Реверсивный счетчик

 

ОП ИСАКИИ

ИЗОВРИТИН ИЯ

К АВТО РСК©ИУ СОИ ТВЛЬСУВУ

Сотов Совотсиик

Социааистичесиик ресттубиия оц,892739

{6!) Дополиителыюея ввт. свид-ву ($l)N. Км.

Н 03 К 23/24

{22)Заявлено 24.03.80{21) 2896550/18-21 с присоединением заявки М

{23) Приоритет

Рвуаарааавй мнятат ььСР м двлаи язабрвтаннИ я еткрития

Опубликовано 23.12.81 Бтоллетень М 47 (5З) УДК 621. 374. .32(088.8) Дата опубликования описания 25. 12.81 (72) Автори изобретения

И.И. Лазер, Г.С. Брайловский и 10 (71) Заявитель (5ф } РЕВЕРСИВНЫЙ СЧЕТЧИК

Изобретение относится к устройст- вам импульсной техники и может быть использовано в автоматике и вычислительной технике.

Известен реверснвный счетчик, содержащий разряды, каждый из которых

Ф содержит счетный триггер, и коммутирующие элементы, первые входы которых соединены с выходами счетного триггера, а вторые входы соединены с управляющими шинами fl) .

Недостатком этого реверсивного счетчика является сравнительно низкое быстродействие.

Известен также реверсивный счетчик, содержащий разряды, каждый из " которых содержит первый, второй и третий RS-триггеры, а каждый разряд, кроме первого, содержит. также дополнительный элемент И-НЕ, первый RS-трит гер первого разряда содержит первый и второй элементы -HE, первые входы ,которых соединены с выходами соответственно второго и первого элементов

И-НЕ этого RS-триггера, остальные входы первого и второго элементов

И-НЕ соедИнены соответственно с единичными и нулевыми выходами первого

RS-триггера, второй RS-триггер первого разряда содержит третий и четвертый элементы И-НЕ, первые входы которых соединены с выходами соответственно четвертого и третьего элементов

И-НЕ, остальные входы которых соединены соответственно с единичными и нулевыми входамн второго RS-триггера, третьи RS-триггеры каждого разряда содержат пятый и шестой элементы

И-НЕ, первые входы которых оедннены с соответственно с выходами шестого и пятого элементов И-НЕ, сотальные входы которых соединены соответственно с нулевыми и единичными входами третьего RS-триггера, первый RS"òðèããåð каждого разряда, кроме первого, содержит первый и второй элементы И-НЕ и первый вспомогательный элемент И-НЕ, первые входы первого, второго и пер2739

5

1О

20

55 ого вспомогательного элементов И-НЕ

;...оединены с выходами соответственно второго и первого вспомогательных э цементов И-НЕ, .остальные входы которого соединены с первой группой нулевых входов первого RS-триггера, вторая группа нулевых входов первого

RS-триггера соединена с остальными входами второго элемента И-НЕ, а единичные входы первого RS-триггера соединены с остальными входами первого элемента И-НЕ второй ЯЬ-триг" гер каждого разряда, кроме первого, содержит третий и четвертый элементы И-НЕ и второй вспомогательный элемент И-НЕ, первые входы которых соединены с выходами соответственно четвертого и третьего элементов И-НЕ„ второй вход третьего элементы И-НЕ соединен с выходом второго вспомогательного элемента И-НЕ, остальные входы которого соединены с первой группой нулевых входов второго RS-триггера, вторая группа нулевых входов которого соединена с остальными входами четвертного элемента И-НЕ, а единичные входы второго RS-триггера соединены с остальными входами третьего элемента И-ЕЕ, выход пятого элемента

И-НЕ каждого разряда соединен с единичным входом первого RS-триггера того же разряда, и входами первых групп нулевых входов первого и второго

RS-триггеров следующего разряда, вторые группы нулевых входов которых соединены с выходом шестого элемента

И-НЕ предыдушего разряда, счетный вход реверсивного счетчика соединен с нулевыми входами первого и второго

