Счетчик импульсов

 

СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ, содержащий входную шину и П разрядов, каждый из которых содержит триггер, два элемента И, элемент НЕ, первый элемент ИЛИ и сумматор, а разряды с второго по К-й, где К - контрольное число меньшее числа разрядов, содержат второй элемент ИЛИ, 9 каждом разряде первая группа входов сумматора соединена с прямым и инверсным выходами триггера, входы установки в 1 и О которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, первый вход второго элемента И соединен с входом элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, вторые входы первого и второго элементов И каждого разряда , начиная с (К+1)-го, соединены с выходом второго элемента И предыдущего разряда, в каждом разряде вторая группа входов сумматора соединена с выходами сумматора последующего разряда, входная шина соединена с вторым входом второго элемента И первого разряда, а такж с вторыми входами первых элементов И, начиная с первого по К-й разряд в каждом разряде первый вход и вых первого элемента ИЛИ соединены соответственно с прямым выходом триг гера и с входом элемента НЕ, в раз рядах с второго поК-й выход второго элемента ИЛИ соединен с третьим входом первого элемента И, а первый вход второго элемента ИЛИ и второй вход второго элемента И с динены с выходом второго элемента Q ts предыдущего разряда, отличаю щ и и с я тем, что, с целью расши (Л рения функциональных возможностей путем выполнения операции вычитания , в счетчик введены шины сложения и вычитания, первая и вторая группы,состоящие соответственно из К и (п-К+1) элементов И, в первый разряд введен второй элемент ИЛИ, в каждый разряд счетчика, начиная с первого по (К-1)-й, если К(п-К+1), или по (ц-К)-й, если К -г (п-К+1), введен третий элемент в каждый разряд счетчика введены ч твертый и пятый элементы И, шина ел жения соединена с первыми входами элементов И первой группы, а в каж1 дом разряде - с первым входом пято го элемента И, второй вход и выход которого соединены соответственно .с выходом сумматора, соответствующим числу К, и с вторым входом пер ого элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом четвертого элe нта И, первый и второй входы которо го соединены соответственно с шино вычитания и выходом сумматора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕС1 1У БЛИК (l9) (II) (51)4 Н 03 К 23/56 () 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М го

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3685392/24-21 (22) 30 ° 12.83 (46) 23.10 ° 85. Бюл, Ф 39 (71) Сумский филиал Харьковского ордена Ленина политехнического института им. В.И. Ленина (72) А.А. Борисенко, Г.В. Куно, С.И. Губарев и Ю.П. Билетченко (53) 621.374.32 (088.8) (56) Букреев И.Н. и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. М.: Советское радио, 1975, с. 170, рис. 6-66.

Авторское свидетельство СССР

У 1077054, кл. Н 03 К 23/00, 1983 (54)(57) СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ, содержащий входную шину и )1 разрядов, каждый из которых содержит триггер, два элемента И, элемент НЕ, первый элемент ИЛИ и сумматор, а разряды с второго по К-й, где К вЂ” контрольное число меньшее числа разрядов, содержат второй элемент ИЛИ, в каждом разряде первая группа входов сумматора соединена с прямым и инверсным выходами триггера, входы уста новки в "1" и "0" которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, первый вход второго элемента И соединен с входом элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, вторые входы первого и второго элементов И каждого раз- . ряда, начиная с (К+1)-го, соединены с выходом второго элемента И предыдущего разряда, в каждом разряде вторая группа входов сумматора соединена с выходами сумматора последующего разряда, входная шина соединена с вторым входом второго элемента И первого разряда, а такж с вторыми входами первых элементов

И, начиная с первого по К-й разряд в каждом разряде первый вход и вых первого элемента ИЛИ соединены соответственно с прямым выходом триг гера и с входом элемента НЕ, в раз рядах с второго по К-й выход второго элемента ИЛИ соединен с третьим входом первого элемента И, а первый вход второго элемента ИЛИ и второй вход второго элемента И с динены с выходом второго элемента предыдущего разряда, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расши рения функциональных возможностей путем выполнения операции вычитания, в счетчик введены шины сложения и вычитания, первая и вторая группы, состоящие соответственно из К и (n-К+1) элементов И, в пер вый разряд введен второй элемент

