Счетчик импульсов

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. может быть использовано в устройствах дискретной обработки информации . Целью данного изобретения является расширение функциональных возможностей. Введенные элементы и новые связи обеспечивают занесение любой кодовой комбинации в счетчик и выполнение операции вычитания из этой кодовой комбинации без дополнительных преобразований за счет применения иного алгоритма вычитания . Рассмотрен пятиразрядный счетчик импульсов с контрольным числом к , равным четырем. В счетчик импульсов , содержащий входную шину 10 и П (5) разрядов, каждый из которых содержит триггер (2.1-2.5), элемент ИЛИ (5.1-5.5), два элемен§ С «/ М ю Од 1C пз

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 Н 03 К 23/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1, ф(," -. °

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !и

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ БИБ (21) 3843905/24-21 (22) 21.01.85 (46) 30.09.86. Бюл. ¹ 36 (71) Сумский филиал Харьковского ордена Ленина политехнического института им. В.И. Ленина (72)А.А. Борисенко и Г.В. Куно (53) 621.374.32(088.8) (56) Букреев H.Н. и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств.

М.: Сов. радио, 1975, с, 170, рис. 6-66.

Авторское свидетельство СССР № 1187263, кл. Н 03 К 23/56, 1983. (54) СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, „„SU„„1261112 А1 может быть использовано в устройствах дискретной обработки информации. Целью данного изобретения является расширение функциональных возможностей. Введенные элементы и новые связи обеспечивают занесение любой кодовой комбинации в счетчик и выполнение операции вычитания из этой кодовой комбинации без дополнительных преобразований за счет применения иного алгоритма вычитания. Рассмотрен пятиразрядный счетчик импульсов с контрольным числом

К, равным четырем. В счетчик импульсов, содержащий входную шину

10 и П (5) разрядов, каждый из которых содержит триггер (2.1-2.5), элемент ИЛИ (5.1-5.5), два элемен1261112 та И (3. 1-3. 5, 4. 1-4. 5), сумматор (1. 1-1. 5), введены К (4), где K о контрольное число, меньшее числа разрядов, групп дополнительных элементов И, причем -я группа, где = 1,..., К (4), содержит, (n — К) + (1 -1) дополнительных элементов И (1-4) в разрядах счетчика с

k- i +2-го по и --й (в данном случае четыре группы дополнительных элементов И-6. 1 И; 7. 1-?.2И, 8. 1-8,3И, 9. 1-9.4 И), в каждый разряд счетчика введены шины занесения кода (11.111.5). Реализация алгоритма вычитания происходит за счет выделения младшего единичного разряда в биномиальной кодовой комбинации, сброса его в нуль и записи в рядом стоящих младших разрядах единиц до общего

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах дискретной обработки информации, в частности в качестве помехоустойчи5 вых счетчиков, распределителей импульсов и устройств помехоустойчивого кодирования информации.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем ip вычитания импульсов с произвольного состояния без дополнительных преобразований.

Введенные элементы и новые связи обеспечивают занесение любой кодовой комбинации в счетчик и выполнение операции вычитания из этой кодовой комбинации без дополнительных преоб-: разований за счет применения иного алгоритма вычитания. 20

На чертеже приведен пятиразрядный счетчик импульсов с контролируе" мым числом K, равным четырем.

На чертеже приняты следующие обозначения: сумматоры 1.1-1.5, 25 триггеры 2.1-2.5; первые элементы

3.1-3.5 И, вторые элементы 4.1-4.5 И, элементы 5.1-5.5 ИЛИ; первая группа дополнительных элементов 6.1 И, вторая группа дополнительных элементов 7. 1-7.2 И третья группа дополих количества в счетчике, равного K . Например, при К = 4, n = 5, после такта вычитания кодовая комбинация 11000 перейдет в 10 111. Если количество младших разрядов счетчика, стоящих перед сбрасыванием, меньше, чем необходимо записать единиц, то запись единиц не происходит (после такта вычитания кодовая комбинация 10 100 перейдет в

10000). Если счетчик находится в нулевом состоянии, то происходит запись единиц в k старших разрядах.

