Реверсивный преобразователь двоичного кода в двоично- десятичный код

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскиих

Социалистических

Республик

< и 771661 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.10.78 (21) 2677100/18-24 с присоединением заявки М (28) П риоритет (51)М. Кл.

6 06 F 5/02

Гаоударстввннь! и комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 15 10.80. Бюллетень ¹ 38

Дата опубликования описания 15.10.80 (53) ДК 681.325 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. И. Васильев, Л. П. Власенкова и Н. Н. Иванова

8Pyg (4@д i l,ä;:р "в: (7!) Заявитель (54) РЕВЕРСИВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ДВОИЧНОГО КОДА В ДВОИЧНОДЕСЯТИЧНЫЙ КОД Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при пострбении двоично-десятичных преобразователей.

Известен преобразователь кодов, содержащий три регистра, матрицу элементов И, на которые подаются разряды входного числа, матрицу, содержащую группы элементов И, соответствующих различным разрядам числа на выходе, блок опроса состояния элементов И (1).

1О

Недостаток этого преобразователя состоит в том, что он не может выполнять преобразование угловых величин, выраженных в градусах, .минутах, секундах, а также их обратное преобразование.

Наиболее близким по технической сущности и схемному решению является реверсивный преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный код, содержащий первый и второй сдвиговые регистры, блок хранения констант перевода угловых величин, первый и второй сумматоры — вычитатели, первые входы которых соединены с выходами соответствующих сдвиговых регистров, блок управления, первый и второй выходы которого соответственно соединены с управляющими входами сумматоров-вычитателей, выходы которых являются первым и вторым выходами преобразователя и соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления, третий выход которого соединен со вторым входом первого сумматора-вычитателя, вход первого сдвигового регистра соединен с первым входом блока управления, третий, четвертый и пятый входы которого являются соответственно первым информационным, первым и вторым входами переключения режимов работы преобразователя (21.

Недостаток известного преобразователя состоит в том, что возможно десятично-двоичное и двоично-десятичное преобразование только угловых величин, выраженных в градусах, минутах, секундах, и невозможно десятично-двоичное и двоично-десятичное преобразование величин, выраженных в метрической системе мер

1 с десятичными подразделениями между разрядами (расстояние, скорость, вес и т,д.). Кроме того, на .практике при автоматизации выполнения вычислительных операций с такими вели771661 4

55 чинами часто имеют место случаи, кoräç цена младшего ра;ряда исходного десятичного числа, вводимого на преобразование, не совпадает с ценой младшего разряда двоичного кода,.используемого в вычислениях, Точно так имеют место случаи, когда двоичное число, вводимое на преобразование н десятичное число, имеет цену разряда, неудобную для преобразования и вывода на индикацию. В первом случае требуется выполнять умножение двоичного кода, полученного после преобразования из двоичнодесятичных тетрад на масштабный множитель.

Во втором случае на масштабный множитель требуется умножать двоичное число, поступающее на преобразованные н двоично-десятичные тетрады.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей преобразователя, заключающееся в обеспечении возможности масштабиронания и в преобразовании кодов с произвольным разбиением на группы десятичных разрядов.

Пель достигается тем, что ренерсинный преобразователь двоичного кода в дноично-десятичный код, содержащий первый и второй сдви1;оные регистры, блок хранения констант перевода угловых величин, первый и второй сумматоры-вычитатели, первые входы которых соединены с выходами соответствуюгцих сдвиговых регистров, блок управления, первый и второй выходы которого соотнетственно соединены с управляющими входами сумматоров-вычитателей, выходы которых являются первым и вторым выходами преобразователя и соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления, третий выход которого соединен со вторым входом первого сумматора-вычитателя, вход первого сднигового регистра соединен с первым входом блока управления, третий, четвертый и пятый входы которого являются соответственно первым информационным, первым и вторым входами переключения режимов работы преобразователя, дополнительно содержит блок хранения констант перевода метрических величин, коммутатор констант, блок умножения, блок хранения масштабных множителей, коммутатор переключения режимов, элемент И, элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходами элемента И, второй вход соединен с выходом второго сумматора-вычитателя и с первым входом коммутатора переключения режимов, а выход элемента ИЛИ соединен со входом второго сднигоного регистра, выходы блоков хранения констант перевода угловых величин и констант перевода метрических величин соединены соответственно с первым и вторым входами коммутатора констант, третий и четвертый вхоцы которого являются первым и вторым входами выбора констант преобразователя, а выход коммутатора конлант соединен со вторым входом второго сумматоры-нычигателя, первый, второй входы переключения режимон работы и второй информационный вход преобразователя соединены соответственно со вторым,третьим и четвертым входами коммутатора переключения режимон, выход которого соединен с первым входом блока умножения, второй вход которого через блок хранения масштабных множителей. соединен с входом масштабирования преобразователя, а выход блока умножения является третьим выходом преобразователя и соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с третьим входом преобразователя.

