Синхронный счетчик

 

СИНХРОННЫЙ СЧЕТЧИК, содержащий шину счетных импульсов, счетlibie группы, каждая из которых, начиная со второй, состоит из N-разрядно-. го двоичного счетчика с параллельным переносом, ЗК-триггера и первого элемента И, входы которого подключены к ВЫХОДАМ всех, кроме первого, разрядов двоичного счетчика с параллельным переносом данной счетной группы, первая счетная группа содержит N-разрядный двоичньй счетчик с параллельным переносом и JK-триггер выходы разрядов двоичных счетчиков с параллельным переносом являются соответствующими выходами разрядов синхронного счетчика, отличающийся тем, что, с целью повы шения надежности за счет устранения опасных состояний, в первую счетную группу введен первый, второй и третий элементы И, а в каащую последующую - второй и третий элементы И, вьтоды первьрс элементов И каждой счетной группы соединены с J-входами ЗК-триггера своей счётной группы. первый и второй входы второго элемента И каждой счетной группы подклю чены соответственно к прямому выходу ЛК-триггера данной счетной группы и первому входу третьего элемента И данной счетной группы, а выход второго элемента И каждой счетной группы, кроме первой и последней, подключен к первому входу второго элемента И .последующей счетной группы , выход второго элемента И первой счетной группы подключен к вторым входам третьих элементов И всех последующих счетных групп, выход второго элемента И последней счетной группы подключен к шине переноса, (Л первый и второй входы третьего элемента И первой счетной группы и первьш вход третьего элемента И второй счетной группы подключены к шине разрешения счета, третьи входы тре:тьих элементов И всех счетных групп подключены к шине счетных импульсов, выход третьего элемента И каждой ч1 счетной группы подключен к С-вкоду о. 1К-триггера и счётному входу двоичОд ного счетчика с параллельным пёрено-. о со сом данной счетной группы, К-вход ЛК триггера каждой счетной группы подключен к выходу второго разряда двоичного счетчика с параллелышм переносом данной счетной группы, входы первого элемента И первой счетной I группы соединены с выходами всех, кроме первого, разрядов двоичного счетчика с параллельным переносом первой счетной группы.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1170609 А (5!)4 Н 03 К 23/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

1. ° е фЯ,г, ур@.

,,"-::,-;,g д j

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3702918/24-21 (22) 22.02.84 (46) 30 ° 07.85. Бюл. Ф 28 (72) А.В.Водеников (53) 621.374.32(088,8) (56) Майоров С.А. Проектирование микроэлектронных цифровых устройств.

M., Советское радио, 1977, с. 147-150.

Патент США Р 3548319, кл. Н 03 К 21/00, 1970. (54) (57) СИНХРОННЬПе СЧЕТЧИК, содержащий шину счетных импульсов, счетные группы, каждая из которых, начиная со второй, состоит из N-разрядного двоичного счетчика с параллельным переносом, 3К-триггера и-первого элемента И, входы которого подключены к выходам всех, кроме первого, разрядов двоичного счетчика с параллельным переносом данной счетной группы, первая счетная группа содержит N-разрядный двоичный счетчик с параллельным переносом и ZK-триггере выходы разрядов двоичных счетчиков с параллельным переносом являются соответствующими выходами разрядов синхронного счетчика, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с. целью повышения надежности за счет устранения опасных состояний, в первую счетную группу введен первый, второй и третий элементы И, а в каждую последующую — второй и третий элементы И, выходы первых элементов И каждой счетной группы соединены с Л-входами

ЛК-триггера своей счетйой группы, первый и второй входы второго элемента И каждой счетной группы подключены соответственно к прямому выходу 3К-триггера данной счетной группы и первому входу третьего элемента И данной счетной группы, а выход второго элемента И каждой счетной группы, кроме первой и последней, подключен к первому входу второго элемента И:последующей счетной группы, выход второго элемента И первой счетной группы подключен к вторым входам третьих элементов И всех последующих счетных групп, выход второго элемента И последней счетной группы подключен к шине переноса, первый и второй входы третьего элемента И первой счетной группы и пер. вый вход третьего элемента И второй счетной группы подключены к шине разрешения счета, третьи входы третьих элементов И всех счетных групп подключены к шине счетных импульсов, выход третьего элемента И каждой счетной группы подключен к С-входу

ХК-триггера и счетному входу двоичного счетчика с параллельным перено-. сом данной счетной группы,. К-вход

ЛК-триггера каждой счетной группы подключен к выходу второго. разряда двоичного счетчика с параллельным переносом данной счетной группы, входы нервого элемента И первой счетной

)группы соединены с выходами всех, кроме первого, разрядов двоичного счетчика с параллельным переносом первой счетной группы.