Одновременно в счетчике контролируется количество единичных разрядов и если оно превысит величину К в результате сбоя, то вырабатывается сигнал ошибки на соответствующих выходах сумматоров. 1 ил., 1 табл.

2 нительных элементов 8.1-8.3 И четвертая группа дополнительных элементов 9. 1-9.4 И, входная шина 10, шины 11.1-11.5 занесения кода.

Первые группы входов сумматоров

1.1-1.5 соединены соответственно с прямыми и инверсными выходами триггеров 2.1-2.5, вторые группы входов сумматоров 1. 1-1.4 соединены с выходами сумматоров 1.2-1.5 соответственно. Прямые выходы триггеров

2.1-2.5 соединены со вторыми входами первых элементов 3.1-3.5 И соответственно, инверсные выходы триггеров 2.1-2.5 соединены с вторыми входами вторых элементов 4.1-4.5 И соответственно, первые входы элементов 4.5-4.2 И соединены с первыми входами первых элементов 3.5-3.2 И и с выходами вторых элементов 4.44. 1 И соответственно, а первый вход второго элемента 4. 1 И соединен с первым входом первого элемента 3.1 И и с входной шиной 10. Выход второго элемента 4.5 И соединен с входами элементов 5.2-5.5 ИЛИ. Выходы элементов 5.1-5.5 ИЛИ соединены с входами установки в единицу триггеров 2.12.5 соответственно. Выходы первых элементов 3.1-3.5 И соединены с входами установки в ноль триггеров 2.112611 12

55

2.5 соответственно. Первые входы четвертой группы элементов 9.1-9.4 И соединены соответственно с выходами первых элементов 3.2-3.5 И. Вторые входы четвертой группы элементов 5

9. 1-9.4 И соединены с выходами, соответствующими числу четыре, сумматоров 1.2-1.5 соответственно. Выходы четвертой группы элементов

9. 1-9.4 И соединены с входами элемен- 10 тов 5.1-5.4 ИЛИ соответственно. Первые и вторые входы третьей группы элементов 8.1-8.3 И соединены соответственно с выходами первых элементов 3.3-3.5 И и с выходами, соответствующими числу три, сумматоров

1.3-1.5. Выходы третьей группы элементов 8. 1-8.3 И соединены соответственно с входами элементов 5.25. 1 ИЛИ, элементов 5.3-5.2 ИЛИ и элементов 5;4 — 5.3 ИЛИ. Первые и вторые входы второй группы элементов

7.1-7.2 И соединены соответственно с выходами первых элементов 3.43.5 И и выходами, соответствующими числу два, сумматоров 1.4-1.5. Выходы второй группы элементов 7. 17.2 И соединены соответственно с входами элементов 5.3-5. 1 ИЛИ и элементов 5.4-5.2 ИЛИ, первый и второй 30 входы первой группы элемента 6.1 И. соединены соответственно с выходом первого элемента 3.5 И и выходом, соответствующим числу один, сумматора 1,5, а выход элемента 6.1 И соединен с входами элементов 5.45. 1 ИЛИ. Шины 11. 1-11.5 соединены соответственно с входами элементов

5.1-5.5 ИПИ. Особенностью примененного алгоритма вычитания является 40 то, что для вычитания из биномиальных кодовых комбинаций с установленным K их не надо преобразовывать ! в комбинацию с K . Реализация алгоритма вычитания происходит за счет 45 выделения младшего единичного разряда в биномиальной кодовой комбина" ции, сброса его в нуль и записи в рядом стоящих младших разрядах единицах до общего их количества в счетчике, равного K (например, при K = 4, n = 5, после такта вычитания кодовая комбинация 11000 переходит в 10111). Если количество младших разрядов счетчика, стоящих перед сбрасыванием, меньше, чем необходимо записать единиц, то запись единиц не происходит (например, после такта вычитания кодовая комбинация 10100 переходит в 10000) .

Если счетчик находится в нулевом состоянии, то происходит запись единиц в K старших разрядах (т.е. для приведенного примера, кодовая комбинация 00000 по такту вычитания переходит в кодовую комбинацию

11110) .