ИЛИ, в каждый разряд счетчика, на чиная с первого по (К-1)-й, если

К ) (II-К+1), или по (II-К)-й, если

К (п-К+1), введен третий элемент в каждый разряд счетчика введены вертый и пятый элементы И, шина с жения соединена с первыми входаьл элементов И первой группы, а в ка дом разряде - с первым входом пят го элемента И, второй вход и выхо которого соединены соответственно, с выходом сумматора, соответствую щим числу К, и с вторым входом пер элемента ИЛИ, третий вход которог соединен с выходом четвертого эле та И, первый и второй входы котор го соединены соответственно с шин вычитания и выходом сумматора, 1187263 соответствующим числу (tf-K+f), шина вычитания соединена с первыми входами элементов И второй группы, выходы сумматора первого разряда, соответствующие числам с нулевого по (К-1)е, соединены соответственно с вторыми входами с первого по К-й элементов И первой группы, выходы с первого по К-й элементов И которой соединены соответственно с вторыми входами вторых элементов ИЛИ разрядов с К-ro по второй и с первым входом второго элемента ИЛИ первого разряда, выходы сумматора первого разряда, соответствующие числам с нулевого по (h-К)-е, соединены соответственно с вторыми входами с первого по (и-К+1)-й элементов И второй группы, выходы с первого по

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах дискретной обработки информации, в частности, в качестве помехоустойчивых счетчиков, распределителей импульсов и устройств помехоустойчивого кодирования информации.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем реализации операции и вычитания.

На чертеже изображен пятиразрядный счетчик импульсов с контрольным числом К=4, который может быть переключен на контрольное число

К = 2 для выполнения операции вы-! читания.

Введены следующие обозначения: первые элементы ИЛИ 1.1-1 5, триггеры 2.1-2.5, элементы HF. 3.1-3.5, первые элементы И 4.1-4.5, вторые элементы И 5.1-5.5, вторые элементы ИЛИ 6. 1-6.4, сумматоры 7. 1-7.5, входная шина 8, шина 9 вычитания, шина 10 сложения, первая группа элементов И 11.1-11.4, вторая группа элементов И 12.1-12.2, третьи элементы И 13.1-13.3, четвертые элементы И 14.1-14.5, пятые элементы И 15.1-15.5, выходные шины

16.1-16.5.

25 (11-К+1)-й элементов И которой соединены соответственно с третьими входами вторых элементов ИЛИ разрядов с (n-K+f)-ro по второй и с вторым входом второго элемента ИЛИ первого разряда, в котором выход второго элемента ИЛИ соединен с третьим входом первого элемента И, первый вход третьего элемента И соединен с инверсным выходом триггера своего разряда, выход, соответствующий числу (й-K+1) каждого разряда от

К-го по второй, и выходы, соответствующие числам от нулевого по (fl-К-1)-е каждого сумматора от (11-К+1)-ro разряда по второй, соединены с инверсными входами, третьих элементов И всех младших разрядов.

Первые группы входов сумматоров

7.1-7.5 соединены соответственно с прямыми и инверсными выходами триггеров 2.1-2.5, входы установки в

lI 11

1 которых соединены соотв ет с тве нно с выходами первых элементов

И 4 . 1 -4 . 5, входы установки в "0" триггеров 2 . 1 -2 . 5 соединены с оотв етст в енн о с выходами вторых элементов

И 5 . 1 — 5 . 5, первые входы которых соединены соответственно с выходами первых элементов ИЛИ 1 . 1 - 1 . 5 и соединены соответственно с входами элементов НЕ 3 . 1 -3 . 5, выходы которых соединены соответственно с первыми входами первых элементов И

4 . 1 -4 . 5 . Выходы вт брых элементов И

5 . 1 -5 . 4 соединены соответственно с первыми входами вторых элементов

ИЛИ 6 . 1 -6 . 3, с вторым входом первого элемента И 4 . 5 и соединены соотв ет ственно с вторыми входами вторых элементов И 5 . 2-5 . 5, входная шина 8 соединена с вторым входом второго элемента И 5 . t первого разряда и с вторыми входами первых элементов

И 4 . 1 -4 . 4 . Прямые выходы триггеров

2, 1 -2 . 5 соединены соответственно с первыми входами первых элементов

ИЛИ 1 . 1 - 1 . 5, выходы вторых элемен тов ИЛИ 6 . 1 -6 . 3 соединены, с оот1187263

1О

30 ветственно, с третьими входами пер вых элементов И 4.2-4.4.

Шина 10 сложения соединена с первыми входами элементов И 11.1-11.4 и пятых элементов И 15.1 — 15.5, вторые входы которых соединены соответственно с выходами, соответствующими числу К, равному четырем, сумматоров 7.1-7.5, выходы пятых элементов И 15,1-15.5 соединены соответственно с вторыми входами первых элементов ИЛИ 1.1-1.5, третьи входы которых соединены соответственно с выходами четвертых элементов И 14. 1-14.5, первые входы которых соединены с шиной 9 вычитания, вторые входы четвертых элементов И

14.1-14.5 соединены соответственно с выходами, соответствующими числу

l1 — К+1, .равному двум, сумматоров

7.1-7.5. Шина 9 вычитания соединена с первыми входами элементов И

12.1 — 12.2, выходы сумматора 7.1, соответствующие числам с нулевого по (К-l)-е, равное трем, соединены соответственно с вторыми входами элементов И 11.1-11.4, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами элементов ИЛИ 6,1-6.3 и с первым входом элемента ИЛИ 6.4.

