Устройство для ввода информации
Патент 955007
Авторы
Устройство для ввода информации
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
Оп ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п,955007 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 04.06.80 (21) 2935191/18-24 (51)IN. Кл.
С 06 Р 3/00
G 06 G 7/26 с присоединением заявки 1Е
- Звоударстаенный коинтет .
СССР (23) Приоритет но делам нзооретеннй н отхрытнй (53) УДК 681.327 °.11(088,8) Опубликовано 30. 02. 82. Бюллетень Р6 32
Дата опубликования описания 30.02.82 (72) Авторы изобретения уНЙтел4 "М.Л.Шипяцкий, Л.А. Новиков, Б.M. Рафалькес (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых и цифро-аналоговых вычислительных устройствах.
Известны устройства ввода инфор5 мации в вычислительные устройства (1).
Недостатками этого устройства являются сложность и низкая надежность иэ-за наличия функционального кодирующего устройства, состоящего из диска с кодовой маской, связанного с электромеханической сельсинной сле-. дящей системой обработки угла, источника света, собирающей линзы, двух линеек фотоприемников и выходных усилителей-ограничителей, а также двух циклических преобразователей.
Кроме того, для ввода число-импульсной допплеровской йнформации используется также сложное устрой- 2о ство, содержащее делитель частоты, дешифратор, коммутатор,синхронизатор, два управляемых делителя частоты.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ввода информации, содержащее СКТ-датчик, преобразователь напряжение-код, регистры кодов синуса и косинуса, двоичные умножители, квадраторы, сумматор, блоки сравнения, вычисления координат и контроля $23.
Ввод информации о синусе и косинусе угла осуществляется в блок вычисления координат с выхода двоичных умножителей. Недостатком известного устройства является его использование только для ввода аналоговой информации.
Цель изобретения - расширение области применения устройства путем обеспечения ввода частотно-импульсных сигналов
Указанная цель достигается тем, что в устройство для ввода информации, содержащее последовательно соединенные датчик и аналого-цифровой преобразователь, первый и второй вы955007
3 ходы которого соединены соответственно с входами первого и второго регистров, выходы которых соединены с первыми входами первого и второго умножителей частоты соответствен- 5 но, блок управления, первый выход которого соединен с первым входом блока контроля, выход которого соединен с первым входом вычислителя, второй выход блока управления сое- 0 динен с первыми входами первого и второго счетчиков и первыми входами первого и второго сумматоров, последовательно соединенные первые счетчик, вентиль и сумматор и после- 1S довательно соединенные вторые счетчик, вентиль и сумматор, выходы первого и второго сумматоров соединены соответственно с первым и вторым входами третьего сумматора, введены рр первый элемент И и триггер, выход которого соединен с вторым входом блока контроля и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управления, а выход первого элемента И соединен с вторыми входами первого и второго умножителей частоты, второй и третий элементы И, - первые входы которых соединены с выходами первого и второго умножителей частоты и с вторым и третьим входами вычислителя соответственно, инвертор, вход которого соединен с четвертым выходом блока управления и вторыми входами второго и третьего элементов И, первый и второй элементы ИЛИ, причем первый вход первого элемента
ИЛИ соединен с выходом второго элемента И, вторым входом первого счет40 чика, а выход первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого вентиля, первый вход второго элемента
ИЛИ соединен с выходом третьего элемента И и вторым входом второго счетчика, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом второго венти.пя, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И, причем первый вход четвертого элемента И соединен с выходом инвертора и с первыми входами пятого, шестого и седьмого элементов И, второй вход четвертого элемента И соединен с вторым входом пятого элемента И и является входом устройства, выход четвертого элемента
И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход пятого элемента
И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, вторые входы шестого и седьмого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами третьего сумматора, выход когорого соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, выходы шестого и седьмого элементов
И соединены соответственно с четвертым и пятым входами вычислителя .
На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2временные диаграммы его работы.
Устройство для ввода информации содержит синусно-косинусный датчик
1, аналого-цифровой преобразователь
2, регистры 3 и 4 синуса и косинуса угла, первый элемент И 5, двоичные умножители б и 7 частоты, блок
8 управления, инвертор 9, элементы
И 10-13, элементы ИЛИ 14 и 15, квадраторы 16 и 17, каждый из которых состоит из счетчика 18(19 ), вентилей 20(21 ) и сумматора 22(23 ), элементы И 24 и 25, сумматор 26, триггер 27,блок 28 контроля, вычислитель 29, входная шина 30 устройства (частота FB), опорная частота
31, сигнал 32 на выходе блока 8 управления (первый такт работы устройства Т1), сигнал 33 на выходе инвертора 9 (второй такт работы устройства Т2), импульс 34 сброса на выходе блока 8 управления, выходной импульс 35 триггера 27, Т и — время нормализации кодов m sind u m cosI, Т - время цикла работы блока 8 управления.