1170609

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике, классу двоич. ных счетчиков с естественным порядком счета, и может быть использовано в быстродействующих многоразрядных микроэлектронных цифровых устройствах.

Цель изобретения — повьппение надежности за счет устранения опасных состояний.

Счетчик может быть построен также из одинаковых счетных групп без использования дополнительных элементов.

На чертеже изображен синхронный счетчик при четырех счетных группах в нем.

Синхронный счетчик состоит из счетных групп, каждая из которых содержит N-разрядный двоичный счетчик (1.1-1.4) с параллельным переносом, 3К-триггер (2.1-2 ° 4) и первый элемент (3.1-3.4) И, входы которого подключены к выходам всех, кроме первого разрядов двоичного счетчика с

2г параллельным переносом данной счетной группы, а выход — к Л-входу 3Ктриггера данной счетной группы, причем 1 -входы двоичных счегчиков с параллельным переносом и ЛК-триггеров всех счетных групп подключены к шине 4 обнуления, выходы разрядов двоичных счетчиков с параллельным переносом являются соответствующими выходами разрядов синхронного счетчика, второи и третий элементы И

5.1-5.4 и 6.1-6.4 И, причем входы второго элемента И каждой счетной группы подключены соответственно к прямому выходу ХК-триггера и первому входу третьего элемента И данной 40 счетной группы, а выход второго элемента 5.1 И подключен к вторым вхо" дам третьих элементов И всех последующих счетных групп, первый и второй входы третьего элемента 6.1 И и пер- 45 вый вход третьего элемента 6.2 И подключены к шине 7 разрешения счета, выход второго элемента И последней счетной группы подключен к шине 8 переноса, третьи входы третьих эле- 50 ментов И всех счетных групп подключе. ны к шине 9 счетных импульсов, выл ход третьего элемента И каждой счетной группы подключен к С-входу IKтриггера и счетному входу двоичного 15 счетчика с параллельным переносом данной счетной группы, К-вход ЛКтриггера каждой счетной группы подключен к выходу второго разряда двоичного счетчика с параллельным переносом данной счетной группы.

Счетчик работает следующим образом.

Перед началом работы на шину обну. ления 4 выдается сигнал сброса, ус" танавливающий И-разрядные двоичные счетчики с параллельным переносом 1.1-1.4 и ZK-триггеры 2.1-2.4 в первое нулевое состояние. Нулевой уровень с прямого выхода ZK-триггера 2.1 первой счетной группы поступает через второй элемент 5.1 И первой счетной группы на вторые входы третьих элементов И последующих счетных групп, нулевые уровни с выходов которых поступают на счетные входы двоичных счетчиков с параллельным.переносом 1.2-1.4 и на С-входы

IK-триггеров 2.2-2.4 этих счетных групп, запрещая их переключение.

Перед началом работы на шину 7 разреп.ения счета приходит единичньа уровень, а на шину 9 счетных импульсов поступают импульсы счета.

Единичный уровень с шины 7 поступает на входы вторых эл -r"åHòîH И первой и второй счетных г;зулп, на вход элемента 6.2 И и на входы элемента 6.1 И. При этом счетные импуль сы начинают поступать с выхода элемента 6.1 И на счетный вход двоичного счетчика 1.1 и на С-вход ЛКтриггера 2 ° 1.

Счетчик 1.1 проводит подсчет числа входных импульсов. При этом код с выходов его разрядов поступает на выходы разрядов синхронного счетчика.

Код с выходов второго и последующих разрядов двоичного счетчика 1.1 поступает также на входы элемента 3.1, а с выхода второго разряда, кроме этого, на второй К-вход ХК-триггера 2.1.

