DE2523979A1

DE2523979A1 - Comparison of binary numbers with programmable tolerance - combines nominal value from store with tolerance to generate upper and lower numerical values

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Publication number: DE2523979A1
Application number: DE19752523979
Authority: DE
Inventors: Joachim Ing Grad Schlapkohl; Klaus-Peter Ing Grad Sell
Original assignee: Hagenuk Vorm Neufeldt and Kuhnke GmbH
Current assignee: Hagenuk Vorm Neufeldt and Kuhnke GmbH
Priority date: 1975-05-30
Filing date: 1975-05-30
Publication date: 1976-12-02

Abstract

The programmable facility allows the upper and lower tolerance levels relating to a nominal binary value to be introduced for machine tool positioning systems. The nominal value from a memory is transmittted to two arithmetic circuits that receive the tolerance value from either a decoder or part of the memory. The circuits generate an upper limit value and a lower limit value that are compared with the system counter state. A third comparator generates greater than, less than or equal to outputs by comparison of the counter state with the nominal value. A flipflop is set to generate drive signals from two gates unless upper or lower limits are reached. Once within the tolerance field, the flip-flop is reset to generate equality.

Description

Schaltüngsanordnung zum Vergleich zweier Dualzahlen mit programmierbarer Toleranzberechnung.Circuit arrangement for comparing two binary numbers with a programmable Tolerance calculation.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Vergleich zweier Dual zahlen mit programmierbarer Toleranzberechnung.The invention relates to a circuit arrangement for comparing two Dual numbers with programmable tolerance calculation.

Die Erfindung bezweckt, die Steuerungen von Werkzeugmaschinen so zu verbessern, daß es ohne zusätzliche Steuereinrichtungen, wie beispielsweise die Anwendung von separaten Toleranzfeldzahlern, möglich ist, die Steuerung von beweglichen Naschinenteilen durchzuführen, so daß noch zu akzeptierende Positionierungsfehler durch die Vergleichseinrichtung toleriert werden.The invention aims to control machine tools in such a way improve that it can be used without additional control devices such as the Use of separate tolerance field counters, it is possible to control movable ones Carry out machine parts, so that positioning errors still to be accepted be tolerated by the comparison device.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann auch zum Vergleich von Zahlerständen in Digitalzählern mit digital anstehenden Speicherdaten benutzt werden, wobei der augenblickliche Zjhlerstand nicht direkt mit dem Speicherwert, sondern mit variablen, auf den Speicherwert bezogenen Grenzen eines Toleranzfeldes verglichen wird.The arrangement according to the invention can also be used for the comparison of counter values be used in digital meters with digitally pending memory data, where the the current counter reading not directly with the stored value, but with variable, is compared to the memory value related limits of a tolerance field.

Zur Erfüllung derartiger Erfordernisse sind bisher nur Einrichtungen mit festverdrahtetem Toleranzfeld, bzw. mit Bereitstellung aller Toleranzfelddaten, bzw. mit separatem Tcleranzfeldzrhler bekannt (siehe ~Digitale Elektronik" Ed. II, Verlag Deutsche Philips, Jahrg. 1970, Abschnitt 4.1). Beim festverdrahtetem Toleranzfeld wird eine Dualzahl ueber logische Verknüpfungsbausteine mit einer anderen Dualzahl verglichen, wobei auf Grund der unordnung der logischen VerknUpfungsbausteine die eine Dual zahl sich in gewissen Grenæen ändern -kann und trOtzdem eine "Gleichheit" mit einer anderen Dualzahl erkannt wird. Nachteile dieses Systems sind die Festlegung auf nur einen Zahlenwert, der verglichen werden soll, und die Nichtänderbarkeit des einmal festgelegten Toleranzfeldes.So far, only facilities are available to meet such requirements with hard-wired tolerance field, or with provision of all tolerance field data, or known with a separate tolerance field counter (see ~ Digital Electronics "Ed. II, Verlag Deutsche Philips, year 1970, section 4.1). With the hardwired tolerance field becomes a binary number via logic link modules with another binary number compared, with the a dual number can change in certain sizes -can and still an "equality" with another binary number is recognized. Disadvantages of this system are the definition to only one numerical value to be compared and the fact that it cannot be changed of the tolerance field once defined.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, alle Toleranzfelddaten, mit denen ein sich ändernder Zählerwert verglichen werden soll, durch den Speicher zur Verfügung zu stellen.Another possibility is to include all tolerance field data which a changing counter value is to be compared, through the memory for To make available.