Синусно-косинусный датчик 1 угла предназначен для формирования напряжений, пропорциональных синусу и косинусу угла cL, где оС вЂ” угол поворота датчика и выходами связан с аналого-цифровым преобразователем
2. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2 служит для преобразования напряжений в двоичные коды m ..з1пс и
m cos olc коэффициентом пропорциональности m <1, который зависит от параметров датчика, напряжения питания и параметров самого АЦП. Выходы АЦП связаны с регистрами 3.и 4. Регистры 3 и 4 осуществляют прием и хранение двоичных кодов, пропорциональных соответственно синусу и косинусу угла oL(m .sind, m --cosd). Выходы регистров 3 и 4 подключены к первым входам двоичных умножителей б и 7 частоты. (л) где А - число входных импульсов квадратора, записываемое в счетчик 18(19 );
Число А для счетчика 18 соответствует величине n m.sine(, а для счетчика
19 - n-,m-cosd..
На входы квадраторов 16 и 17 с выхдов умножителя 6 и 7 поступают последовательности импульсов, соответствующие выраженияМ и-m в1noL и
n m-cosd.и, следовательно, на выходах квадраторов получаются последовательности (n m.sinä) и (n m-соЫ) 5 95500
Элемент И 5, вход которого соединен с блоком 8 управления и триггером 27, а выход - с двоичными умножителями 6 и 7 частоты; предназначен для подключения (отключения) частоты F от блока 8 управления на входы двоичных умножителей 6 и 7 частоты по сигналу с выхода триггера 27.
Двоичные умножители 6 и 7 частоты (ДУЧ),выходы которых подключены к первым входам элементов И 10, 11 и вычислителя 29, умножают коды m sinoL m- cosoL на число импульсов и частоты FT и формируют нормализованные значения sino(u cos с(, т.е. истинные значения синуса и косинуса угла поворота d. датчика 1, освобожденные от коэффициента m.
Блок 8 управления, выходы которого связаны с элементом И 5 (выход Ю частоты Е ), элементами И 10, 11 и через инвертор 9 с элементами И )2, 13, 24, 25, а по сигналу сбросас квадраторами 16 и 17 и триггером
27 формирует сигналы сброса элемен- И тов устройства (счетчиков 18 и 19, сумматоров 22, 23, 26, триггера 27) и управляет работой элементов И 10-.
13, 24 и 25 и выдачей тактовой частоты Гт для выполнения умножения ЗО кодов m.sin сА и m -соз Ы на число импульсов и частоты F, а также для управления работой блока 28 контроля.
Элементы И 10 и 11, связанные вторыми входами с блоком 8 управления, а выходами — со счетными входами квадраторов 16 и 17 и через элементы ИЛИ 14 и 15 - с суммирующими входами квадраторов, обеспечивают подключение информации об . угле cL к квадраторам 16 и 17.
Элементы И 12 и 13 осуществляют подключение частотно-импульсной информации Г к квадратору на время Т
Квадраторы 16 и 17 выполняют операцию возведения в квадрат выходной информации двоичных умножителей 6 и 7 частоты и умножения частотно-импульсной информации на коды 51п cLИ со5(А.
Элементы И 24 и 25 осуществляют передачу в вычислитель результатов умножения частотно-импульсной информации на коды ind u cosd..
Сумматор 26 служит для суммирования результатов возведения в квадрат функций синуса и косинуса угла
7 6
dL и выдачи сигнала переполнения сумматора на триггер 27.
Триггер 27 формирует сигнал об
Я окончании сложения величин (m m з1по1,) и (m.n-cosd) и выдает сигнал об этом в блок контроля и на элемент И 5, отключая ввод частоты FT.
Блок 28 осуществляет контроль работы устройства сравнением длительности сигнала Тн, поступающего с выхода триггера 27, с допустимым значением, поступающим от блока 8 управления, и посылает результат контроля в вычи слитель 29..
Устройство работает следующим образом.
Ввод информации осуществляется циклически в два такта работы устройства.
В начале первого такта работы Т (фиг. 2, график 32) блок 8 управления формирует импульс сброса счетчиков 18 и 19, сумматоров 22, 23, 26 и триггера 27 (фиг.,2, график 34).
