Счетное устройство с предварительной уставкой кода

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ()9) (И) м))н о кг оо

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСЙОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3407293/18-21 (22) 15.03.82 (46) 07.07.83,. Бюл. И 25 (72) В.И. Дронов, С.В. Чернов и

P.È. Дронова (53) бг1, 374. 32(о88. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 554619, кл. Н 03 К 29/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Н 746941, . Í 03 К 23/00, 1978 (прототип). (54)(57) СЧЕТНОЕ УСТРОЙСТВО С ПРЕДВАРИТЕУЬНОЙ УСТАВКОЙ КОДА, содержащее две входные шины, счетный блок, логический блок, задающий блок, информа" ционные входы которого соединены с группой входных информационных шин, пять элементов И, первый элемент задержки и два триггера, первая и вто-. рая входные шины соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, второй вход первого элемента И соединен с инверсным выходом первого триггера, инверсный выход второго триггера соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соеДинен с йервым входом четвертого элемента И, выходы задающего блока соединены с информационными входами логического блока, выходы которого соединены с установочными входами счетного блока, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности его в работе, в него введены вестой, седьмой, восьмой элементы И, три элемента ИЛИ, два элемента НЕ, второй элемент задержки, элемент И-НЕ, многовходовые элементы ИЛИ и И-НЕ, входы которых соединены с информационными выходами счетного блока, выход переноса. которого соединен с первым ,-входом пятого элемента И, с входом управления задающего блока и через первый элемент задержки с первыми входами шестого и седьмого элементов

И, второй вход последнего из которых соединен с вторыми входами пятого, второго элементов И, с выходом восьмого элемента И и с входом первого элемента НЕ, выход которого соединен, с вторым входом шестого элемента И и с третьим входом первого элемента

И, второй вход которого соединен с первым входом четвертого элемента

И, второй вход которого соединен с третьим входом третьего элемента И, с выходом первого элемента И. и с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с тактовым входом второго триггера, прямой выход которого. соединен с первым входом восьмого и третьим входом четвертого элементов И и с тактовым входом первого триггера; прямой выход которого соединен с вторым вхо- . дом восьмого элемента И, выход шестого элемента И соединен через второй элемент задержки с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход шестого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй, третий входы и выход которого соединены соответственно с выходами третьего и седьмого элементов И и с управляющим входом логического блока, первый, второй входы и выход третьего элемента ИЛИ соединены соответственно с выходами второго, четвертого элементов

И и с тактовым входом счетного блока, выход многовходового элемента. И-НЕ соЕдинен с первым входом элемента

И-НЕ, выход которого соединен с четвертым входом первого элемента И, выход многовходового элемента ИЛИ соединен с вторым входом элемента И-НЕ и с входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с третьим входом шестого элемента И. 1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматического уп- равления, а также в устройствах вычислительной техники. 5

Известен счетчик с предварительной, уставкой, содержащий блок тактового питания, первый выход которого соединен с входом счетного блока, элемент сравнения, установочные входы которого!0 подключены к выходам счетного блока, а входы управления соединены с выходами задающего блока и с вторым выходом блока тактового питания, клапаны и узлы задержки, причем выход 15 элемента сравнения подключен к первым входам клапанов, выходы которых через узлы задержки подключены к вторым входам собственного, к третьим входам последующих клапанов и к уп- 20 равляющим входам задающего блока, а дополнительные входы узлов задержки соединены с первым выходом блока тактового питания (1 1.

Недостатком данного устройства 2s, является низкая надежность его работы, так как оно выполнено в ненадежном варианте, потому что в схеме усройства отсутствуют элементы мажоритирования и резервирования, а также З0 элементы, позволяющие осуществлять самоконтроль. устройства на работоспособность перед каждым рабочим циклом работы устройства. Кроме того, данное устройство содержит элемент сравнения, аппаратурная реализация которого требует большого количества элементов, число которых резко возрастает с увеличением разрядности счетного блока.