Solange der Zählerstand mit diesem Speicherwerten übereinstimmt, wird Gleichheit angezeigt. Weil alle Werte des Toleranzfeldes im Speicher abgespeichert sein müssen, wird dabei relativ viel Speicherplatz belegt. Ebenso erfordert ein Ändern des Toleranzfeldes umfangreiche Programmierbarkeit.As long as the counter reading agrees with these stored values, will Equality indicated. Because all values of the tolerance field are stored in the memory must be, a relatively large amount of storage space is used. Likewise requires a Changing the tolerance field extensive programmability.

Beim separaten Toleranzfeldzähler muß für die Breite des Toleranzfeldes eine separate, programmierbare Zähierkette aufgebaut werden, die beim Eintritt des sich ändernden Zshlerstandes in das Toleranzfeld anfängt, die Breite des Toleranzfeldes abzuzählen und durch Vergleich des Zählerstandes, vermindert um den Zählerwert, der bei Anlauf der separaten Zählerkette vorhanden war, mit der in der Zählerkette programmierten Breite des Toleranzfeldes erkennt, ob der Zählwert der zweiten Dualzahl mit der ersten Dual zahl praktisch ausreichend genau übereinstimmt. Diese Vergleichseinrichtung muß dann sowohl beim Anfahren der oberen als auch der unteren Grenze des Toleranzfeldes wirksam sein.With a separate tolerance field counter, for the width of the tolerance field a separate, programmable counting chain can be set up, which is activated when the changing counter reading begins in the tolerance field, the width of the tolerance field to be counted and by comparing the counter reading, reduced by the counter value, which was present at the start of the separate counter chain with the one in the counter chain programmed width of the tolerance field recognizes whether the count value of the second binary number practically matches the first dual number with sufficient accuracy. This comparison device must then both when approaching the upper and lower limit of the tolerance field be effective.

Nachteile des separaten Toleranzfeldzählers sind Zusatzschaltungen, aufgebaut aus logischen Bausteinen, welche beim Erreichen der Grenzen des Toletanzfeldes den Toleranzfeldzähler aktivieren, ob der Zählerwert im Toleranzfeld des Toleranzfeldzählers liegt, verbunden mit der Forderung diese Einrichtung in beiden Xnderungsrichtungen des Zähler Wertes Wirksam sein zu lassen.Disadvantages of the separate tolerance field counter are additional circuits, made up of logical building blocks, which when the limits of the tolerance field are reached activate the tolerance field counter whether the counter value is in the tolerance field of the tolerance field counter is connected with the requirement of this facility in both directions of change of the counter value to be effective.

Die spezielle Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst werden soll, besteht darin, unter Vermeidung der eingangs genannten Nachteile eine universell programmierbare Vergleichseinrichtung zu schaffen, die das separate Einstellen der oberen und unteren Grenzen eines Toleranzfeldes - aufgrund von nur je einem Speicherwert für die zulässige untere und obere Abweichung - erlaubt, wobei von der Schaltungsanordnung eine Aussage darüber gemacht wird, ob ein sich ändernder Dualzahlenwert der zweiten Dualzahl innerhalb des Toleranzfeldes der ersten Dualzahl liegt.The special problem to be solved by the invention is, while avoiding the disadvantages mentioned at the beginning, a universal one to provide programmable comparison device that allows the separate setting of the upper and lower limits of a tolerance field - due to only one storage value each for the permissible lower and upper deviation - allowed, whereby from the circuit arrangement a statement is made about whether a changing binary number value of the second Binary number lies within the tolerance field of the first binary number.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht im wesentlichen darin, daß Vergleicher vorgesehen sind, die in Verbindung mit einem Zähler stehen, daß ferner ein erster Vergleicher in Verbindung mit einem Speicher steht, wobei dieser Speicher außerdem mit arithmetischen Bausteinen verbunden ist, in denen die obere und untere Grenze des Toleranzfeldes einer Dualzahl aus dem Speicher gebildet wird, wobei das Ergebnis des ersten arithmetischen Bausteines auf einen zweiten Vergleicher geführt wird und das Ergebnis des zweiten arithmetischen Bausteines auf einen dritten Vergleicher geführt wird, daß ferner die Ausgänge des zweiten und dritten Vergleichers über Dioden mit dem Eingang eines Flip-Flops verbunden sind, und das die Ausgänge des ersten Vergleichers auf die Eingänge von zwei UND-Verknüpfungen und eine ODER-Verknüpfung geführt sind und das der eine Ausgang des Flip-Flops auf die Eingänge der beiden UND-Verknüpfungen geführt sind und der andere Ausgang des Flip-Flops auf dem Eingang der ODER-Verknüpfung geführt ist.The inventive solution to this problem consists essentially in that comparators are provided which are in connection with a counter, that a first comparator is also in connection with a memory, wherein this memory is also connected to arithmetic blocks in which the upper and lower limit of the tolerance field of a binary number formed from the memory is, with the result of the first arithmetic block on a second Comparator is performed and the result of the second arithmetic block is led to a third comparator that also the outputs of the second and third comparator connected to the input of a flip-flop via diodes are, and that the outputs of the first comparator to the inputs of two AND operations and an OR link are performed and the one output of the flip-flop the inputs of the two AND links are performed and the other output of the Flip-flops is performed on the input of the OR link.