RS-триггеров первого разряда, выход первого элемента И-НЕ каждого разряда соединен с единичным входом второго RS-триггера того же разряда, выход четвертого элемента И"НЕ каждого разряда соединен с нулевым входом третье"

ro RS-триггера того же разряда и в первом разряде с нулевым входом первого RS-триггера, а в каждом из остальных разрядов с входом второй группы нулевых входов первого RS-триггера того же разряда, выход второго элемента И-НЕ каждого разряда соединен с единичным входом третьего RS-триггера того же разряда, выход первого вспомогательного элемента И-НЕ каждого из разрядов соединен с единичным входом третьего RS-триггера того же разряда, нулевой вход которого соединен с входом первой группы нулевых

4 входов первого RS-триггера того же разряда и выходом второго вспомогательного элемента И-НЕ того же разряда, выход дополнительного элемента

И-НЕ каждого разряда соединен с единичным входом второго RS-триггера того же разряда и входами первой и второй групп нулевых входов первого

RS-триггера, выход шестого элемента

И-НЕ каждого разряда, кроме первого, соединен с первым входом дополнительного элемента И-НЕ того же разряда, второй вход которого соединен с шиной

"Реверс", шина "Сложение" соединена с входами вторых групп нулевых входов первого и второго RS-триггеров каждого из разрядов, шина "Вычитание" соединена с входами первых групп нулевых входов первого и второго

RS-триггеров всех разрядов (2) .

Недостатком этого реверсивного счетчика является сравнительно большая сложность.

Цель изобретения — упрощение ревер25 сивного счетчика.

Поставленная цель достигается тем, что в реверсивном счетчике, содержащем разряды, каждый из которых содержит первый, второй и третий

RS-триггеры, а каждый разуяд, кромепервого, содержит также дополнитель" ный элемент И-НЕ, первый К5-триггер первого разряда содержит первый и второй элементы И-НЕ, первые входы которых соединены с выходами соответственно второго и первого элементов И-BE этого RS-триггера, остальные входы первого и второго .элементов

И-НЕ соединены соответственно с еди" ничными и нулевыми входами первого

ИО

RS-триггера, второй КЯ-триггер первого разряда содержит третий и четвертый элементы И-НЕ, первые входы которых соединены с выходами соответственно четвертого и третьего элементов И-НЕ, остальные входы которых соединены соответственно с еди-. ничными и нулевыми ьходами второго

RS-триггера, третьи RS-триггеры каждого разряда содержат пятый и шестой элементы И-НЕ, первые входы которых соединены соответственно с выходами шестого и пятого элементов И-НЕ, остальные входы которых соединены соответственно с нулевыми и единичными входами третьего RS-триггера, первый

RS-триггер каждого разряда, кроме первого, содержит первый и второй элементы И-КЕ и первый вспомогатель8927 ный элемент И-НЕ, первые вхрды первого, второго и первого вспомогательного элементов -HE соединены с выходами соответственно второго, и первого элементов И-НЕ, второй вход первого элемента -HE соединен с выходом первого вспомогательного элемента -HE остальные входы которого соединены с первой группой нулевых входов первого RS-триггера, вторая 31 группа нулевых входов первого RS-триггера соединена с остальными входами второго элемента И-НЕ, а единичные входы первого RS-триггера соединены с остальными входами первого элемен- 1% та И-НЕ, второй RS-триггер каждого разряда кроме первого, содержит третий и четвертый элементы И-НЕ и вто-. рой вспомогательный элемента И-НЕ, первые. входы которых соединены с вы- 20 ходами соответственно четвертого и третьего элементов И-НЕ, второй вход третьего элемента И-НЕ соединен с выходом второго вспомогательного. элемента И-НЕ, остальные входы которого И соединены с первой группой нулевых входов второго RS-триггера, вторая группа нулевых входов которого соединена с остальными входами четвертого элемента И-НЕ, а едийичные вхо- щ ды второго RS-триггера соединены с остальными входами третьего элемента

И-НЕ, выход пятого элемента -HE каждого, разряда соединен е единичным входом первого RS-триггера того же разряда и входами первых групп нулевых входов первого и второго

RS-триггеров следующего разряда, вторые группы нулевых входов которых соединены с выходом шестого элемента -HE предыдущего разряда, счетный вход реверсивного счетчика соединен с нулевыми входами первого и второго RS-триггеров первого разряда выход первого элемента И-НЕ каждого разряда соединен с единичным входом второго RS-триггера того же разряда, выход четвертого элемента И-HE каждо-го разряда соединен с нулевым входом третьего RS-триггера того же разряда