Щ

Из ве ст но также счетное уст рой ст во с прадварительной уставкой кода, содержащее две входные шины, счетный блок, логический блок, задающий блок, информационные входы которого соединены с группой входных информационных шин, пять элементов И, эле"

2 мент задержки, три триггера, первая и вторая входные шины соединены соответственно с первыми входами перво. го и второго элементов И, второй, третий входы и выход первого элемента И соединены соответственно с второй входной шиной, с инверсным вых дом первого триггера и с тактовым входом первого триггера, прямой вы ход которого соединен с вторым вхо дом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего и четвертого элементов И, вто" рые входы которых соединены соответственно с инверсным и прямым выходами второго триггера, тактовый вход которого соединен с выходом третьего элемента И и с первым управляющим входом логического блока, второй управляющий вход которого соединен через элемент задержки с выходом третьего триггера, тактовый вход и вход установки в ноль которого соединены соответственно с выходом переноса счетного блока и с выходом пятого элемента И, первый вход которого соединен с выходом четвертого элемента

И и с тактовым входом счетного блока, установочные входы которого соединены с выходами логического блока, ин-. формационные входы которого соединены с выходами задающего блока, управ. ляющий вход которого соединен с вторым входом пятого элемента И. и с выходом трет ье го т ри г гера 2).

Недостатком известного устройства является низкая надежность его работы, так как оно выполнено в ненадежном варианте, из- ; что в схеме устройства отсутствуют элементы мажоритирования и резервирования, а также элементы, позволяющие осуществлять самоконтроль устройства на работоспособность перед каждым рабочим циклом работы устройства.

Цель изобретения - повышение надежности pa6oTbl путем осуществления з 10278 самоконтроля устройства на работоспособность перед каждым рабочим циклом, Указанная цель достигается тем, что в счетное устройство с предвари- 5 тельной уставкой кода, содержащее две входные шины, счетный блок, логический блок, задающий блок, информвционные входы которого соединены с группой входных информационных шин,10 пять элементов И, первый элемент задержки и два триггера, первая и вторая -входные шины соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, второй вход, 15

nepaor0 элемента И соединен с инверсным выходом первого триггера, инверсный выход второго триггера соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с пер- 20 вым входом четвертого элемента И, выходы задающего блока соединены с информационными входами логического блока, выходы которого соединены с установочными входами счетного блока,25 введены шестой, седьмой, восьмой элементы И, три элемента ИЛИ, два элемента НЕ, второй элемент задержки, элемент И-НЕ, многовходовые элементы

ИЛИ и И-НЕ, входы которых соединены-зо с информационными выходами счетного блока, выход переноса которого соеди-нен с первым входом "пятого элемента

И, с входом управления задающего блока и через первый элемент задержки

35 с первыми входами шестого и седьмого элементов И, второй вход последнего из которых соединен с вторыми входами пятого, второго элементов И, с выходом восьмого элемента И и с входом первого элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом шестого элемента И и с третьим входом первого элемента И, второй вход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с третьим входом третьего элемента И, с выходом первого элемента И и с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с тактовым входом второго триг гера, прямой выход которого соединен с первым входом восьмого и третьим входом четвертого элементов И и с тактовым входом первого триггера,прямой выход которого соединен с вторым вхо 55 дом восьмого элемента И,выход шестого элемента И соединен через второй элемент задержки с вторым входом первоro элемента ИЛИ, выход шестого элемента И соединен с.первым входом второго элемента ИЛИ, второй, третий входы и выход которого соединены соответственно с выходами третьего и седьмого элементов И и с управляющим входом логического блока, первый, второй входы и выход третьего элемен" та ИЛИ соединены соответственно с выходами второго, четвертого элементов И и с тактовым входом счетного блока, выход многовходовоРо элемента И-НЕ соединен с первым входом эле- мента И-НЕ, выход которого соединен с четвертым входом первого элемента И, выход многовходового элемента

ИЛИ соединен с вторым входом элемента И-НЕ и с входом второго элемента

НЕ, выход которого соединен с.третьим входом шестого элемента И.

На чертеже приведена функциональ" .ная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит задающий блок I, логический блок 2, счетный блок 3, многовходовые элементы И-НЕ и ИЛИ, элемент И-НЕ 6, элементы И 7=1 - 7=8; элементы ИЛИ 8=1 — 8=3, элементы НЕ

9=1 и 9=2, триггеры 10 и 11, элементы 12 и 13 задержки, входные шины

14 и 15, группу 16 входных информационных шин, выходные шины 17 и 18.