В таблице приведены биномиальные . кодовые комбинации для К = 4 и

n= 5.

Задача поиска младшего единичноно разряда осуществляется двумя элементами И каждого разряда, на которые заведены прямые и инверсные выходы триггера данного разряда. Сигнал опроса последовательно, начиная с младшего разряда счетчика, дохо дит до единичного разряда и сбрасывает его в нуль. Одновременно сигнал сброса поступает на все элементы И, введенных групп элементов И данного разряда, Сумматор сбрасываемого разряда определяет количество единичных разрядов в счетчике на момент сброса и в зависимости от результата разрешает сигналу сброса через соответствующий элемент И данного разряда установить соответствующее количество предыдущих разрядов счетчика в единичное состояние. Количество элементов И в каждой введенной группе определено таким образом, чтобы сигнал с младшего элемента И доводил количество единичных разрядов в счетчике до величины К

Счетчик работает следующим обра- зом.

В исходном состоянии на шинах

11. 1-11.5 занесения кода находятся нулевые сигналы. В четырех старших разрядах счетчика триггеры находятся в единичном состоянии, т.е. в счетчике записана следующая кодовая комбинация 11110. Тактовый сигнал с шины 10 поступает на вторые входы элементов 3. 1 И и 4. 1 И. Ввиду того, что триггер 2. 1 находится в нулевом состоянии, нулевой сигнал с

его прямого выхода, поступая на первый вход элемента 3.1 И, закрывает его, а единичный сигнал с инверсного выхода триггера 2.1 поступает на первый вход элемента 4.1 И и разрешает тактовому сигналу прохождение на .вторые входы элементов 3.2 И и

12б1

4.2 И. Ввиду того, что триггер 2.2 находится в единичном состоянии, то элемент 4.2 И закрыт нулевым сигналом с инверсного выхода триггера

2.2, а элемент 3.2 И открыт по первому входу единичным сигналом с прямого выхода триггера 2.2. В результате тактовый сигнал проходит через элемент 3.2 И на вход установки в нуль триггера 2.2 и сбрасывает его в 10 нулевое состояние. Одновременно сигнал сброса поступает на первый вход элемента 9.1 И, на второй вход которого поступает единичный сигнал с четвертого выхода сумматора 1.2, так как в счетчике находится четыре единичных разряда. Поэтому. сигнал с выхода элемента 9. 1 И поступает на вход элемента 5.1 ИЛИ и с его выхода — на вход установки в единицу триггера 2.1 и устанавливает

его в единичное состояние„ т.е. счетчик переходит в состояние 11101.

В результате элемент 4.1 И закрыт нулевым сигналом с инверсного выхода триггера 2. 1, а элемент 3. 1 И открыт единичным сигналом с прямого выхода триггера 2.1 и при поступлении очередного тактового сигнала с шины !О на второй вход элемента

3. 1 И триггер 2. 1 переходит в нулевое состояние и в счетчике записано

11100. Следующий тактовый сигнал с шины 10 проходит через элементы

4.1 И и 4.2 И, и поступает на второй 35 вход элемента 3.3 И. Ввиду того, что триггер 2.3 находится в единичном состоянии, то единичный сигнал с его прямого выхода разрешает тактовому сигналу пройти через элемент 3.3 И и сбросить триггер 2.3 в нулевое состояние. Одновременно сигнал сброса поступает на первые входы элементов 9.2 И и 8.ll И, так как в счетчике находится три единичных разряда, то сигнал с третьего выхода сумматора 1.3 разрешает сигналу сброса пройти через элемент

8.1 И и через элементы 5.2 ИЛИ и. 5.1 ИЛИ установить триггеры 2.2 и 2.1 в единичное состояние. Счетчик переходит в состояние 11011. Аналогично получают состояние 11010.