Когда на выходах всех, кроме первого, разрядов двоичного счетчика 1.1 появляются единичные уровни, единичный уровень появляется также на выходе элемента 3.1 И и поступает на 3 -вход ZK-триггера 2. 1, а на Квход этого ХК-триггера 2.1 проходит единичныи уровень с вЪ хода второго разряда двоичного счетчика 1. 1. Приходящие в это время на С-вход два счетных импульса дважды переключают

ЛК-триггер 2.1 — сначала в единичное, а затем в нулевое состояние. На пря1170609 мом выходе 2К-триггера 2.1 выделяется сигнал разрешения счета для остальных счетных групп, длительность которого равна периоду импульсов счета, а временное положение соответ- 5 ствует последнему счетному периоду первой счетной группы.

Этот сигнал поступает через элемент 5.1 на входы элементов 6.2—

6.4. Так как на первом входе элемента 6,2 — единичный уровень с шины 7 разрешения счета, а на первых входах элементов 6.3 и 6.4 — нулевые уровни с выходов вторых элементов И предыдущих счетных групп, то разрешается работа второй счетной группы.

В момент прихода разрешающего сигнала с выхода элемента 5.1 на вход элемента 6.2, с его выхода снимаются счетные импульсы, поступающие на

С-вход ЛК-триггера 2.2 и на счетный вход двоичного счетчика 1.2. При этом с приходом каждого счетного импульса состояние счетчика увеличивается на единицу.

Код с выхода разрядов двоичного . счетчика 1,2 поступает на выходы раз. рядов синхронного счетчика.

Код с выходов второго и последующих разрядов двоичного счетчика 1.2 30 с параллельным переносом поступает также на входы элемента 3.2, а с выхода второго разряда, кроме этого, на К-вход 2К-триггера 2.2.

Когда на выходах всех, кроме пер- g5 вого, разрядов двоичного счетчика 1.2 появляются единичные уровни, единич ный уровень появляется также на выходе элемента 3.2 и поступает на

:Z-вход ЛК-триггера 2.2 При этом в 40 моменты прихода двух счетных импульсов с выхода элемента 6.2 на С-вход

ЛК-триггера 2.2 этой же счетной груп пы производится переключение ЛК-триг гера 2.2 сначала в единичное, а за- 45 тем в нулевое состояние.

На прямом выходе XK-триггера 2.2 вьщеляется сигнал разрешения счета для третьей и последующих счетных групп, длительность которого в 2 раз 50 больше периода счетных импульсов, а.временное положение соответствует последнему счетному периоду второй счетной группы.

Этот сигнал поступает на вход элемента 5.2, на другой вход которого приходит единичный уровень сигнала разрешения счета с шины 7. Далее с выхода элемента 5.2 сигнал разрешения поступает на входы элементов 5.3 и 6.3.

В моменты совпадения единичных уровней сигналов с выходов элемен-" тов 5. 1 и 5.2, с выхода элемента 6 ° 3 снимается счетный импульс для третьей счетной группы, который поступает на С-вход;IK-триггера 2.3 и счетный вход двоичного счетчика 1.3 с параллельным переносом.

Работа двоичного счетчика 1.3 и

ЛК-триггера 2.3 происходит аналогично, как и во второй счетной группе.

На выходе ЛК-триггера 2.3 вьщеляется сигнал переноса длительностью, равной последнему счетному периоду второй счетной группы, который поступает на вход элемента 5.3, на другой .вход которого приходит сигнал с выхода переноса элемента 5.2. При этом на выходе элемента 5.3 выделяется сигнал переноса, длительность которого меньше, чем длительность сигнала пе" реноса на выходе 3К-тригегра 2.2 на время задержки элемента 5.2, а задний фронт привязан по времени к заднему фронту импульса счета.

Этот сигнал поступает на входы элементов 5.4 и 6.4. Работа четвертой счетной группы происходит аналогично третьей счетной группе. При этом на выходе элемента 5.4 выделяется сигнал переноса, длительность которого меньше длительности сигнала на выходе 3К-триггера 2.2 на величи ну задержки на элементах 5.2 и 5.3, а задний фронт привязан по времени к заднему фронту импульса счета. Сиг. чал переноса поступает на шину 8 пе- реноса..

Работа последующих счетных групп, если их в счетчике больше четырех, происходит аналогично.

1170609

Д ги1 gAf +8

Составитель Л.Симонова

Техред Т.Фанта Корректор В, Синицкая

Редактор И.Касарда

Заказ 4715/54 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Я ь

Ц ю z