Счетчик импульсов на потенциальных элементах

 

1. СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ НА ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ, содержащий входную шину, два элемейта НЕ иП разрядов, каждый из которых содержит основной и вспомогательный триггеры и четыре элемента И, выходы которых соединены соответственно с входами установки в единицу, в ноль основного и с входами установки в еди- . ницу и в ноль вспомогательного триггеров , входная шина соединена с первыми входами первых и вторых элемен-тов И разрядов и соединена с входом первого элемента НЕ, выход которого соединён с первыми входами третьих и четвертых элементов И разрядов и с входом второго элемента НЕ, выход, которого соединен с вторыми входами первых и вторых элементов И paapst-дов , в каждом разряде третьи входы первого и второго элементов И со&- динены соответственно с инверсным Япрямым выходами вспомогательного триггера, вторые входы третьего и : четвертого элементов И соединены соответственно с прямым и инверсйым выходами основного триггера, в каж дом младшем разряде казвдый допопнвтэпьный вход первого элемента И соединен с соответствующим дополнительным входом второго элемента И и с прямым выходом вспомогательного триг гера соответствующего предыдущего разряда, в каждом старшем разряде каждый дополнительный вход первого элемента И соединен с соответствующим ( дополнительным входом второго элемента И и с прямым выходом вспомогательного триггера соответствующего младшего из первой части младших разрядов, отличающий-, с я тем, что, с целью увеличения разрядности при сохранении быстродействия счетчика, в каждый разряд введень две группы элементов И, выхо$ дь1 первой группы элементов И соедина-, ны с дополнительными входами устан новки в единицу основного тргагтера, дополнительные входь установки в ноль которого соединены с выходами элементов И второй группы, входная шина соединена с первыми входами элементов И первой и второй групп, вторые входы элементов И которых соединены с выходом второго элемента НЕ, третьи входы элементов И первой и второй групп соединены соответственно с инверсным и прямым выходами вспомогательного триггера, каждый дополнительный вход каждого элемента И первой группы соединены с допопитгельным входом соответствующетю элемента -И второй группы и с выходом вспомогательного триггера соответствующего младшего puapsma из второй части младших разрядов. 2. Счетчик до п. 1, отличающ и и с я тем, НТО в каждом старшем разряде основной трштер пер

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(5I) Н 03 К 23/02 -Ъ:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :.; ... ., 31

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3428644/18-21 (22) 20. 04. 82 (46) 07.09.83. Бюл. № 33 (72) Э. О. Вольфовский, И. И. Трофимов и В. Ф. Малеев (53) 621.374. 32 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 824441, кл. Н 03 К 23/ОО, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

К373885 кл. Н 03 К 23/02, 1971 (прототип). (54)(57) 1. СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ -:

НА ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ, содержащий входную шину, два элемента НЕ ип разрядов, каждый из которых. содержит основной и вспомогательный ::. триггеры и четыре элемента И., выходы которых соединены, соответственно с входами установки в единицу, в ноль, основного и с входами установки в еди-. . ницу и и ноль вспомогательного триг- . геров, .входная шина соединена с первы- ми входами первых и вторых элемен-. тов И разрядов и соединена с входом-: первого элемента НЕ, .выход которого соединен с первыми входами третьих и четвертых элементов И разрядов и. с входом второго элемента НЕ, выход,.- которого соединен с вторыми входами ! ; первых и вторых элементов И разря-" : дов, в каждом разряде третьи входы первого и второго элементов И сое динены соответственно с инверсным и прямым выходами вспомогательногб - ° триггера, вторые входы третьего и ° четвертого элементов И соединен и соответственно с прямым и инверсныМ. выходами основного триггера, в каж-,- дом младшем разряде каждый дополни трльный вход первого элемента И сое, динен с соответствующим дополнительным входом второго элемента И и с прямым выходом вспомогательного триг гера соответствующего предыдущего разряда, в каждом старшем разряде каждый дополнительный вход первого элемента И соединен с соответствующим дополнительным входом второго эле мента И и с прямым выходом вспомогательн го триггера соответствующего младшего разряда из первой части младших разрядов, О т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения разрядности при сохранении быстродейсч» вия счетчика, в каждый старший разряд введены две группы элементов И, выхо- ст ды первой группы элементов И соединеЗ ны с дополнительными входами установки в единицу основного триггера, дополнительные входы установки в ноль . которого соединены с выходами элементов И второй группы, входная шина сое- Е динена с первыми входами элементов И первой и второй групп, вторые входы элементов И которых соединены с вы-. ходом второго элемента НЕ, третьи входы элементов И первой и второй групп соединены соответственно с ин% версным и прямым выходами.вспомогательного триггера, каждый дополнитель ный вход каждого элемента И первой группы соединены с дополнительным входом соответствующего элемента .И второй группы и с прелым выходом вспомогательного триггера соответствующего младшего разряда из второй части младших разрядов.