Структурная схема предлагаемого преобразователя приведена на чертеже.

Предлагаемый преобразователь содержит первый и второй сдвигоные регистры 1 и 2, первый и второй сумматоры-нычитатели 3 и 4, блок управления 5 и блок хранения 6 констант перевода угловых величин. Выходы младших разрядов сдвиговых регистров и 2 подключены к первым входам соответствующих сумматоров-вычитателей 3 и 4, выходы которых подключены к первому и второму входам блока управления 5. Выход сумматора-нычитателя

3 подключен к входу старшего разряда регистра 1. Выходы первого и второго сумматороввычитателей 3, 4 являются первым и вторым выходами 7, 8 преобразователя. Третий, четвертый и пятый входы блока управления 5 соеди нены с первым информационным входом преобразователя 9; первым 10 и вторым 11 входами переключения режимов работы преобразователя.

Предлагаемый преобразователь включает в свой состав блок хранения 12 констант перевода метрических величин, коммутатор 13 констант, блок умножения 14, блок хранения 15 масштабных множителей, коммутатор 16 переключения режимов, элемент И 17 и элемент

ИЛИ 18. Входной двоичный код поступает через второй информационный вход !9 преобразователя и проходит на его третий выход 20.

При переводе физических величин, заданных н метрической системс мер с десятичными подразделениями между разрядами, в двоичную систему переводимое десятичное число записывается н сдвигоный регистр 1 в виде тетрад, представленных в плюс-минус коде. !!ля и разрядного десятичного числа имеем: х(п) = (4» + 2»з + !»г + 0 5», + 4,5) 10" + (4»4 + 2»з + 1»г + 0,5» +

+ 4,-),10И-1 + (4» + 2» + 1» +

+ 0,5» + 4,5) 10 + (44 + 2»з +

+ 1» + 05» + 45),10о гце» = (+1, — 1) 77!661

М1 (а)2 = Х 5,(C(А))2 ! где (С,.()

,. = (+1; -1) константы i-ro шага; знак константы i-ro шага, определяемый управляющим оператором q- =

— (0,1) . или х(п) = (44 + -33 + l(+ 0,5$,) 10 !+ (44 + "-Вз + 112 + 0,5 !) 10и-

+ (44 + 2 э + 1(р + 0,5 !) 10 +

+ (4 4 + 2 э + 1 + 0,($!) 10 +С

rueС =4,510 +4,510 +...+4,510 +

+ 4,5 100. !!!1

С, как следует из первой формулы, определяется числом тетрад. 10

Число тетрад и соответственно длина сдвиговых регистров выбирается заранее, исходя из требуемого числа десятичных разрядов преобразуемой величины.

Для выполнения преобразования следует иметь двоичные коды коэффициентов при переменных (; = (+1, — 1) и двоичный код постоянной С(и), которые содержатся в блоке хранения 12 констант перевода метрических величин. Подклю- 2н чение блока хранения констант перевода угловых величин или блока хранения констант перевода метрических величин к второму входу сумматора-вычитателя 4 осуществляет коммутатор 13 констант при подаче на его первый и второй входы 21, 22 выбора констант соответствующих сигналов на переключение.

Кроме того, необходимо иметь двоичные коды масштабных множителей, которые записаны в блоке хранения 15 масштабных множителей. Число масштабных множителей определяется числом преобразуемых величин. Выбор масштабного множителя из блока 15 и выдача его на второй вход блока умножения !4 осуществляется сигналом, подаваемым на вход 23 масштабирования преобразователя.