Информационные выходы счетного блока

3 соединены с входами многовходовых элементов И-НЕ 4 и 11ЛИ 5, выходы которых соединены с входами элемента

И-НЕ 6, выход которого соединен с первым входом элемента И 7=1, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 8=1, с первыми входами элементов И 7=2 и 7=3, вторые входы которых соединены с вторым входом элемента. И 7=1 и с инверсным выходом триггера 11, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И

7=4, второй вход которого соединен с третьим входом элемента И 7=3, с тактовым входом триггера 11 и с прямым выходом триггера 10, тактовый вход и инверсный выход которого соединены соответственно с выходами эле мента ИЛИ 8=1 и с третьим входом элемента И 7=2, группа 16 входных информационных шин соединена с ин" формационными входами задающего блока 1, выходы которого соединены с информационными входами логического блока 2, выходы которого соединены с установочными входами счетного блока 1, выход переноса которого соединен с первым входом элемента И 7=6, с входом управления задающего блока

1 и с входом элемента 12 задержки, выход которого соединен с первыми входами элементов И 7=7 и 7=8, второй вход последнего из которых соединен с третьим входом элемента И

7=! и с выходом элемента HE 9.=2, вход которого соединен с выходом элемента И 7=4 с первым входом элемента И 7=5, с выходной шиной 17 и с вторыми входами элементов И 7=7 и

7=6, выход последнего из которых соединен с выходной шиной 18, выход многовходового элемента ИЛИ 5 соединен через элемент НЕ 9=1 с третьим входом элемента И 7=8, выход которого соединен через элемент 13 задержки с вторым входом элемента ИЛИ 8 1, первый, второй и третий входы и выход элемен- 20 та ИЛИ 8=2 соединены соответственно с выходами элементов И 7=2, 7=7 и

7=8 и с управляющим входом логического блока 2, первый, второй входы и выход элемента- ИЛИ 8 3 соединены соответственно с выходами элементов

И 7=3 и 7=5 и с тактовым входом счетного блока 3, входные шины !4 и 15 соединены соответственно с вторым входом элемента И 7=5 и с четвертым входом элемента И 7=1.

Задающий блок 1 состоит из и приемных регистров, выполненных на

RS-триггерах, единичные выходы которых поразрядно подключены к первым входам выходных элементов И, объединенных в группы соо ветственно приемным регистром, вторые входы выходных элементов И каждой группы соединены между собой и подключены к соответствующим выходам кольцевого сдвигающего регистра, а выходы одноименных выходных элементов И каждой группы подключены к входам каждого из соответствующих элементов ИЛИ, выходы которых соединены с выходами задающего блока 1. S-входы RS-триггеров приемных регистров подключены к выходам входных элементов И, объединенных в группы соответственно приемным регистром. Первые входы входных элементов И каждой группы соединены между собой и подключены к соответствующим выходам кольцевого сдвигающего регистра, а вторые входы одноименных BxopHblx элементов И каждой группы соединены между собой и подключены к соответствующему из и информационных входов задающего блока

32

1, (п+1)-й информационный вход которого соединен с третьими входами входных элементов И и с первым входом дополнительного элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с уп равляющим входом задающего блока 1, а выход дополнительного элемента

ИЛИ подключен к входу последователь,ного сдвига кольцевого сдвигающего регистра, выполненного на fK-триггерах.

Устройство работает следующим образом, Перед началом работы устройства схема приводится в исходное состояние. В результате, чего счетный блок

3, триггеры 10 и 11, приемные регистры задающего блока 1 находятся в исходном нулевом состоянии, а в первый разряд кольцевого сдвигающего регистра задающего блока 1 записана единица.

Затем по линиям связи (по группе

16 информационных входных шин) из канала передачи информации по и информационным входам задающего блока

1 осуществляется запись в задающий блок 1 информационных слов, сопровождаемых стробирующими импульсами, поступающими по (n+1)-му информацион» ному входу задающего блока 1, для получения на шине 18 устройства заданных чисел. Задающий блок 1 по переднему фронту стробирующего импульса, поступающего по (п+1)-му информационному входу, осуществляет запись первого .информационного слова, поступающего по и информационным входам, в первый приемный регистр, так как сигналом с выхода первого разряда кольцевого сдвигающего регистра к работе подготовлена первая группа входных элементов И,, выходы которых подключены к S-входам первого приемного регистра. А по заднему Фронту стробирующего импульса осуществляется сдвиг единицы во второй разряд кольцевого сдвигающего регистра. В результате чего подготавливается к работе вторая группа входных элемен-. тов И, выходы которых подключены к

S-входам второго приемного регистра.

Затем на информационные входы и задающего блока 1 поступает второе информационное слово, сопровождаемое стробирующим импульсом, поступающим по (и+1)-му информационному входу.

Запись второго и последующих информационных слов во второй и последую10 щие приемные регистры аналогична указанному циклу. После записи и-го информационного слова кольцевой сдвигающий регистр будет находиться снова в исходном состоянии, т.е. в первом разряде закольцованного сдвигающего регистра будет записана еди" ница, которая подключает к первым входам элементов ИЛИ первую группу выходных элементов И, подключенных одними из входов к выходам первого приемного регистра.

