DE3445616A1

DE3445616A1 - Anordnung zur umwandlung eines gray-codierten binaer-wortes in ein dual-codiertes binaer-wort

Info

Publication number: DE3445616A1
Application number: DE19843445616
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. 7710 Donaueschingen Siraky
Original assignee: STEGMANN UHREN ELEKTRO
Current assignee: STEGMANN UHREN ELEKTRO
Priority date: 1984-07-13
Filing date: 1984-12-14
Publication date: 1986-01-23
Also published as: DE3445616C2

Description

Anordnung zur Umwandlung eines Gray-codierten
Binär-Wortes in ein dual-codiertes Binär-Wort.
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Umwandlung eines Gray-codierten Binär-Wortes in ein dual-codiertes Binär-Wort.
Meßwertaufnehmer, z.B. Winkelcodierer oder Wegmeßcodierer, arbeiten häufig im Gray-Code, da dieser einschrittige Code undefinierte Zwischenzustände beim Übergang von einem Meßwert zum nächsten ausschließt. Da der Gray-Code sich für die Weiterverarbeitung wenig eignet, ist es häufig notwendig, die Gray-codierten Binär-Wörter des Meßwertaufnehmers in rechner kompatible Binär-Wörter, insbesondere in dual-codierte Binär-Wörter umzuwandeln.
Es ist bekannt, die Gray-codierten Binär-Wörter parallel in dual-codierte Binär-Wörter umzuwandeln, wozu eine gesonderte Umwandlungsschaltung für jede Binär-Stelle erforderlich ist.Dies bedeutet bei mehrstelligen Binär-Wörtern einen hohen Aufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Verfügung zu stellen, die auch vielstellige Binär-Wörter mit geringem Schaltungsaufwand aus dem Gray-Code in den Dual-Code umwandeln kann.
Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der wesentliche Gedanke der Erfindung besteht darin, die Gray-codierten Binär-Wörter nicht parallel, sondern seriell in den Dual-Code umzuwandeln. Die serielle Umwandlung ist mit einen geringen schaltungstechnischen Aufwand möglich, indem die Rekursivität der Umwandlungsfunktion des Gray-Codes in den Dual-Code gem. der nachfolgenden Booleschen Gleichung ausgenützt wird.
Dabei ist n = Exponent der höchstwertigen Binär-Stelle des Gray-codierten Wortes m = 0,1, , n G = Gray-Bit mit der entsprechenden Wertigkeit; das Zeichen n . n entspricht der UND-Verknüpfung das Zeichen "+" entspricht der ODER-Verknüpfung und der Querstrich entspricht der Negation.
Die serielle Umwandlung benötigt nur ein exklusives ODER-Glied und ein rücksetzbares, getaktetes Speicherglied, vorzugsweise ein D-Flip-Flop. Als Taktimpulsfolge, die das Speicherglied taktet, wird der Takt verwendet, mit welchem die Gray-codierten Binär-Wörter seriell zugeführt, beispielsweise seriell von dem Meßwertaugne-mei übervLanen werden.
Während der Pausen zwischen den aufeinanderfolgenden Taktimpulsfolgen wird das Speicherglied zurückgesetzt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung cargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild der Anordnung zur Umwandlung der Binär-Wörter und Fig. 2 in einem Impuls-Zeit-Diagramm den Ablauf der Umwandlung der Binär-Wörter.
Die in Fig. 1 dargstellte Schaltungsanordnung besteht aus einem exklusiven ODER-Gl-ied 10 und einem rücksetzbaren, getakteten Speicherglied 12, nämlich einem D-Flip-Flop. Der Ausgang des ODER-Gliedes 10 ist mit dem Eingang D des Speichergliedes 12 verbunden. Dem ersten Eingang des ODER-Gliedes 10 wird das Gray-codierte Binär-Wort seriell mit absteigender Stellenwertigkeit zugeführt. Der Ausgang Q des Speichergliedes 12 ist zur rekursiven Rückkopplung mit dem zweiten Eingang des ODER-Gliedes 10 verbunden. An dem Ausgang Q des Speicherglieds 12 erscheint seriell das umgewandelte dual-codierte Binär-Wort.
Dem Takteingang des Speichergliedes 12 werden von einer nicht dargestellten Steuereinheit Taktimpulsfolgen zugeführt, von denen eine in Fig. 2 in der ersten Zeile dargestellt ist. Die Taktimpulsfolgen dienen ebenfalls dazu, die Gray-codierten Binär-Wörter seriell dem ersten Eingang des ODER-Gliedes zuzuführen, indem das Gray-codierte Binär-Wort beispielsweise durch die Taktimpulse seriell aus einem Schieberegister ausgelesen wird. Jede Taktimpulsfolge besteht aus Rechteckimpulsen, deren Zahl um eins größer ist als die Zahl der Binär-Stellen der umzuwandelnden Binär-Wörter.
Während der Pause zwischen zwei Taktimpulsfolgen wird das Speicherglied 12 durch ein seinem Rücksetzeingang (Clear) zugeführtes Signal P/S zurückgesetzt, um die Anordnung in den Ausgangszustand für die Umwandlung zu bringen.
Beispielsweise wird dazu die Taktimpulsfolge einer retriggerbaren monostabilen Kippstufe (Monoflop) zugeführt, deren Kipp-Periode etwas länger ist als die Periode der Taktimpulsfolge. Das Ausgangssignal P/S der Kippstufe wird dem Rücksetzeingang (Clear) des Speichergliedes 12 zugeführt und hält das Speicherglied 12 zwischen den Taktimpulsfolgen auf 0. Durch den ersten Impuls der Taktimpulsfolge wird die Kippstufe getriggert und gibt das Speicherglied 12 frei.
In einer anderen Ausführungsform wird das Signal P/S durch einen Binär-Zähler erzeugt, der durch die Taktimpulsfolge getriggert wird. Der Binär-Zähler ist auf die vorgegebene Impulszahl der Taktimpulsfolge eingestellt und wird nach dem Hochzählen dieser Impulszahl zurückgesetzt. Während des Zählvorganges ist das Ausgangssignal P/S des Binär-Zählers auf 0, während es in der übrigen Zeit auf L ist. Auch hier wird das Speicherglied 12 zwischen den Taktimpulsfolgen zurückgesetzt gehalten und durch den ersten Impuls der Taktimpulsfolge, wenn der Binär-Zähler getriggert wird, freigegeben.
Die serielle Umwandlung des Gray-codierten Binär-Wortes in ein dual-codiertes Binär-Wort wird anhand des Impuls-Zeit-Diagramms der Fig. 2 erläutert.Die in der ersten Zeile der Fig. 2 dargestellte Taktimpulsfolge wird einerseits dem Takteingang des Speichergliedes 12 zugeführt und andererseits dem Schieberegister, welches das Gray-codierte Binär-Wort speichert, sowie der monostabilen KiF-tLr bzw. dem 3ir-I;1-r. DU.Ch die erste fallende L rt nke der Taktimpulsfolge wird die monostabile Kippstufe bzw. der Binär-Zähler getriggert.
Deren Ausgangssignal P/S, das in der zweiten Zeile der Fig. 2 gezeigt ist, geht dadurch von L auf 0 und gibt das Speicherglied 12 frei. Der Ausgang Q des Speichergliedes 12 ist damit vor dem Eintreffen der ersten steigenden Flanke der Taktimpulsfolge definiert auf 0.
Die Anordnung ist damit im Ausgangszustand für die Umwandlung.
Durch die erste ansteigende Flanke der Taktimpulsfolge wird das höchstwertige Bit G n des Gray-codierten Binär-Wort aus dem Schieberegister an den ersten Eingang des ODER-Gliedes 10 gelegt. Da der Ausgang Q des Speichergliedes 12 und damit der zweite Eingang des ODER-Gliedes 10 auf 0 liegen gelangt das höchstwertige Gray-Bit Gnt das stets mit dem höchstwertigen Dual-Bit 2n identisch ist, unverändert an den Eingang D des Speichergliedes 12.
Durch die zweite steigende Flanke der Taktimpulsfolge wird das höchstwertige Gray-Bit G n an den Ausgang Q des Speichergliedes 12 geschoben und tritt dort als höchstwertiges Bit 2n des dual-codierten Binär-Wortes auf.
Gleichzeitig wird das nächstniedrige Gray-Bit Gen 1 an den ersten Eingang des ODER-Gliedes 10 geschoben, während an dessen zweitem Eingang das Dual-Bit 2n anliegt. Der Eingang D des Speichergliedes 12 nimmt somit den durch die exklusive ODER-Verknüpfung von G n-1 und 2n gegebenen Zustand ein, der dann durch die dritte steigende Flanke der Taktimpulsfolge als Dual-Bit 2 an den Ausgang Q des Speichergliedes 12 geschoben wird.
Auf diese Weise wird seriell das gesamte Gray-codierte Binär-Wort entsprechend der obigen Rekursionsformel in das entsprechende dual-codierte Binär-Wort umgewandelt.
Nach dem Triggern durch die letzte fallende Flanke der Taktimpulsfolge bleibt der Ausgang P/S der Kippstufe und damit der Rücksetzeingang (Clear) des Speichergliedes 12 noch für die Dauer der Kipp-Periode der Kippstufe auf 0. Dann geht der Rücksetzeingang wieder auf L und hält den Ausgang Q des Speichergliedes 12 auf 0 bis zum Beginn des nächsten Umwandlungszyklus.
- Leerseite -