Durch die Schaltungsanordnung soll ferner erkannt werden, ob die untere Grenze des Toleranzfeldes schon überschritten bzw. die obere Grenze des Toleranzfeldes noth nicht überSchritten ist. Befindet sich der Zählerwert der zwei# ten DUalzahl innerhalb des ttleraNzldeS der ersten DUbls zahl, so wird von der Schaltung ein SIgnal erzeugt, welches 8'Gleichheit", das heißt noch ausreichende Gleichheit oder vernachlässigbare Differenz zwischen dem Zählerwert der zweiten Dualzahl und dem Speicherwert der ersten Dual zahl anzeigt. Ebenso wird angezeigt, wenn sich der augenblickliche Zählwert nicht im Toleranzfeld eines anstehenden Speicherwertes befindet, also größer als der obere Grenzwert oder kleiner als der untere Grenzwert des Toleranzfeldes ist. Beim Eintritt des Zählwertes der zweiten Dualo zahl in das Tcleranzfeld wird eine Gleichheit zwischen dem Zählerwert und dem jeweiligen unteren oder oberen Grenzwert des Toleranzfeldes festgestellt, wobei aufgrund dieser Aussage ein Flip-Flop-Schaltkreis in einen definierten Zustand gesetzt wird, der eine Gleichheit des Zählerwertes mit der jeweiligen Grenze des Toleranzfeldes anzeigt. Der Zustand des Flip-Flop-Schaltkreises bleibt unverändert beim Durchlauf des Toleranzfeldes. Wird das Toleranzfeld überschritten, dann wird der Flip-Flop-Schaltkreis in seinen Ursprungszustand zurückgesetzt. Dadurch erfolgt eine Anzeige, die besagt, daß der Zrhlerwert sich nicht mehr im Toleranzfeld befindet bzw. nicht mehr dem Speicherwert der ersten Dualzahl, von dem aus die Grenzen des Toleranzfeldes berechnet worden sind, zugeordnet werden kann.The circuit arrangement should also detect whether the lower The limit of the tolerance field has already been exceeded or the upper limit of the tolerance field noth is exceeded. The counter value of the second dual number is located within the ttleraNzldeS of the first DUbls number, the Circuit generates a signal which 8'equality ", that is still sufficient Equality or negligible difference between the counter value of the second Binary number and the memory value of the first binary number. It is also displayed if the current count value is not in the tolerance range of a pending memory value is located, i.e. greater than the upper limit value or less than the lower limit value of the tolerance field. When the count value of the second dual number enters the Tcleranzfeld becomes an equality between the counter value and the respective lower one or the upper limit of the tolerance field is determined, based on this statement a flip-flop circuit is set to a defined state that has an equality of the counter value with the respective limit of the tolerance field. The state of the flip-flop circuit remains unchanged when passing through the tolerance field. If the tolerance field is exceeded, then the flip-flop circuit is in its Original state reset. This displays an indication that the Counter value is no longer in the tolerance field or no longer in the memory value the first binary number from which the limits of the tolerance field were calculated can be assigned.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 das Blockschaltbild einer Vergleichseinrichtung nach der Erfindung und Fig. 2 das Blockschaltbild einer weiteren Anordnung zur Verarbeitung zweier 16-bit langer Dualzahlen nach Fig. 1.Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing shown. It shows: FIG. 1 the block diagram of a comparison device according to FIG of the invention and FIG. 2 shows the block diagram of a further arrangement for processing two 16-bit long binary numbers according to FIG. 1.