Таким образом, после записи в задающий блок 1 п-х информационных слов на выходах задающего блока появляется первое информационное слово, которое поступает на информационные входы логического блока 2.

Это информационное слово предназначено для режима самопроверки.и содержит единицы по всем выходам задающего блока 1.

Многовходовой элемент ИЛИ 5 осуществляет контроль за нулевым состоянием счетного блока 3 и формирует отрицательный сигнал на выходе только при нулевом состоянии счетного блока 3. А многовходовой элемент И-HE

4 осуществляет контроль за единичным состоянием счетного блока 3 и формирует отрицательный сигнал на выходе только в том случае, когда все счетные разряды счетного блока 1 находятся в единичном состоянии.

Работа устройства начинается с проведения режима самопроверки, осуществляющего самоконтроль устройства на работоспособность. Для этого. на шину 15 самопроверки устройства поступают импульсы с частотой следования, равной рабочей частоте, поступающей на шину 14 устройства.

Так как схема устройства находится в нулевом исходном состоянии, то сигналы, поступающие с п единичных выходов счетных разрядов счетного блока 3 на Il входов многовходовых элементов И-НЕ 4 и ИЛИ 5, формируют на выходе многовходового элемента

И-НЕ 4 положительный сигнал, а на выходе многовходового элемента ИЛИ

5 - отрицательный сигнал. Сигналы с многовходовых элементов И-HE 4 и

ИЛИ 5 поступают на входы элемента

И-НЕ 6, который по сумме этих сигналов формирует на выходе положительный сигнал. Этот разрешающий сигнал поступает на первый вход первого элемента И 7=1, на второй вход которого

27832 8 поступает также разрешающий сигнал с нулевого выхода триггера ll. Так как триггеры 10 и 11 находятся в нулевом исходном состоянии, то элемент

И 7=4 закрыт и, следовательно с его выхода поступает отрицательный сигнал, который, проходя через элемент НЕ 9=2, формирует на одном из входов элемента И 7=1 разрешающий о сигнал. Таким образом, элемент И

7=1 подготовлен к работе для приема частоты, поступающей по шине !5 самопроверки.

По приходу первого импульса по шине 15 самопроверки.- на выходе элемента И 7=1 формируется импульс, который поступает на вход элемента И 7=2, который подготовлен к работе сигналами, поступающими с нулевых выходов триг20 геров 10 и 11, находящихся в нулевом исходном состоянии. Импульс с выхода элемента И 7=2 через элемент

ИЛИ 8=2 поступает на управляющий вход логического блока 2, осуществляя ус"

25 тановку счетных разрядов счетного блока 3 в единичное состояние согласно информации, находящейся в первом информационном слове, поступающем с выходов задающего блока 1.

А по заднему фронту первого им- . пульса, поступающего с выхода элемента И 7=! через элемент ИЛИ 8=! на тактовый вход триггера 10, триггер

10 переключается в единичное состоя35 ние, запрещая работу элемента И 7=2 и подготавливая к работе элемент

И 7=3

Многовходовые элементы И-НЕ 4 и

ИЛИ 5 контролируют единичное состояние счетных разрядов счетного блока

3, и в случае наличия единицы во всех счетных разрядах счетного блока

3 Формируют на выходе многовходового элемента И-НЕ 4 отрицательный сигнал, а на выходе многовходового элемента ИЛИ 5 - положительный сигнал.

По сумме этих сигналов элемент И-НЕ6 продолжает формировать на выходе положительный сигнал.

50 ilo приходу второго импульса по шине 15 самопроверки элемент И 7=!

Формирует на выходе импульс, который через элемент И 7=3 поступает на элемент ИЛИ 8=3 и далее на такто вый вход счетного блока 3, который обнуляется, Формируя на выходе переполнения импульс переполнения, который поступает на управляющий вход задающего блока 1. По заднему фрон1027832

10 ту этого импульса задающий блок 1 выставляет на своих выходах второе информационное слово, которое является первым рабочиминформационным словом.

A по заднему фронту второго им- 5 пульса, поступающего с выхода элемента И 7=1 через элемент ИЛИ 8=1 на тактовый вход триггера 10, триггер

10 переключается в нулевое состояние, а триггер 11 - a единичное состояние, запрещая работу элементов

И 7-;1 - 7=3.