При поступлении очередного тактово"

ro сигнала с шины 10 через элемент Ы

4. 1 И и на второй вход элемента 3.2 И, происходит сброс триггера

2.2 в нулевое состояние. Однако

112 Ь установки триггера 2. 1 в единичное состояние не происходит, так как в счетчике находится менее четырех единичных разрядов и на втором входе элемента 9. 1 И присутствует нулевой сигнал, т.е. счетчик переходит в состояние 11000. С приходом следующего тактового сигнала с пины 10 через элементы 4.1 И, 4.2 И, 4.3 И и 3.4 И, триггер 2.4 переходит в нулевое состояние, и одновременно через элемент 7..1 И сигнал сброса устанавливает триггеры 2.3-2.1 в единичное состояние через элементы

5,3-5. 1 ИЛИ соответственно. Счетчик переходит в состояние 10111. Аналогично получают состояния счетчика

10110, 10100 и 10000. С приходом очередного тактового сигнала с шины

10 через элементы 4.1-4.4 И и

3.5 И триггер 2,5 переходит в нулевое состояние и одновременно через элемент 6.1 И сигнал сброса устанавливает триггеры 2.4-2.1 в единичное состояние через элементы 5.4-5.1 ИЛИ соответственно. Счетчик переходит в состояние 01111. Аналогично получают состояния счетчика 01110, 01100, 01000 и 00000. При нахождении счетчика в состоянии 00000 сигнал с шины 10 проходит через элементы

4.1-4.5 И и устанавливает через элементы 5.5-5.2 ИЛИ в единичное состояние триггеры 2.5-2.2, т.е. счетчик переходит в исходное состояние

11110.

B случае необходимости любая кодовая комбинация может быть занесена в счетчик с шин 11.1-11.5 через элементы 5.1-5.5 ИЛИ соответственно.

Вычитание из занесенной комбинации происходит аналогично указанному.

Одновременно в счетчике контролируется количество единичных разрядов, и если оно превышает величину К в результате сбоя, то вырабатывается сигнал ошибки, на соответствующих выходах сумматоров.

Таким образом, предлагаемый счетчик позволяет производить операцию вычитания, начиная с любой кодовой комбинации, сохраняя при этом помехоустойчивость.

Формула изобретения

Счетчик импульсов, содержащий входную шину и п разрядов, каждый

12611 Комбинация Состояние Комбинация Состояние Комбинация Состояние

Ф счетчика Ф счетчика У счетчика

11000

01111

11110

01110

10111

11101

10110

01 1.00

00000

11100

10100

11011

10000

11010

Составитель И.Ранов

Редактор С.Лисина Техред И.Попович Корректор В.Синицкая

Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Заказ 5245/58

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород,ул. Проектная, 4 из которых содержит триггер, элемент ИЛИ, два элемента И и сумматор, первая группа входов которого соединена с прямым и инверсным выходами триггера, вторая группа входов сум- 5 матора соединена с выходами сумматора последующего разряда, входная шина соединена с первыми входами первого и второго элементов И перво-, го разряда, в каждом разряде выход первого элемента И соединен с входом установки в "0" триггера, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем вычитания импульсов с произвольного состояния без дополнительных преобразований, в него введены К где K — контрольное число, меньшее числа разрядов, групп дополнительных элементов И, причем -я группа, где = 1,..., K, содержит (n — 9 +

+ (-1) дополнительных элементов И в разрядах счетчика с (K- )-2-го по п -й, в каждый разряд счетчика введены шины занесение кода, в каждом разряде первый вход и выход

12

8 элемента ИЛИ соединены соответственно с шиной занесения кода и с входом установки в "1" триггера, в каждом разряде, кроме первого, первые входы первого, второго элементов И соединены с выходом второго элемента И предыдущего разряда, в каждом разряде прямой и инверсный выходы триггера соединены соответственно с вторыми входами первого и второго элементов И, выход первого из которых соединен с первыми входами дополнительных элементов И данного разряда, выход второго элемента И я -го разряда соединен с вторыми входами элементов ИЛИ K старших разрядов, вторые входы дополнительных элементов И j -й группы соединены с выходами, соответствующими i -му чис" лу сумматоров своих разрядов, а вы-, ход каждого дополнительного элемента И из i — и группы дополнительных элементов И соединен с до:полнительными входами элементов

ИЛИ предыдущих (K — )+ 1 разрядов.