GetnSß Fig. 1 sind mit dem Speicher 8 zwei arithmetische Bau steine 6 und 7 verbunden, an denen irrimer der jeweilige Speicherwert ansteht. Ebenso wird an die Bausteine 6 und 7 der Plus- bzw. Ninuswer ce cleranz gegeben, dies kann getrennt für 6 und 7, oder, wle in Fig. #, gemeinsam über ein Schaltelemerjt 12 aus dem SpeIcher 8 direkt, oder über einen Deoder 9 geschehen. Im Baustein 6 wird der Pluswert der Toleranz zum Speicherwert addiert und an den Vergleicher 2 für den oberen Grenzwert gegeben. Im Baustein 7 wird der Minuswert der Toleranz vom Speicherwert subtrahiert und an den Vergleicher 4 für den unteren Grenzwert gegeben. Unabhängig von der Einstellung der Toleranz ist man in der Lage, einen Zählerwert direkt und absolut mit einem Speicherwert zu vergleichen.GetnSß Fig. 1 are two arithmetic building blocks with the memory 8 6 and 7 connected, at which irrimer the respective memory value is pending. Likewise will to building blocks 6 and 7 of the Plus or ninuswer ce clerance given, this can be done separately for 6 and 7, or, as shown in Fig. #, together via a switching element 12 from the memory 8 directly, or via a decoder 9. In module 6 the plus value of the tolerance is added to the stored value and sent to the comparator 2 given for the upper limit value. The minus value of the tolerance is set in block 7 subtracted from the memory value and sent to the comparator 4 for the lower limit value given. Regardless of the tolerance setting, you are able to create a Compare the counter value directly and absolutely with a memory value.

Hierzu ist der Zähler 1 direkt über einen Vergleicher 3 mit dem Speicher 8 verbunden0 Tritt Gleichheit des Zählerstandes im Z)fflhler 1 mit den Werten an den Vergleicher 2 oder 4 auf, so wird der Eintritt bzw0 das Verlassen des Toleranzfeldes erkannt, und ein Signal über die Sperrdioden 10 bzw0 11 an den Flip-Klcp-Schaltkreis 5 gegeben, der die UND-Verknüpfungen 14 und ló sperrt und über die ODER-Verknüpfung 15 ein Signal A=B gibt, wobei die Bezeichnung A dem Zählerwert der zweiten Dualzahl und die Bezeichnung B dem Speicherwert der ersten Dualzahl zugeordnet ist.For this purpose, the counter 1 is directly connected to the memory via a comparator 3 8 connected 0 If the counter reading in Z) error 1 is the same as the values the comparator 2 or 4 on, then the entry or exit of the tolerance field is detected, and a signal via the blocking diodes 10 or 11 to the flip-Klcp circuit 5 given, which blocks the AND links 14 and ló and the OR link 15 gives a signal A = B, the designation A being the counter value of the second binary number and the designation B is assigned to the memory value of the first binary number.

Solange der Z#hlerwert im Toleranzfeld liegt, erfolgt kein Rücksetzen des Flip-Flop-Scbaltkreises 5. Verläßt der Zählerstand das Toleranzfeld, gleichgültig in welcher Richtung, so erfolgt ein Rücksetzen des Flip-Flop-Schaltkreises, und die UND-Verknüpfungen 14 und 16 werden wieder freigegeben und geben die Aussagen A > B oder A < B, entsprechend dem direkten Zahlenvergleich durch den Vergleicher 3 an die Ausgänge der Schaltung Soll ein Vergleich des Zählerstandes mit einem Speicherwert direkt und ohne Berücksichtigung der Toleranzschwelle durchgeführt werden, kann der Flip-Plop-Schaltkreis 5 über den Schalter 13 in einen definierten Schaltzustand gebracht werden und zwar derart, daß an die ODER-Verknüpfung 15 vom Flip-Flop-Schaltkreis kein Signal mehr abgegeben werden kann. Über den Schalter 17 werden die UND-Verknüpfungen 14 und 16 freigegeben und die Aussage A#B;A>B erfolgt vom Vergleicher 3 direkt an die Ausgang der Schaltung.As long as the counter value is within the tolerance range, there is no reset of the flip-flop circuit 5. If the counter reading leaves the tolerance field, it doesn't matter in which direction, the flip-flop circuit is reset, and the AND links 14 and 16 are released again and give the statements A> B or A <B, according to the direct comparison of numbers by the comparator 3 to the outputs of the circuit. Should a comparison of the count with a memory value can be carried out directly and without taking the tolerance threshold into account the flip-plop circuit 5 via the Switch 13 in a defined Switching state are brought in such a way that the OR link 15 from Flip-flop circuit can no longer emit a signal. About the switch 17 the AND operations 14 and 16 are released and the statement A # B; A> B takes place from the comparator 3 directly to the output of the circuit.