Выходы сумматора 7.1, соответствующие числам с нулевого по (п-К)-е, равное единице, соединены соответственно с вторыми входами элементов И 12. 1 и 12.2, выходы которых .соединены соответственно с третьим входом элемента ИЛИ 6.1 и с вторым входом элемента ИЛИ 6.4, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И 4.1, первые входы третьих элементов И 13.1 — 13.3 соединены соответственно с инверсными выходами триггеров 2.1-2.3, выходы каждого из сумматоров 7.27.4, соответствующие числу п -К+ 1, равному двум, соединены с инверсными входами соответствующих элементов И 13.1-13.3 младших разрядов, выход,соответствующий числу ноль сумматора 7.2, соединен с пятым инверсным входом И 13.1, выходные шины

16.1 -16.5 соединены соответственно с выходами элементов И 13,1 — 13,3 и с инверсными выходами триггеров 2.4 и 2.5.

Кодовые комбинации при выполнении операции вычитания снимаются с выходных шин 16.1-16.5.

В таблице, в качестве примера, приведены состояния счетчика для его работы в режиме сложения с К=4, а также получены состояния этого же

I счетчика при К = и-К+1 = 2. Для получения состояний счетчика в режиме вычитания необходимо значения разрядов снимать с инверсных выходов счетчика, работающего в режиме сложения с К = 2. Затем в младшие разряды записывать нули, если в старших разрядах rt-К+1 нулей или К единиц.

Счетчик импульсов работает следующим образом.

В исходном состоянии все триггеры счетчика стоят в нуле, т.е. счетчик находится в нулевом состоянии

00000, на шине 10 сложения присутствует сигнал, на шине 9 вычитания сигнал отсутствует. На нулевом выходе сумматора 7.1 соответственно имеет ся единичный сигнал, который проходит через элемент И 11.1 и элемент ИЛИ 6.3 на вход элемента И 4.4.

Так как с четвертого выхода сумматора 7.4 (через элемент И 15.4), выхода элемента И 14.4 и единичного выхода триггера 2.4 поступают нулевые сигналы на элемент ИЛИ 1.4, то элемент И 5.4 закрыт нулевым сигналом, а элемент И 4,4 открыт единичным . сигналом с элемента НЕ 3.4. Поэтому тактовый сигнал, поступающий на входную шину

8, устанавливает триггер 2.4 в единичное состояние 01000 соответственно на первом выходе сумматора первого разряда 7.1 появляется единичный сигнал, который через элемент И 11.2 и элемент ИЛИ 6.2 дает разрешение на установку в единичное состояние триггера 2.3, т.е. счетчик по тактовому импульсу в соответствии с описанным переходит в состояние 01100.

Аналогично получены состояния

01110 и 01111.

Так как при состоянии счетчика

01111 триггер 2.1 находится в единичном состоянии и, следовательно, на выходе элемента ИЛИ 1 ° 1 и на входе элемента И 5.1 имеется единица, то следующий тактирующий сигнал устанавливает триггер 2.1 в нуль и с выхода элемента И 5,1 идет на вход элемента И 5.2 и также сбрасывает

1187263

В исходном состоянии при работе счетчика в режиме вычитания все триггеры находятся в нуле 00000, на шине 9 вычитания находится единичный сигнал, соответственно на выходных шинах 16.5-16.1 снимае=ся кодо40 вая комбинация 11110. Причем на шины 16.5 и 16.4 единичные сигналы поступают непосредственно с инверсных выходов соответствующих триггеров 2.5 и 2.4, а на шины 16.3 и

16.2 — с инверсных выходов соответствующих триггеров 2.3 и 2.2 через соответствующие элементы И 13.3 и

13.2 (разрешение на прохождение сигналов поступает с двух выходов сумматоров 7.4 — 7.3 на инверсные входы элементов И 13.3 и 13 ° 2). Так как счетчик в нулевом состоянии, то на нулевом выходе сумматора 7.2 находится единичный сигнал, который поступает на пятый инверсный вход элемента 13.1 и запрещает прохождение через него единичного сигего в нуль. Аналогично сброс триггеров распространяется до триггера 2.5. Так как он находится в нуле, то элемент ИЛИ 1.5 выдает нуль и через элемент НЕ 3.5 разрешает сигналу сброса установить его в единицу, т.е. получено состояние 10000.

При этом на первом выходе сумматора 7. 1 имеется единичный сигнал. 10

Этот сигнал через элементы 11.2 И, 6.2 ИЛИ и 4.3 И устанавливает триггер 2.3 в единицу, в результате счетчик находится в состоянии 10100.

