DE4100353A1 - Dividierschaltung - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Dividierschaltung, welche mittels Ziffern-seriellen Subtraktionen die Quotientenzahl bildet und in den erforderlichen Fällen mittels einer Rück- Addition den vorherigen Stand wiederherstellt und keine Tetraden-Subtrahierschaltung aufweist, welche mit einer Neuner-Komplementschaltung kombiniert ist, sondern eine Tet­ raden-Addierschaltung aufweist, welche mit einer Spezial- Neuner-Komplementschaltung kombiniert ist. Die Verarbeitung der Ziffern erfolgt im 5211-Code; somit fällt auch die Er­ gebniszahl in diesem 5211-Code an. Das Steuerwerk hat nur 2 Impuls-Zähler und ist daher besonders einfach. Die Ver­ schiebung der Ergebniszahl in die richtige Schluß-Stellung erfolgt mittels einer Schaltung nach P 40 31 603.3 und die Einblendung der erforderlichen Nullen mittels einer Schaltung nach P 40 31 897.4, womit die Ergebniszahl formal richtig im Anzeigefeld der Anzeigeschaltung erscheint.

Diese serielle elektronische Dividierschaltung ist ohne Ziffern-Eingabeschaltung und ohne Quotientenschieberegister und ohne Steuerwerk in Fig. 1 dargestellt. In Fig. 2 ist die Umschaltbare Tetraden-Schaltung 3 dargestellt, welche eine Tetraden-Addierschaltung ist, die mittels einer Neu­ ner-Komplementschaltung auf Subtraktion umschaltbar ist. In Fig. 3 ist die Spezial-Neuner-Komplementschaltung 30 dar­ gestellt. In Fig. 4 ist der duale Voll-Addierer 27 darge­ stellt. In Fig. 5 ist die Ziffern-Eingabeschaltung 9 dar­ gestellt. In Fig. 6 ist die Schaltung 5 dargestellt. In Fig. 7 ist der Impuls-Zähler 11 dargestellt. In Fig. 8 ist das Steuerwerk 10 dargestellt. In Fig. 9 ist das Quotienten-Schieberegister 6 und das Komma-Steuerwerk 8 dargestellt. In Fig. 10 ist die Schaltung 14 dargestellt.

Diese Dividierschaltung besteht aus dem Dividenden-Schiebe­ register 1 und dem Divisor-Schieberegister 2 und der Tet­ raden-Addierschaltung 3, welche mittels einer Neuner-Komp­ lementschaltung auf Subtraktion umschaltbar ist und dem Übertrag-Speicher 4 und der Schaltung 5, welche aus einem Impulszähler und einer Umcodierschaltung besteht und dem Quotienten-Schieberegister 6 und dem Komma-Schieberegister 7 und dem Komma-Steuerwerk 8 und der Ziffern-Eingabeschalt­ ung 9 und dem Steuerwerk 10, das an Haupt-Teilen 2 Impuls- Zähler 11 und 12 und die Schaltung 14 und die Start- Schaltung 15 aufweist. Ein Teil des Steuerwerks ist somit in Fig. 5 und in Fig. 9 dargestellt.

Die Tetraden-Addier-Subtrahierschaltung 3 besteht aus der Spezial-Neuner-Komplementschaltung 30 und 2 Negier-Schalt­ ungen 16 und 2 Und-Schaltungen 17 und 2 Und-Schaltungen 18 mit je 2 Eingängen und 2 Oder-Schaltungen 19 mit je 2 Ein­ gängen und 5 Und-Schaltungen 20 mit je 2 Eingängen und 5 Oder-Schaltungen 21 mit je 2 Eingängen und der Oder-Schalt­ ung 22 mit 2 Eingängen und 7 Und-Schaltungen 23 mit je 2 Eingängen und 2 Negier-Schaltungen 24 und 2 Oder-Schalt­ ungen 25 mit je 2 Eingängen und 2 Oder-Schaltungen 26 mit je 3 Eingängen und den dualen Voll-Addierern 27 und 28 und den zugehörigen Leitungen. Die Eingänge A und B und die Ausgänge C sind mit den zugehörigen Zahlenwerten 5211 gekennzeichnet. Der Übertrag-Eingang hat die Bezeichnung x. Der Übertrag-Ausgang hat die Bezeichnung y.