Для преобразования угловых величин блок хранения 6 констант перевоца подключен через . коммутатор констант 13 к второму входу сумматора-вычитателя 4. При выполнении преобразования десятичного кода угловых величин в двоичный код исходная величина угла, выраженная и диадах, триадах, тетрадах, содержится в сдвиговом регистре 1. Результат преобразования накапливается в двоичном коде в сдвиговом регистре 2 и поступает на выход 8 преобразователя. Этот нид преобразования угловой величины происходит слецующим образом.

При выполнении преобразования двоично-десятичного кода угла, выраженного диадой сотен градусов, тетрадой десятков градусов и т.д. в двоичный код, выраженный в долях оборота, на вход 10 преобразователя поступает сигнал, разрешаюший выполнение данного вида преобразования. По этому сигналу вход 9 преобразователя соединяется со вторн!м входом сумматора-вычитателя 3, а управляюшие входь! сумматоров-нычитателей 3 и 4 подсоединяются к выходу сумматора-вычитателя 3.

Все преобразование выполняется за n + 1 шаг, гце n -- число лноичги!х разрядов в сцн!!гоных регистрах 1 и

На каждом шаге преобразования происходи г проверка значения разрядов двоично-десятичного кода угла, содержащегося в сдвигоном ре.истре 1, и формирование улранляюшего оператора

q = (О, l l в зависимости от результата этой проверки. Этот оператор поступает на входы управления сумматоров-вычитателей 3 и 4 и выполняет их. установку на сложение или вычитание, причем сумматоры-вычитатели устанавливаются на противоположные действия. В сдниговом регистре 2 происходит накопление констант, содержащихся в блоке хранения б констант перевода угл! в. В нем содержатся попра вочный угол (С, ) 2, вытекающий из исполь зования при преобразовании плюс-минус кода, и константы, являющиеся эквивалентными весовых значений разрядов н диадах, триадах, тетрадах и т,д. сднигоного регистра 1. Все константы представлены двоичным кодом долей оборота.

В конце преобразования в сдвигоном регистре 2 накапливается двоичный код преобразуемого угла в долях оборота.

На первом шаге на вход 9 преобразователя подается число 2, которое через блок управления поступает на второй вход сумматора-вычитателя 3. На первый вход сумматора-вычитателя 3 поступает содержимое сдвигоного регистра 1. В блоке управления 5 вырабатывается управляющий оператор q! = О, который устанавливает сумматор-нычитатель 4 на сложение.

Результат вычитания с выхода сумматора-вычитателя 3 вновь записывается в сцниговый регистр 1. Знак разности, полученный на выходе сумматора-вычитателя 3, поступает в блок управления 5, где па его значению формируется управляющий оператор с), = (0,1), выполняющий установку сумматоров-вычитателсй 3 и 4 на следующем шаге. Одновременно с этим на второй вход сумматора-нычитатсля 4 с выхода блока хранения 6 поступает код поправочного угла, который, пройдя через сумматор-нычитатель 4, записывается н сднигоный регистр 2.

На втором шаге в зависимости от значения

qq = (О,1) сумматоры-нычитатели устанавливаются на выполнение слецуннле!о действия:

Ц2

7 7716

= О, сумматор 3 на "— ", сумматор 4 на "+", 1, сумматор 3 на "+", сумматор 4 на "— ", На вход 9 преобразователя подается число

2" ", которое через блок управления 5 поступает на второй вход сумматора- вычитателя 3 и складывается (вычитается) с содержимым сдвигового регистра 1, полученным после выполнения первого шага. Знак результата на выходе сумматора-вычитателя 3 определяет опе- 1О ратор цэ для следующего шага.

Одновременно на второй вход сумматораI вычитателя 4 поступает с выхода блока хранения 6 двоичный код угла (100 )2 и складывается (вычитается) с содержимым сдвигового регистра 2.

После выполнения второго шага в сдвиговом регистре 2 содержится двоичный код угла (С! )2 + 4 (100 )2,,де 32 4+ 1

И.)

На (и+1)-ом шаге в результате суммирова. ния (вычитания) двоичных констант, содержащихся в блоке хранения 6, в сдвиговом регистре 2 будет получен двоичный код преобразуемого угла в долях оборота 2$ (а)2 = 3 (С2(4) )2 + 32 (100 )2 + э (50 )2+ ...