2. Счетчик по п. 1, о т л и ч а юU(и и с я тему что в каждом старшем разряде основной триггер содержит пер1040609 вую группу элементов переключения по группы соединен с соответствующими количеству входов установки в единицу дополнительными входами элементов основного триггера и вторую группу переключения второй группы, выход элементов переключения по количеству каждого элемента переключения которой входов установки в ноль основного трит» соединен с соответствующими дополнитель гера, входы установки в единицу н в ными входами элементов переключения ноль которого соединены с первыми первой группы, прямой и инверсный вы« входами элементов переключения соответ- ходы основного триггера соединены со ственно первой и второй гр;лп, выход ответственно с выходом одного иэ элемен« oro элемента переключения первой тов переключения первой и второй групп.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых устройствах различного назначения.

Известен счетчик на потенциальных элементах, содержащий задающий регистр, входную шину, два элемента HE и и разрядов, каждый из которых содержит основной, вспомогательный триггеры и четыре элемента И (1)

Недостатком известного устройства являются его ограниченные возможности при увеличении числа разрядов, поскольку при этом увеличиваются количества входов элементов И, что привс дит к усложнению элементов И и к уменьшению быстродействия устройства.1

Наиболее близким техническим реше- нием является счетчик импульсов на потенциальных элементах, содержащий входную шину, два элемента HE u N разрядов, каждый из которых содержит основной и вспомогательный триггеры и четыре элемента И, выходы которых соединены соответственно с входами ус-. тановки в единицу, в ноль основного и с входами установки в единицу и в ноль вспомогательного триггеров, входная шина соединена с первыми входами первых и вторых элементов И разрядов и соединена с входом nepaoro элемента НЕ, выход которого соединен с первыми входами третьих и четвертых элементсв И разрядов и с входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с вторыми входами первых и вторых элементов И разрядов, в каждом разряде третьи входы первого и второго элемемтов И соединены соответственно с инверсным и прямым выходами вспомогательного триггера, вторые входы третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с прямым и инверсным выходами основного триггера, 5 -в каждом paapsge каждый дополнительный вход первого элемента И соединен с соответствуюшим дополнительным входом второго элемента И и с прямым выходом вспомогательного триггера со- . ответствующего предыдущего разряда .(2) .

Недостатком известного счетчика импульсов на потенциальных элементах являются его ограниченные возможности при увеличении числа разрядов, посколь ку с увеличением разрядности счетчика увеличивается s свою очередь количество входов s элементах И, установленных на входах установки в ноль и в единицу основных триггеров в старших разрядах

20 счетчика. В связи с этим количество разрядов в счетчике не превышаетй -2, где Й -число входов в элементах И, используемых в счетчике. Увеличение же количества входоэ в элементах И существенно усложняет эти элементы, что приводит к ограничению быстродействия счетчика.

Цель изобретения - увеличение разрядности при сохранении. быстродейсс

30 вия счетчика, Поставленная цель достигается тем, что в счетчике импульсов на потенциальных элементах, содержащем входную . шину, два элемента HE и и разряцов, каждый из которых содержит основной и вспомогательный триггеры и четыре элемента И, выходы которых срединены соответственно с входами установки в единицу, в ноль основного и с входаМи

40 установки в единицу и в ноль вспомо1040609 гательного триггеров, входная шина соединена.c первыми входами первых и вторых элементов И разрядов и соединена с входом первого элемента НЕ, выход которого соединен с первыми входами третьих и четвертых элементов И разрядов и с входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с вторыми .входами первых и вторых элементов И разрядов, в каждом разряде третьи, 10 входы первого и второго элементов И соединены соответственно с инверсным . и прямым выходами вспомогательного трщтера, вторые входы третьего и четвертого элементов И соединены со- 15 ответственно с прямым и инверсным выходами основного триггера, в каждом младшем разряде каждый дополнительный вход первого элемента И соединен с соответствующим дополнительным входом 20 второго элемента И и с.прямым выходом вспомогательного триггера сооТ ветствуюшего предыдушего разряда, в каждом старшем разряде каждый до- . полнительный вход первого элемента И 25 соединен с соответствующим дополнительным входом второго элемента И и с прямым выходом вспомогательного триггера соответствующего младшего разряда из первой части младших разрядов, в каждый старший разряд введены две группы элементов И, выходы первой группы элементов И соединены с дополнительными входами установки вединицу основного триггера, дополнительные входы установки в ноль которого соединены с выходами элементов И второй группы, входная шина соединена с перйыми входами элементов И первой и второй

rpyrm, куторь:е входы элементов И кото- 40 рых соединены с выходами второго элемента НЕ, третьи входы элементов И первой и второй групп соединены соот- ветственно с инверсным и прямым выходами вспомогательного триггера, каждый дополнительный вход каждого элемента И первой группы соединен с дополнительным входом соответствующего элемента И второй группы и с прямым выходом Вспомогательного триггера 0 соответствующего младшего разряда . из второй части младших Разрядов, Ф