In Fig. 2 ist eine Anordnung zum Vergleich zweier 16-bit langer Dualzahlen mit variablem Toleranzfeld aufgezeigt weiche eine erweiterte Anordnung der Schaltung nach Fig. 1 darstellt.FIG. 2 shows an arrangement for comparing two 16-bit long binary numbers With a variable tolerance field, an expanded arrangement of the circuit is shown according to Fig. 1 represents.

Entsprechend Fig. 1 liefert eine vierstufige Zählerkette 1a bis 1d Daten an einen vierstufigen Vergleicher 2a bis 2d für den Absolutwertvergleich, ebenso an zwei Vergleicherketten für den oberen und unteren Grenzwert 5a bis 6d und 9a bis 9d. An die Vergleicher sind arithmetische Bausteine 5a bis 5d und 8a bis 8d zum Berechnen der Werte der oberen bzw. unteren Toleranzfeldgrenzen angeschlossen. Den arithmetischen Bausteinen 5a bis 5d und Sa bis 8d steht zur Berechnung der Grenzwerte des Toleranzfeldes der Speicherwert und über die Decoder 4m bis 4d bzw0 7a bis 7d der getrennt einstellbare Plus- bzw. Minuswert zur Verfügung. Zähler7 Vergleicher und arithmetische Bausteine sind mit übertrag gungsleitungen gezeichnet.According to FIG. 1, supplies a four-stage counter chain 1a to 1d Data to a four-stage comparator 2a to 2d for the absolute value comparison, likewise on two comparator chains for the upper and lower limit values 5a to 6d and 9a to 9d. Arithmetic modules 5a to 5d and 8a are attached to the comparators to 8d for calculating the values of the upper and lower tolerance field limits. The arithmetic blocks 5a to 5d and Sa to 8d are used to calculate the limit values of the tolerance field the stored value and via the decoders 4m to 4d or 7a to 7d the separately adjustable plus or minus value is available. Counter 7 comparators and arithmetic blocks are drawn with transmission lines.

gemaß F g. 2 steilen die mit A bezeichneten Klemmen die Eingangsklemmen der Zählerkette dar, während B,C,D die Klemmenbezeichnung für die Aussagen A#B; A*BX A < B darstellen, die gemäß Fig. 1 verknüpft werden müssen.according to F g. 2, the terminals marked with A steep the input terminals the counter chain, while B, C, D the terminal designation for the statements A # B; A * BX represent A <B, which must be linked according to FIG. 1.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Circuit arrangement for comparing two binary numbers with <erbaren Tolerance calculation, characterized in that comparators (2, 3, 4) are provided, which are in connection with a counter (1), that also a first comparator (3) is in connection with a memory (8), this memory also having arithmetic blocks (6,?) are connected, in which the upper and lower limit of the tolerance field of a binary number is formed from the memory, with the result of the first arithmetic block (6) on a second comparator (2) and the result of the second arithmetic block (7) to a third Comparator (4) is performed that also the outputs (A = B) of the second and third Comparator (2,4) connected via diodes (1S, 11) to the input of a flip-flop (5) are, and that the outputs (A <B; A = B; A> B) of the first comparator (3) the inputs of two AND links (14,16) and an OR link (15) are and the one output of the flip-flop (5) to the inputs of the two AND gates (14,16) and the other output of the flip-flop (5) to the input of the OR link (15) is performed.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the values for determining the upper and lower limit of the tolerance field each Storage value of a sequence of first binary numbers can be individually assigned.

34 Circuit arrangement according to Claims 1 and 2, characterized in that that the addition and subtraction value to determine the limit values of the tolerance field separately variable or jointly variable the building blocks (6,7) can be guided, and that the result of (6) acts on the input of the comparator (2) and that the result of (7) acts on the input of the comparator (4).

4. Circuit arrangement according to Claims 1 to 3, characterized in that that the flip-flop (5) the equality states of the comparators (2,4) for switching are supplied, and that the logic operations (14,15,16) controlled by the Outputs of the flip-flop (5) the statements (A <B # 'A = B; A> B) to the outputs the circuit.

5. Circuit arrangement according to claims 1 to 4, characterized marked that regardless of the current state of the circuit and alternately on the absolute comparison without tolerance threshold by means of switches (13,17) passed over can be.

L e r s e i t e