При выполнении преобразования двоичных кодов угловых величин в десятичный код исходная величина угла записывается в сдвиго, вом регистре 2. Результат преобразования в ви- 30 де диод, триод и тетрад накапливается в сдвиговом регистре 1, Для выполнения преобразования двоичного кода угла, выраженного в долях оборота, в двоично-десятичный код, выраженный диодай сотен градусов, тетрадой десятков градусов и тд., на вход 11 блока управления 5 поступает сигнал, разрешающий. выполнение этого преобразования. В результате этого на все время преобразования сумматор-вычитатель 3 ус- 411 танавливается на сложение, а сумматор-вычитатель 4 управляется оператором, формируемым в блоке управления 5 на каждом шаге в зависимости от знака числа на выходе сумматоравычитателя 4. Кроме того, этот управляющий оператор управляет поступлением чисел со входа 9 преобразователя на второй вход сумматоравычитателя 3, В сдвиговом регистре 2 в исходном состоянии записан двоичный код преобразуемого угла (а)2, а сдвиговый регистр 1 очи- ч® щен.

На первом шаге в блоке управления 5 вырабатывается управляющий оператор q> = О, который устанавливает сумматор-вычитатель 4 на вычитание. Иэ блока хранения 6 констант перевода углов на второй вход сумматора-вычитателя 4 поступает двоичный код поправочного угла (С()2, который вычитается из содержимого сдвигового регистра 2, в результате чего

8 на выходе сумматора-вычитателя 4 и соответственно в сдвиговом регистре 2 получается число (Л,)2. (Л )2 — ()2 + 4 (С )2, где 3 = — 1. (a)

В блоке управления анализируется знак этого числа и формируется управляющий оператор для второго шага ц2 = (0,1).

На втором шаге на вход 9 преобразователя поступает число 2, которое в зависимости от значения управляющего оператора q2 =(0,1) проходит или не проходит на второй вход сумматора-вычитателя 3.

0 — число проходит, Ц2

1 — число не проходит.

Число 2", пройдя через сумматор-вычитатель 3, записывается в старшем разряде сдвигового регистра 1 в виде старшего разряда диады.

Одновременно с этим на второй вход сумматора-вычитателя 4 из блока хранения 6 констант перевода углов поступает двоичный код угла (100 )2, а на первый вход его из сдвигового регистра 2 поступает результат первого шага (Л )2. Сумматор-вычитатель 4 в зависимости от управляющего воздействия ц2 устанавливается на сложение или вычитание.

0 — на вычитание, цг=

1 — на сложение, На выходе сумматора-вычитателя 4 и в сдвиговом регистре 2 в результате выполнения второго шага формируется число (Лг ) 2 = Ы 2 +

g,(СЙ) ), +,(100 ),, где — 1, если ц2 = 0

Ь=

+1, если цг = 1,, Аналогичным образом на следующих шагах определяются и записываются в сдвиговом регистре 1 значения двоично-десятичного кода угла. В конце преобразования на (n + 1)-ом шаге в сдвиговом регистре 1 содержится значение разрядов двоична-десятичного кода в виде диады, триад и тетрад, которые соответствующим образом расшифровываются для индикаций.

Работа устройства при выполнении нреобразования десятичных кодов физических величин, заданных в метрической системе мер с десятичными подразделениями между разрядами, в двоичный код происходит следующим образом.

На вход 10 преобразователя, поступает сигнал, включающий этот режим работы, как и при преобразовании угловых величин. Кроме того этот сигнал в коммутаторе 16 переключения режимов подключает выход сумматора-вычитателя 4 к первому входу блока умножения 14.

А на вход 22 преобразователя поступает сигнал, выполняющий подключение блока 12 хранения констант перевода метрических величин

9 77166 через коммутатор констант 13 к второму входу сумматора-вычитателя 4.

Исходное десятичное число в виде двоичнодесятичных тетрад с избытком 3 записывается в сдвиговый регистр 1. Преобразование вы олняется аналогично описанному выше, но с использованием констант, содержащихся в блоке констант перевода метрических величин 12, После выполнения преобразования двоичный код числа с выхода сумматора-вычитателя 4 -10 через коммутатор 16 поступает на первый вход блока умножения 14. На второй вход блока умножения 14 поступает;". ->ичный код масштабного множителя.. После умножения двоичного кода числа на масштабный множитель двоичный код числа с требуемой для дальнейшего использования ценой младшего разряда поступает на выход 20 .преобразователя.