Выходным сигналом триггера 27 (фиг.2, график 35) открывается элемент И 5 и на двоичные умножители 6 -и 7 из блока 8 управления начинают поступать импульсы частоты F (фиг. 2, график 31), количество которых обозначим символом п. Результаты умножения и на коды m -з1п Ы и m-cosd, которые записаны в регистрах 3 и я, поступают с выходов умножителей 6 и 7 (n m .sin d, и и-m-cosa() e вычислитель 29 и через открытые сигналом
Т„ элементы И, 10 и на первые входы квадраторов 16 и 1.7, а также через элементы ИЛИ 14 и 15 на суммирующие входы квадраторов. Возведение в квадрат осуществляется, в соответствии с выражением
955007 которые поступают на входы сумматора 26, реализующего выражение й= (и >т>.glpo() +(n nn,pop+)> ()
Число разрядов сумматора 26 выбрано таким образом, что в момент его переполнения величина Й становится равной единице, т,е, N=(n lT>. >псЦ + (и. гп со5сц
После преобразований получим (й ° ) (р>п g+ pop Õ )
Применив известное тригонометрическое выражение получлм (n гп) = 1, (5) откуда
n — - ig)
>и
Таким образом, при поступлении на входы двоичных умножителей б и
7 частоты числа импульсов в соответствии с выражением (6) в устройстве происходит компенсация коэффициента пропорциональности m (нормализация величин m -siп Ы и m созЫ), в счетчиках 18 и 19 оказываются записанными величины sin d.u cosd соответственно, а в вычислитель 29 поступит с выходов ДУЧ б и 7 количество импульсОВ и-lTl-sin k и и m соус(, так д же соответствующее величинам sin cL u
cosd. При этом происходит переполнение сумматора 26, и. его выходной импульс установит триггер ?7 в состояние "единицы". Единичный сигнал с выхода триггера 27 закрывает элемент И 5 и прекращает поступление импульсов частоты FT на входы двоичных умножителей б и 7 частоты, что соответствет окончанию процесса вво- g5 да величины sin cL u сов с((нормализации КОДОВ и> s>пс и m созе)е ЭТОТ же сигнал с выхода триггера 27 посту . пает в блок 28 контроля, где производится сравнение его длительности с полем допуска на длительность процесса нормализации, рассчитанным исходя из возможной величины коэффициентами>..Из блока 28 контроля сигнал о соответствий времени нормализации заданному допуску поступает в вычислитель 29, в котором вырабатывается сигнал о возможности использования полученных величин sine u cosd.
По окончании первого такта работы устройства бпок 8 управления снимает разрешающий сигнал с входов элементов И 10 и 11,. при этом через инвертор 9 открываются входы элементов И 12, 13, 24 и 25. Во втором такте работы устройства производится ввод частотно-импупьсной информации
Fg на вход вычислителя 29. При этом частотно-импульсные сигналы F с шиВ ны 30 поступают через открытые элементы И 12 и 13 (элементы И 10 и 11 закрыты), элементы ИЛИ 11 и 15 на суммирующие входы квадраторов !6 и
17 (вентили 20 и 21).
Каждый прошедший импульс переписывает содержимое счетчиков 18(19) через вентили 20(21) в сумматоры
22(23, Таким Образом, величины sine( и cos d просуммируются стОлькО раз сколько импульсов информации поступит на частотно-импульсный вход 30 устройства, что соответствует умножению величин inoL и соус(на величину Гя. С выходов сумматоров 22 и
23 через открытые элементы И 2 . и
25 произведения Fp. sin d. и F> совcL постугают в течение второго такта работы в вь>числитель 29, По окончании второго такта цикл работы устройства повторяется.
Использование предлагаемого устройства расширяет область применения устройства, обеспечивая ввод аналоговой и частотно-импульсной информации, повышает коэффициент использования вычислительных средств устройства благодаря выполнению операций умножения частотно-импульсной информации на значения синуса и осинуса уãëà и ввода результатов в вычислитель.
Формула изобретения
Устройство для ввода информации, содержащее последовательно соединенные датчик и аналого-цифрово преобразователь, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами первого и второго регистров„ выходы которых соединены с первыми входами первого и второго умножителей частоты соответственно, блок управления, первый выход которого соединен с первым входом блока контроля, выход которого соединен с первым входом вычислителя, второй
9 9550 выход блока управления соединен с первыми входами первого и второго счетчиков и первыми входами первого и второго сумматоров, последовательно соединенные первые счетчик,, S вентиль и сумматор и последовательно соединенные вторые счетчик, вентиль и сумматор, выходы первого и второго сумматоров соединены соот. ветственно с первым и вторым входа- 10 ми третьего сумматора, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения ввода частотно-импульсных сигналов, в него введены первый элемент И и триггер, выход которого .соединен с вторым входом блока контроля и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управления, а выход первого элемента И соединен с вторыми входами первого и второго умножителей частоты, второй и третий . элементы И,первые входы которых соединены с выходами первого и второго умножителей частоты и с вторым и третьим входами вычислителя соответственно, инвертор, вход которого соединен с четвертым выходом блока управления и вторыми входами второго и третьего элементов И, первый и вто« рой элементы ИЛИ, причем первый вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента И, вторым входом первого счетчика, а выход первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого вентиля, первый вход
07 10 второго элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента И и вторым входом второго счетчика, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом второго .вентиля, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И, причем первый вход четвертого элемента И соединен с выходом инвертора и с первыми входами пятого, шестого и седьмого элементов И, второй вход четвертого элемента И соединен с вторым входом пятого элемента И и является входом. устройства, выход четвертого элемента И соединен с вто-. рым входом первого элемента ИЛИ, выход пятого элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, вторые входы шестого и седьмого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами третьего сумматора, выход которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, выходы шестого и седьмого элементов И соединены соответственно с четвертым и пятым входами вычислителя.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Колгинский В.Е. Автономные доклеровские устройства и системы навигации. И., "Советское радио" 1g7g, с. 291-293.
2. Авторское свидетельство СССР
М 341044, кл, G 06 G 7Л6, 1970 (прототип).