Кроме того, счетчик импульсов на потенциальных элементах в каждом старшем разряде основной триггер содер- 55 жит первую группу элементов переклю.. чения по количеству входов установки в единицу основного триггера и втоРую группу элементов переключения по количеству входов установки в ноль основного триггера, входы установки в единицу и в ноль которого соединены с первыми входами элементов переключения соответственно первой и второй групп, выход каждого элемента переключения первой группы. соединен с соответствующими дополнительными вхо дами элементов переключения второй группы, выход каждого элемента переключения которой соединен с соответствующими дополнительными вхо-дами элементов переключения первой группы, прямой и инверсный выходы основного триггера соединены соответст венно с выходом одного из элементов переключения первой и второй групп, На чертеже приведен трехразрядный счетчик импульсов на потенциальныхэлементах.

Счетчик содержит основные триггеры 1, 2, 3 соответственно первого, второго и третьего разрядов, вспомогательные триггеры 4,5 и 6 соответственно первого 7., второго 8 и третьего 9 разрядов, элементы И 10—

19, элементы И 20 - 23, элементы 24 - 28 переключения, входную шину 28, элементы HE 30 и 31.

На чертеже входная шина 29 соединена с первыми входами элементов И 10 — 13 и 20 - 23 и с входом эле,:ента НЕ 30, выход которого соединен с первыми входами элементов И 14 -. 19 и с входом элемента HE 31, вход которого соединен с вторыми входами элементов И 10 - 13 и 20 — 23. Триггеры 1,2, 4, 5 и 6 содержат два элемента 24 переключения, в каждом из этих триггеров первые входы первого и второго элементов 24=1 и 24=2 переключения являются соответственно входами установки в единицу и в ноль триггера, выходы первого и второго элементов 24=1 и 24=2 переключения соединены соответственно с вторыми входами второго и первого элементов 24=1 переключения и являются соответственно прямым и инверсным выходами триггера. Выходы элементов И 10, 12, 14, 16 и 18 соединены соответственно с входами установки

s единицу триггеров 1, 2, 4, 5 и 6, выходы элементов И 11> 13, 15, 17 и 19 соединены соответственно с входами установки в ноль триггеров 1, 2, 4, 5 и 6, третьи входы элементов 10, 1

l2, 20 и 22 соединены соответственнс

1040609

6 с инверсными выходами триггеров 4, 5, 6 и 6, пряьыб выходы которых соединены соответственно с третьими входами элементов И 11, 13, 21 и-23, четвертые вхсяы элементов И 20 и 21 и элемент- 5 тов И 22 и 23 соединены соответственно с прямыми выходами триггеров 4 и 5, входы установки в единицу которых соединены с выходами элементов И 14„

16, вторыв входы которых соединены 10 соответственно с прямыми выходами триг гвров 1 и 2, инверсные выходы которых совдинвны соответственно с вторыми входами элементов И 15 и 17, выходы которых соединены соответственно с 15 входами установки в ноль триггеров 4 и 5, выходы элементов И 20 и 21 соьдинены соответственно первыми входами элементов 25 и 27 переключения, которые являются входами установки в едини- 20 цу тржтвра 3, входы установки в ноль которого соединены с первыми входами элементов 26 и 28 переключения и соединены соответственно с выходами элементов И 21 и 23, выходы элемен 25 тов 25 и 26 переключения являются соответственно прямым и инверсным выходами триггера 3 и соединены соответственно с вторыми входами элементов И 18 и 19, выход элемента 25 зо переключения соединен с вторыми входами элементов 26 и 28 переключения, выход первого из которых соединен с вторыми входами элементов 25 и 27 переключения, выход последнего с трет 35 ими входами элементов 26 и 28 перек тиочвния, выход последнего из которых соединен с третьими входами элемен-. тов 25 и 27 переключения.

Счетчик работает следующим образом.

При поступлении, разрешающего сит нала на шину 29 основной триггер 1 переключается в состояние, противоположное состоянию вспомогательного триггера 4. Число в основных триггерах, 45 таким образом, увеличивается на единицу, Состояние вспомогательных триггеров при этом не изменится, так как на элементы И 14 - 19 подается запрещаю-. щий сигнал с выхода элемента НЕ 30. 50

Остальные основные триггеры 2 и 3 переключаются в состояния, противоположные соответственно состояниям вспомогательных триггеров 5 и 6 в том случае, если все вспомогательные триггеры 55 в младших разрядах находятся в состоянии «1". По окончании разрешающего игнала, поступающего с шины 29 счетчика, сигнал на выходе элемента HE 30 становится разрешающим.