Работа устройства при преобразовании двоичного кода в десятичный происходит следующим образом. Блок 12 хранения констант по-прежнему подключен через. коммутатор констант 13 ,к второму входу сумматора-вычитателя 4. На вход 11 преобразователя поступает сигнал, включаюший блок управления на выполнение этого вида преобразования, Кроме того, этот сигнал через коммутатор 16 переключения режимов подключает вход 19 преобразователя к первому входу блока умножения 14, а также подключает выход блока умножения 14 через элемент И 17 и элемент ИЛИ 18 к входу сдвигового регистра 2.

Двоичный код преобразуемого числа поступает через коммутатор переключения режимов

16 на первый вход блока умножения 14. На

35 второй вход блока умножения с выхода блока хранения 15 масштабных множителей поступает соответствующий масштабный множитель.

После выполнения умножения на выходе блока умножения 14 имеет место двоичный код чис- 4О ла с ценой младшего разряда, удобной для преобразования, который поступает через элемент

И 17 и элемент ИЛИ 19 на вход сдвигового регистра 2 для преобразования двоичного кода в двоична-десятичный, Преобразование двоичного кода в десятичный выполняется аналогично описанному выше, но с использованием констант, содержащихся в блоке хранения констант перевода метрических величин. Результат преобразования в виде тетрад с избытком 3 накапливается в сдвиговом регистре 1 и поступает на выход 7 преобразователя.

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого преобразователя заключается в расширении его функциональных возможностей.

Предлагаемое техническое решение в отличие от известных позволяет выполнять преобразование десятичного кода в двоичный и обратно

10 как для утловых величин, выраженных в градусах, минутах и секундах, так и для других физических величин, выраженных в метрической системе мер с десятичными подразделениями между разрядами с изменением масштаба (цены разрядов) двоичных кодов.

Формула изобретения

Реверсивный преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный код, содержащий первый и второй сдвиговые регистры, блок хранения констант перевода угловых величин, первый и второй сумматоры-вычитатели, первые входы которых соединены с выходами соответ - . ствующих сдвиговых регистров, блок управления, первый и второй выходы которого соответственно соединены с управляющими входами сумматоров-вычитатедей, выходы которых являются первым и вторым выходами преобразователя и соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления, третий выход которого соединен со вторым входом первого сумматора-вычитателя, вход первого сдвигового регистра соединен с первым входом блока управления, третий, четвертый и пятый входы которого являются Соответственно первым информационным, первым и вторым в1сдами переключения режимов работы преобразователя, о т л и ч а ю ш и и с я .тем, что, с цепью расширения функциональных возможностей, заключающегося в обеспечении возможности масштабирования и в преобразовании кодов с произвольным разбиением ча группы десятичных разрядов, в него введен блок хранения констант перевода метрических величин. коммутатор констант, блок умножения, блок хранения масштабных множителей, коммутатор переключения режимов, элемент И, элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом элемента И, второй вход соединен с вьr onoM второго сумматора-вычитателя и с первым входом коммутатора переключения режимов, а выход элемента ИЛИ соединен со входом второго сдвигового регистра, выходы блоков хранения констант перевода угловых величин и констант перевода метрических величин соединены соответственно с первым и вторым входами коммутатора констант, третий и четвертый входы которого являются первым и вторым входами выбора констант преобразователя, а выход коммутатора констант соединен со вторым входом второго сумматора-выгитателя, лервьш, второй входы переключения режимов работы и второй информашюнный вход преобразователя соединены соответственно со вторым, третьим и четвертым входами коммутатора переключения режимов, выход каторогр сос;«июи с первым

771661

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Составитель М. Аршавский

Редактор F.. Абрамова Техред Н. Ьарадуйина Корректор Г. Решетник

Заказ 6699/61 Тираж 751 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПЛП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 входом блока умножения, второй вход которого через блок хранения масштабных множителей соединен с входом масштабирования преобразователя, а выход блока умножения является третьим выходом преобразователя и соеди нен с первым входом элемента И; второй вход которого соединен с третьим входом преобразователя.

1. Патент Великобритании N 1078375, кл. G 4 А, 1967.

2. IRE Fransactions on etectronic Computers, ЕС вЂ” 8 September, 1959 и 3 р.р. 335 — 339.