Импульс переполнения с выхода переполнения счетного блока 3 поступает также на вход элемента И 76, который в данный момент времени закрыт по одному входу отрицательным сигналом, поступающим с выхода элемента 7=4. Поэтому на шине 18 устройства импульс отсутствует. 20

Импульс переполнения с выхода пе" реполнения счетного блока 3 через элемент 12 задержки, задержанный на длительность входного импульса, по" ступает на элементы И 7=7 и 7 8, we" -" мент И 7=7 закрыт сигналом, поступаю" щим с выхода элемента И 7=4, а элемент И 7=8 подготовлен к работе сигналами, поступающими с элементов HE.

9 = 1 и 9 2. Импульс с выхода элемента И 7 = 8 через элемент ИЛИ

8=2 поступает на управляющий вход логического блока 2, осуществляя установку в счетный блок второго информационного слова, поступающего с выходов задающего блока 1.

Импульс с выхода элемента И 7=8 через элемент 13 задержки, задержанный на длительность входного импульса, поступает также на один вход элемента ИЛИ 8=1 и далее на такто"

I вый вход триггера 10. По заднему фронту этого импульса триггер 10 переключается в единичное состояние, при этом триггер 11 остается в еди-

45 ничном состоянии. В результате этого срабатывает элемент И 7=4, кото.рый Формирует разрешающий сигнал для элементов И 7=5 - 7=7, выдает сигнал Ч отовность" на шину 17 устройства и запрещает работу элемента И 7=8.

5О

На этом режим самопроверки устройства, обеспечивающий самоконтроль устройства на работоспособность, заканчивается.

В результате проведенного режима

55 самопроверки осуществлялись контроль нулевого и единичного состояний счетного блока 3, проверка работы счетного блока 3 по счетному входу и по установочным входам, а также по выходу переполнения, логического блока

2 по информационнйм входам и Bblxo» дам, а также по управляющему входу, задающего блока 1 по информационным выходам.

При наличии сбоев хотя бы в одном из перечисленных блоков при проведении режима самопроверки на шине 17 устройства сигнал нботовность" будет отсутствовать и, следовательно,.будет запрещена работа. элемента И 7 по приему рабочей частоты, поступающей по шине 14.

Рабочий цикл устройства начинается с получения на шине 17 устройства сигнала "Готовность" . По этому сигналу на шину 14 будет поступать рабочая частота, которая через элемент

И 7=5 и элемент ИЛИ 8=3 поступает на тактовый вход счетного блока 3. Счетный блок 3 начинает заполняться импульсами, поступающими по шине 14, и по переполнению на выходе переполнения Формирует импульс, который через элемент И 7=6 поступает на выходную шину 18 устройства. Этот импульс со" ответствует значению первого рабочего информационного слова, находяще-, гося на выходах задающего блока 1.

Импульс переполнения с выхода переполнения .счетного блока 3 поступает также на управляющий вход задающего блока 1, который по заднему

Фронту этого импульса выставляет на выходах задающего блока 1 - третье информационное слово.

Импульс с выхода переполнения счетного блока 3 через элемент 12 за- держки задерживается на длительность входного импульса, поступает на эле" мент И 7=7 и далее через элемент ИЛИ

8=2 на управляющий вход логического блока 2, осуществляя установку в счетный блок 3 третьего информационного слова, которое соответствует значению второго рабочего информационного слова.

A счетный блок 3 начинает заполHRTbcR заново импульсами, поступающими по шине 14 устройства, и по переполнению на выходе переполнения формирует импульс, который через элемент И 7=6 поступает на шину 18 устройства. Этот импульс соответствует значению второго рабочего информационного слова.

1027832

ВНИИПИ Заказ 4755/59 Тираж 936 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4

Процесс выдачи третьего и последующих рабочих информационных слов на шине 18 устройства аналогичен описанному циклу.

Использование предлагаемого устройства по сравнению с известным позволяет получить положительный эффект, заключающийся в повышении на дежности работы устройства путем введения в устройство многовходовых элементов И-НЕ 4 и ИЛИ 5,: элемента

И-НЕ б, элементов ИЛИ 8 1 - 8=3, НЕ

9=1 и 9=2, второго элемента и новых соответствующих связей, позволяющих осуществлять самоконтроль на работоспособност ь перед каждым рабочим циклом работы устройства. В результате проводимого режима самопровер5 ки осуществляется контроль нулевого и единичного состояний счетного блока, проверка работы счетного блока по счетному входу и установочным входам, а также по выходу переполнения, логическоro блока по информационным входам и выходам, а также по управляющему входу, задающего блока по информационным выходам, что повышает надежность работы устройства.