Под действием этого сигнала вспомогательные триггеры устанавливаются в состояние, совпадающее с состояниями основных триггеров. Состояние основных триггеров при этом не изменяется, так как на элементы И 10-13 и 20-23 подается запрещающий сигнал с шины 29 счетчика и с выхода элемента HE 31.

При поступлении очередного разрешающего сигнала на шину 2.9 счетчика воз можна ситуация, при которой вследствие задержки в элементе НЕ 30 сигнал на выходе этого элемента остается разрешающим в течение некоторого интервала времени ь1, когда на шину 29 счетчика уже поступил очередной раз» решающий сигнал, Так как, кроме сигнала, поступающего с шины 29 счетчика, на соответс вуюшие входы элементов И 10-13 и 20-23 поступает и сигнал после двойной инверсии элементов НЕ 30 и 31, то результирующий разрешающий сигнал действующий на входах элементов И 10 13 и 20- 23, не перекрывается во времени с разрешающим сигналом, сформированным элементом HE 30 и действующим на входах элементов И 1419..

При поступлении второго сигнала на шину 29 счетчика будет установлен в состояние "1" триггер 2, при этом триггер 3 в старшем разряде 9 в состояние 2.«не будет установлен, поскольку элемент И 22 закрыт сигналом из второго разряда 8 с единичного выхода вспомогательного триггера 5, В момент паузы между управляющими сигналами, поступающими на шину 29 счетчика, триггер 5 будет установлен в состояние "1", а триггер 4 в первом разряде 7 - в состояние "0".

При поступлении третьего сигнала на шину 29 счетчика в состояние «1« будет установлен триггер 1, а триг гер 3 s состояние "I" не будет установлен, поскольку элемент И 20 закрыт запрещающим сигналом из первого разряда 7 с единичного выхода вспомогательного триггера 4.

При поступлении четвертого сигнала на шину 29 счетчика будут одновременно сформированы сигналы на выходах элементов И 20 и 22. Указанные сигналы приведут к появлению разрешающего сигнала положительного уровня на вы«

0609

7 . 104 ходах элементов 25 и 27 переключения.

Так как на выходах элементов И 21-23 присутствуют нулевые сигналы, посколь ку эти элементы закрыты запрещаюшим сигналом с единичного выхода триггера 6 то на входах элементов 26 и 28 переключения все сигналы будут разрешающими. При этом триггер 3 переключается в состояние "1"и сигналом с его. единичного выхода подготавливается элемент И 18, а элемент И 19 закрывается. В паузе между сигналами, пос-тупаюшими на шину 29 счетчика, триггер 6 переходит в состояние "1", как было рассмотрено выше для триггеров 4 и 5 в младших разрядах 7 и 8 .

Далее, при поступлении очередного сиг» нала на шину 29 счетчика триггер 3 в старшем разряде 9 переходит в состояние "0", так как оба сигнала на . выходах элементов И 21 и 23 будут единичными.

Время появления сигналов на выходах элементов 25-28 переключения в триггере 3 от момента поступления управляюшего сигнала на входы элемен . тов И 20-23 не превышает времени появления сигналов на выходах элемен.тов 24=1 и 24=2 в триггерах 1 и 2 первых двух разрядов 7 и 8 от момейта поступления сигнала на входы эле-. ментов, И 10-13 с входа 29 счетчика и с выхода элемента НЕ 31. Тем. самым при увеличении числа разрядов бысч

5 родействие счетчика сохраняется неизменным.

Таким образом, введение в описанный счетчик элемента И,22 на единичном входе и элемента И 23 на нулевом входе и дополнительных элементов 27 и 28 переключения в триггере 3 позволяет выполнить. элементы И 20 23 на.входе триггера 3 в старшем разряде 9 основного регистра с числом входов, не пре15 вышающим числа входов в элементах И 12 . и 13 на входах триггера 2 во втором разряде 8. Это позволяет более чем вдвое увеличить разрядность счетчика при заданном числе входов ll в элемен»

20 тах И, установленных на установочных входах основных триггеров, а также в элементах 24-28 переключения, используемых в триггерах основного регистра.

Технико-экономический эффект предлагаемого устройства по сравнению с известным заключается в увеличении более чем вдвое числа разрядов счетчика

Зо при сохранении его быстродействия.

L040609

ВНИИПИ Заказ 6947/58 Тираж 936 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4