Die Schaltung 5 besteht aus den Teil-Schaltungen 5a bis 5c. Die Teil-Schaltung 5a besteht aus dem Potential- Speicher-Flip-Flop 11 und 2 Negier-Schaltungen 12 und 4 Und- Schaltungen 13. Die Teil-Schaltung 5b ist ein Impuls-Zäh­ ler, welcher aus 9 einfachen Flip-Flops 15 und 8 Und- Schaltungen 16 mit je 2 Eingängen und 8 Und-Schaltungen 17 mit je 2 Eingängen und der Oder-Schaltung 18 mit 5 Eingän­ gen besteht. Die Teil-Schaltung 5c ist eine Umcodier­ schaltung, welche die betreffende Dezimalziffer vom Zähl- Code in den 5211-Code umcodiert und besteht aus der Oder- Schaltung 21 mit 5 Eingängen und 2 Oder-Schaltungen 22 mit je 4 Eingängen und der Oder-Schaltung 23 mit 8 Eingängen. Der Eingang a ist der Zählimpuls-Eingang. Der Eingang r ist der Rückstell-Eingang. Die Ausgänge D sind mit den zu­ gehörigen Zahlenwerten (Ziffern 5211) gekennzeichnet.

Der Impuls-Zähler 10 (Fig. 7) besteht aus 12 einfachen Flip-Flops 1 bis 12 und 10 Und-Schaltungen 18 mit je 2 Ein­ gängen und 12 Oder-Schaltungen 16 mit je 2 Eingängen und 7 Und-Schaltungen 17 mit je 2 Eingängen und der Oder- Schaltung 19 mit 7 Eingängen und der Negier-Schaltung 20 und 2 Und-Schaltungen 21 mit je 2 Eingängen und der Ver­ stärker-Schaltung 60 und dem zusätzlichen einfachen Flip- Flop 22 und 4 Und-Schaltungen 23 mit je 2 Eingängen und 2 Negier-Schaltungen 24 und den zugehörigen Leitungen. Der Impuls-Eingang hat die Bezeichnung a. Der Rückstell-Ein­ gang hat die Bezeichnung r. Die erforderlichen Ausgänge für die Zählerstände 6 und 10 bis 12 sind mit diesen Zah­ len gekennzeichnet.

Die Ziffern-Eingabeschaltung 9 (Fig. 5) besteht aus 11 Tipp-Schaltern N und der Oder-Schaltung 1 mit 9 Eingängen und der Oder-Schaltung 2 mit 2 Eingängen und der Oder- Schaltung 3 mit 5 Eingängen und 2 Oder-Schaltungen 4 mit je 4 Eingängen und der Oder-Schaltung 5 mit 8 Eingängen. An weiteren Teilen besteht diese Ziffern-Eingabeschaltung 9 aus der doppelten Tor-Schaltung 25, welche aus den Tor- Schaltungen 26 und 27 besteht. Diese Tor-Schaltung 25 be­ steht somit aus 8 Und-Schaltungen 22 mit je 2 Eingängen und der Negier-Schaltung 21. Die Teil-Schaltung 28 besteht aus dem Potential-Speicher-Flip-Flop 31 und dem Tipp- Schalter 50 und 2 Und-Schaltungen 23 mit je 2 Eingängen und der Negier-Schaltung 24. Der Eingang h liegt im Be­ triebszustand ständig an H-Potential. Der Eingang r ist an die Gesamt-Rückstell-Leitung angeschlossen.

Das Steuerwerk 10 (Fig. 8) besteht aus den Impuls-Zählern 11 und 12 und der Spezial-Schaltung 14 und der Start- Schaltung 15 und 3 Potential-Speicher-Flip-Flops 16 bis 18 und den Und-Schaltungen 21 bis 30 mit je 2 Eingängen und den Und-Schaltungen 31 und 32 mit je 3 Eingängen und den Oder-Schaltungen 33 und 34 mit je 2 Eingängen und der Ver­ zögerungsschaltung 35 und den Tipp-Schaltern 37 und 38. und den Negier-Schaltungen 41 bis 43 und den zugehörigen Leitungen.

Die Zusatz-Schaltung 8 besteht aus dem Potentialspeicher- Flip-Flop 51 und den Und-Schaltungen 52 und 53 mit je 2 Eingängen und den Oder-Schaltungen 54 und 55 mit je 2 Ein­ gängen.