По следующим тактовым импульсам, 15 по аналогии с описанным происходит заполнение второго и первого разрядов счетчика. В результате получаем следующие состояния 10110 и

10111 ° По следующему тактовому импульсу происходит сброс в нуль триггеров 2.1-2.3 и записывается единица в триггер 2.4 — 11000. Затем процесс записи единицы в младшие разряды повторяется — 11100, 11110. В состоянии счетчика 11110 на 4-м выходе сумматора 7.1 появляется единица. Она разрешает прохождение тактовому импульсу через элемент И

5.1 на вход установки в "0" триггера 2 ° 1 и дальнейшему его распространению через элементы И 5.2-5.5.

В результате счетчик переходит в исходное состояние 00000. нала с инверсного выхода триггера

2.1. В результате на шине 16.1 снимается нулевой сигнал. На нулевом выходе сумматора 7. 1 также имеется единичный сигнал, который проходит через элементы 12.1 И и 6.1 ИЛИ на вход элемента И 4.2. Так как со второго выхода сумматора 7.2 (через элемент И 14.2), выхода элемента И

15.2 и единичного выхода триггера

2.2 поступают нулевые сигналы на элемент ИЛИ 1 ° 2, то элемент И 5.2 закрыт нулевым сигналом, а элемент И

4.2 открыт единичным сигналом с элемента HE 3.2. Тактовый сигнал, поступающий на входную шину 8, устанавливает триггер 2 ° 2 в единичное состояние 00010, на выходных шинах 16.5-16.1 — 11101, соответственно на первом выходе сумматора

7. 1 появляется единичный сигнал, который через элементы 12.2 И и 6.4

ИЛИ дает разрешение на установку в единичное состояние триггера 2.1 т.е. счетчик по тактовому импуль- су в соответствии с описанным переходит в состояние 00011, на выходных шинах 16.5-16. 1 — 11100.

Так как при состоянии счетчика 00011 триггер 2 ° 1 находится в единичном состоянии и, следовательно, на выходе элемента И 5.1 имеется единица, то следующий тактирующий сигнал устанавливает триггер 2.1 в нуль и с выхода элемента И 5.1 идет на вход элемента 5.2 И и также сбрасывает его в нуль. Так как триггер 2.3 находится в нуле, то элемент ИЛИ 1.3 выдает нуль и через элемент HE 3.3 разрешает сигналу сброса установить его в единицу„ т.е. получено состояние 00100, на шинах 16.5-16.1 — 11011 ° При этом на первом выл<оде сумматора 7.1 имеется единичный сигнал . Этот сигнал через элементы 12.2 И, 6.4 HJIH и 4.1 И устанавливает триггер 2.1 в единицу; в результате счетчик находится в состоянии 00101, на шинах

16.5-16.1 — 11010. По следующему тактовому импульсу происходит сброс триггера 2.1 в нуль и этим же сигналом установка триггера 2.2 в единицу, получаем состояние счетчика 00110, на шинах 16.5-16.1 — 11000.

На втором выходе сумматора 7. 1 появляется единичный сигнал, который через элементы 14.1 И и 1.1 ИЛИ

11È263. Продолжение табли

Вычитан с К 4

11100

01111

00011

00100

11011

00101

11010

01000

10000

11000

10100

10111

i 0110

01001

10110

10111

01010

10100

11010

10000

01111

01110.

11011

11100

10001

10010

01100

11101

01000

00010

10100

11110

01000

1 0

11101

11000

00000 разрешает тактовому сигналу пройти через элементы И 15.1, 15.2 и

15.3, сбрасывает триггеры 2.2 и

2.3 в ноль и установит триггер 2.4 в единицу. Получаем состояние счетчика 01000, на шинах 16.5-16.1

10111. Затем процесс записи единицы в младший разряд и дальнейший перенос ее в старшие разряды повторяется: 01001, 01010, 01100, 10000, 10001, 10010, 10100, 1 1000, на шинах 16.5-16.1 соответственно

10110, 10100, 10000, 01111, 01110, 01100, 01000, 00000. В состоянии счетчика 11000 на втором выходе сумматора 7. 1 появляется единица, которая разрешает прохождение тактовому импульсу через элементы И 5.15.5 на вход установки в "0" триггеров 2.4 и 2.5. В результате счетчик переходит в исходное состояние 00000, на шинах 16.5-16.! — 11110.

Состояния счетчика при

Состояния счетчика при

Сложение с К, равным

1187263

Составитель С. Раков

Редактор Н. Бобкова Техред J1.Микеш

Корректор В Бутяга

Заказ 6561/59 Тираж 871 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР о делам изобретения и открытий

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

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