Claims

Patentansprüche 1. Anordnung zur Umwandlung eines Gray-codierten Binär-Wortes in ein dual-codiertes Binär-Wort, dadurch gekennzeichnet, daß das Gray-codierte Binär-Wort seriell mit absteigender Binär-Wertigkeit im Takt einer vorgegebenen Taktimpulsfolge dem ersten Eingang eines exklusiven ODER-Gliedes (10) zugeführt wird, daß der Ausgang des ODER-Gliedes mit dem Eingang (D) eines rücksetzbaren, durch die vorgegebenen Taktimpulsfolge getakteten Speichergliedes (12) verbunden ist, daß der Ausgang (Q) des Speichergliedes (12) seriell das dual-codierte Binär-Wort darstellt und an den zweiten Eingang des ODER-Gliedes (10) rückgekoppelt ist und daß das Speicherglied (12) durch den Beginn der vorgegebenen Taktimpulsfolge rücksetzbar ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Speicherglied (12) ein D-Flip-Flop ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine retriggerbare monostabile Kippstufe vorgesehen ist, deren Kipp-Periode größer ist als die Periode der Taktimpulsfolge, deren Eingang die Taktimpulsfolge zuführbar ist und durch deren Ausgangssignal (P/S) das Speicherglied (12) in den Pausen zwischen den Taktimpulsfolgen rücksetzbar ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch die Taktimpulsfolge triggerbarer Binär-Zähler vorgesehen ist, durch dessen Ausgangssignal (P/S) das Speicherglied (12) in den Pausen zwischen den Taktimpulsfolgen rücksetzbar ist.