Die Ansteuerungen ergeben sich wie folgt: Der Ausgang A steuert den Eingang a an. Der Ausgang B steuert den Eingang b an. Der Ausgang C steuert den Eingang c an. Der Ausgang D steuert den Eingang d an. Der Ausgang E steuert den Ein­ gang e an. Der Ausgang F steuert den Eingang f an. Der Ausgang H steuert den Eingang h an. Der Ausgang I steuert den Eingang i an. Der Ausgang K steuert den Eingang k an. Der Ausgang L steuert den Eingang l an. Der Ausgang M steuert den Eingang m an. Der Ausgang N steuert den Eingang n an. Der Ausgang O steuert den Eingang o an. Der Ausgang Q steuert den Eingang q an. Der Ausgang U steuert den Ein­ gang u an. Die Ausgänge S1 steuern die Eingänge s1 an. Die Ausgänge S2 steuern die Eingänge s2 an. Die Eingänge mit der Bezeichnung r sind an die Gesamt-Rückstell-Leitung angeschlossen. Die Eingänge mit der Bezeichnung y liegen im Betriebszustand ständig an H-Potential.

Die Spezial-Schaltung 14 ist in Fig. 10 dargestellt. Mit­ tels dieser Spezial-Schaltung 14 wird der Divisor automa­ tisch auf gleiche "Höhe" getaktet, wie der Dividend. Diese Spezial-Schaltung 14 ist also eine Vor-Ansteuer-Schaltung, welche dann die Takt-Ansteuerung (Eingabe-Takt-Ansteuerung) des Schieberegisters 2 abbricht, wenn die höchste Stelle des Dividenden und die höchste Stelle des Divisors gleich­ auf stehen.

Diese Spezial-Schaltung 14 ist nur für die Zeilen 2 bis 10 der Schieberegister 1 und 2 erforderlich und wird von Zu­ satz-Ausgängen dieser 2·36=72 bits angesteuert. Diese Schaltung 14 besteht aus 18 Oder-Schaltungen 1 mit je 4 Eingängen und 9 Negier-Schaltungen 2 und 9 Und-Schaltungen 3 mit je 2 Eingängen und 9 Dioden 4 und den zugehörigen Leitungen. Der Ausgang hat die Bezeichnung a.

