученная информация на выходе коммутатора 10 поступает на вход первого узла 11 инвертирования.

При наличии сигнала инвертирования, поступающего с управляющего входа 19 устройства на управляющий вход первого узла 11 инвертирования, в последнем производится инвертирование информации, поступившей с выхода коммутатора 10. Обработанная таким образом, информация подается на первый вход операционного триггера 12.

При наличии на управляющем входе

19 устройства сигнала начала предложения и отсутствие сигнала конъюнктив. ной формы в операционный триггер 12 заносится информация с выхода первого узла 11 инвертирования, а триггер 13 результата и триггер 14 конъюнктивной формы устанавливаются в нулевое сос40 тояние. IIpH на ичии сигнала конъюнк-. тивной формы операционный триггер 12, триггер 13 результата и триггер 14 конъюнктивной формы устанавливаются в единичное состояние.

45 При наличии на управляющем входе

19 устройства сигнала дизъюнкции, нулевом состоянии триггера 14 конъюнктивной формы и единичном — операцИонного триггера 12, триггер 13 ре5р зультата устанавливается в единичное состояние, после этого при наличии на выходе первого узла .11 инвертирования единичного сигнала, операционный триггер 12 устанавливается в единичное

При наличии на управляющем входе

19 устройства сигнала конъюнкции, единичном состоянии триггера 14 коньюнктивной формы и нулевом состоянии операционного триггера 12, триггер

13 результата устанавливается в нулевое состояние, после этого при наличии на выходе первого узла 11 инвертирования нулевого сигнала, операционный триггер 12 устанавливается в

955026

При наличии на управляющем входе

19 устройства сигнала указания в.единичном состоянии триггера 14 конъюнктивной формы на информационный вход второго узла 17 инвертирования подается информация с первого элемента

И 15, при нулевом состоянии триггера

14 конъюнктивной формы на второй узел

17 инвертирования подается информация с элемента ИЛИ 16, если при этом на управляющий вход второго узла 17. инвертирования подается сигнал инвертирования, производится инвертирование информации, поступившей на его информационный вход, и выдача ее на выход 21 устройства. При отсутствии 15 сигнала инвертирования второй узел

17 инвертирования пропускает поступившую на его информационный вход ийформацию, не изменяй ее.

Осуществляя таким образом последо- 2р вательную обработку булевой и анало,говой частотной информации, формируют значения логического выражения.

Таким образом,.предлагаемое устройство позволяет обрабатывать как булевые, так и аналоговые сигналы от частотных датчиков в такой степени, как это необходимо в устройствах программно-логического управления различными технологическими процессами.

Формула изобретения

Устройство для вычисления булевых функций, содержащее операционный триггер, триггер результата, первый элемент И, элемент ИЛИ, триггер коиьюнктивной формы, первый и второй уз- 40 лы инвертирования, причем выход первого узла инвертирования соединен с первым входом операционного триггера, выход которого соединен с первыми входами триггера результата, первого эле-45 мента И и элемента ИЛИ, выход триггера результата соединен со вторыми входами первого элемента И и элемечта

ИЛИ, третьи входы первого элемента И и элемента ИЛИ соединены с вторыми 5р входами операционного триггера и триггера результата и с выходом триггера конъюнктивной формы, выходы первого элемента И и элемента ИЛИ соединены с информационным входом второго узла ийвертирования, управляющие входы опе рационного триггера, триггера результата, первого и второго узлов инвер- . тирования .и вход триггера конъюнктивной формы соединены с управляющим входом устройства, а выход устройства соединен с выходом второго узла инвертирования, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет воэможности обработки аналоговых сигналов, в него дополнительно введены программный генератор, первый и второй делители частоты,элемент задержки, второй и третий элементы И, первый и второй триггеры, информационный триггер и коммутатор, причем управляющие входы коммутатора и программного генератора соединены с управляющим входом устройства, выход программного генератора соединен с информационныл входом первого делителя частоты, выход которого соединен с входом элемента задержки, .выходы первого и второго делителей частоты соединены соответственно с первыми входами второго и третьего элементов И, выходы которых соединены соответственно с единичными установочными входами первого и второго триггеров, прямые выходы которых соединены соответственно с единичным и нулевым установочными входами информационного триггера, выход которого соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого является булевым информационным входом устрбйства, выход элемента задержки соединен с нулевыми установочными входами первого и второго делителей частоты и первого и второго триггеров, инверсные выходы первого и второго триггеров соединены соответственно со вторыми входами третьего и второго элементов

И, а выход коюлутатора соединен с информационным входом первого узла инвертирования„ информационный вход второго делителя частоты соединен с аналоговым информационным входом устройства.

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 433475, кл. G 06 F 7/00, 1974, 2. Авторское свидетельство СССР

Ф 610104, кл. G 06 F 7/00, 1974 (прототип1.

9э5026

Составитель Г.Алдабаев

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

Заказ 6437/52 Тираж 731 Подп ис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-ÇS, Раушская наб., д.4/5

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