Die Wirkungsweise dieser Dividierschaltung ergibt sich wie folgt: Vor Beginn der Division wird die gesamte Dividier- Schaltung durch Antippen der Taste R rückgestellt und dabei das Komma-Schieberegister 7 nicht voll-ständig rückgestellt, sondern bei dieser Rückstellung das bit x auf H-Potential gesetzt und damit der Komma-Index gesetzt. Dann wird zu­ nächst der Dividend über die Tastatur N der Schaltung 9 in das Dividenden-Schieberegister 1 eingetippt und ein even­ tuelles Komma in der richtigen Reihenfolge durch Antippen der Taste P eingegeben, womit das Flip-Flop 51 in seine Rechts-Stellung gekippt wird. Bei den folgenden Ziffern nach dem Komma sind somit die Und-Schaltungen, 52 und 53 vor­ angesteuert und wird somit jedes mal auch das Komma-Schie­ beregister 7 mit einem Links-Verschiebetakt angesteuert, weil hierbei auch der Eingang q mit H-Potential angesteuert wird. Dann wird die Taste D (Division) angetippt und somit das Flip-Flop 51 wieder in seine Links-Stellung gekippt und außerdem vom Ausgang des Flip-Flops 31 die doppelte Tor- Schaltung 25 mit H-Potential angesteuert, womit diese dop­ pelte Tor-Schaltung umgeschaltet ist und somit nun die Tor- Schaltung 27 vor-angesteuert ist. Nun wird auf dieselbe Weise der Divisor in das Divisor-Schieberegister 2 einge­ tippt, wobei auch wieder die Ziffer mit dem höchsten Stel­ lenwert zuerst eingetippt wird und ein eventuelles Komma auf dieselbe Weise verarbeitet wird. Bei den Ziffern nach dem Komma wird hierbei somit der Eingang n der Schaltung 8 wirkungsvoll mit H-Potential angesteuert, womit hierbei das Komma-Schieberegister 7 jedesmal mit einem Sechs-Ver­ schiebetakt angesteuert wird. Dann wird die Taste G ange­ tippt, wobei wegen der Verzögerungs-Schaltung 35 zuerst der Divisor auf gleiche "Höhe" nach links getaktet wird. Diese Links-Verschiebung des Divisors wird damit beendet, daß die Schaltung 14 an ihrem Ausgang von H-Potential auf L-Poten­ tial wechselt. Damit befindet sich der Divisor gleich auf mit dem Dividenden und wird nun vom Ausgang der Verzöger­ ungsschaltung 35 die Schaltung 15 Start-angesteuert, und damit der Divisions-Vorgang ausgelöst. Die Schaltung 15 darf erst dann Start-angesteuert werden, wenn die Divisor- Verschiebung nach links zu Ende ist. Beim Divisions-Vorgang wird der Divisor so lange vom hochwertigen Ende des Dividen­ den subtrahiert, bis die Subtraktion in den Minus-Bereich geht. Dann hat die Negierschaltung 60 an ihrem Ausgang H- Potential und wird somit eine Rück-Addition durchgestartet, weil nun die Und-Schaltung 26 an ihrem Ausgang H-Potential hat und somit der Eingang f der Schaltung 3 mit H-Poten­ tial angesteuert wird. Am Schluß dieser Rück-Addition wird vom Ausgang C der Eingang c mit einem H-Impuls angesteuert, womit nach diesem Additions-Zyklus das Schieberegister 1 mit einem Links-Verschiebetakt angesteuert wird. Falls dann der Ausgang I L-Potential hat, wird wieder so lange subtra­ hiert, bis der Ausgang I wieder H-Potential hat. Dann folgt wieder eine Rück-Addition und am Schluß die der Rück-Addi­ tion wieder ein Links-Verschiebetakt für das Schieberegis­ ter 1 und ein Links-Verschiebetakt für das Quotienten-Schie­ beregister 6. Die echten Subtraktionen werden jedesmal vom Impuls-Zähler 5b gezählt und die Schlußziffer ins Quotien­ ten-Schieberegister 6 eingetaktet, weil beim Zählerstand 11 des Impuls-Zählers 11 die Eingänge c und d mit einem H- Impuls angesteuert werden. Wenn der Ausgang w des Impuls- Zählers 12 von L-Potential auf H-Potential wechselt, ist der Divisions-Ablauf zu Ende, weil nun die Und-Schaltung 29 nicht mehr vorangesteuert ist. Der Komma-Index stimmt hier­ bei deshalb, weil das Komma-Schieberegister 7 gleichzeitig mit dem Quotienten-Schieberegister 6 Takt-angesteuert wird.

Claims (7)

1. Elektronische Dividierschaltung, welche auf Ziffern­ serielle Weise die Ergebniszahl bildet, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Steuerwerk (10 oder 10 b) nur 2 elek­ tronische Impulszähler (11 und 12) aufweist.

2. Elektronische Dividierschaltung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Dividend und der Divisor so in die Schieberegister (1 und 2) eingetippt werden, daß nur noch eine Zusatz-Verschiebung des Divisors erforderlich ist.

3. Elektronische Dividierschaltung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Divisor mittels einer zusätzlichen Schaltung (14) auto­ matisch soweit weiter-getaktet wird, daß das obere Ende des Dividenden und das obere Ende des Divisors "gleich auf" stehen.

4. Elektronische Dividierschaltung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 1 und 2 oder nach Anspruch 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß im umgekehrten Fall (Divi­ sor länger als der Dividend) keine künstliche Zusatz- Verschiebung des Dividenden zur Anwendung kommt.

5. Elektronische Dividierschaltung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 1 und 2 oder nach Anspruch 1 bis 3 oder nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie auch mit einem Komma-Schieberegister (7) und einem Komma-Steuerwerk (8) versehen ist.

6. Elektronische Dividierschaltung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 1 und 2 oder nach Anspruch 1 bis 3 oder nach Anspruch 1 bis 4 oder nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Start-Schaltung (15) nach P 40 16 101.3 aufweist.

7. Elektronische Dividierschaltung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 1 und 2 oder nach Anspruch 1 bis 3 oder nach Anspruch 1 bis 4 oder nach Anspruch 1 bis 5 oder nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonder-Ausführungen mit einer Ergebniszahl-Ver­ schiebeschaltung nach P 40 31 603.3 und einer Nullen- Eingabeschaltung nach P 40 31 897.4 kombiniert sind.