50 и, в первом разряде с нулевым входом первого RS-триггера, а в каждом из остальных разрядов — с входом второй группы нулевых входов первого RS-триггера того же разряда, выход второго элемента =HE каждого разряда соеди- нен с единичным входом третьего

RS-триггера того же разряда, выход первого вспомогательного элемента

39 6

И-НЕ каждого из разрядов соединен с единичным входом третьего RS-триггера того же разряда, нулевой вход которого соединен с входом первой группы нулевых входов первого RS-триггера того же разряда и выходом второго вспомогателЬного элемента И- НЕ того же разряда, выход дополнительного элемента И-НЕ каждого разряда соединен с единичным входом второго

RS-триггера того же разряда.и входами первой и второй групп нулевых входов первого RS-триггера, выход шесто-. го элемента -HE каждого разряда, кроме первого, соединен с первым входом дополнительного элемента H-HE того же разряда, второй вход которого соединен с шиной "Реверс". Шина "Сложение" соединена с входами вторых групп нулевых входов первого и второго RS-триггеров каждого из разрядов, шина "Вы- читание" соединена с входами первых групп нулевых входов первого и второго RS-триггеров всех разрядов, первый и второй дополнительные входы дополнительных элементов -HE каждого из разрядов соединены с выходами второго элемента И-НЕ и первого вспомогательного элемента И-НЕ того же разряда, а единичные входы первых RS-триггеров каждого из разрядов, кроме первого, соединены с инверсной шиной реверсирования.

На чертеже изображена структурная схема счетчика.

Реверсивный счетчик содержит разряды 1, каждый из которых содержит первый 2, второй 3 и третий 4 КЬ-триггеры, а кажцый разряд, кроме первого,, содержит также дополнительный элемент

И-НЕ 5, первый Ю-триггер 2, первого разряда содержит первый 6 и второй 7 элементы И-НЕ, первые входы которых соедннены с выходами соответственно второго 7 и первого 6 элементов

И-НЕ этого RS-триггера,.остальные входы первого 6 и второго 7 элементов И-НЕ соединены соответственно с единичными и нулевыми входами первого RS-триггера, второй RS-триггер 3 первого разряда содержит третий 8 и четвертый 9 элементы H-HE, первые входы которых соединены с выходами соответственно четвертого 9 и третьего 8 элементов И-НЕ, остальные входы которых соединены соответ-. ственно с единичными и нулевыми входами второго RS-триггера 3, третьи

RS-триггеры 4 каждого разряда содер892739 жат пятый 10 и шестой 11 элементы

И-НЕ, первые входы которых соединены соответственно с выходами шестого 11. и пятого 10 элементов И-НЕ, остальные входы которых соединены соответственно с нулевыми и. единичными входами третьего RS-триггера 4, первый

RS-триггер 2 каждого разряда, кроме первого, содержит первый 6 и второй

7 элементы И-НЕ и первый вспомогате- 1© льный элемент И-НЕ 12, первые входы первого 6 и второго 7 и первого вспомогательного 12 элементов И-НЕ соединены с выходами соответственно второго 7, первого 6 и первого. 12 вспомо- М гательного элементов И-НЕ, второй вход первого элемента И-НЕ 6 соединен с выходом первого вспомогательного элемента И-НЕ 12, остальные входы которого соединены с первой группой р0 нулевых входов первого RS-триггера 2 вторая группа нулевых входов первого

RS-триггера 2 соединена с остальными входами второго элемента И-НЕ 7, а единичные входы первого RS-триггера

2 соединены с остальными входами первого элемента И-НЕ 6, второй

RS-триггер 3 к ;юкдого разряда, кроме первого, содержит третий 8 и четвертый 9 элементы И-НЕ и второй вспомо- 0 гательный элемент И-НЕ 13, первые входы которых соединены с выходами соответственно четвертого 9 и третьего 8 элементов Й-НЕ, второй вход третьего элемента И-НЕ. 8 соединен с выходом второго вспомогательного элемента -HE 13, остальные входы которо

ro соединены с первой группой нулевых входов второго RS-триггера 3 вторая группа нулевых входов которого соединена с остальными входами четвертого элемента И-НЕ 9, а единичные входы второго RS-триггера 3 соединены с остальными входами третьего 8 элемента

И-НЕ, выход пятого элемента И-НЕ 10, каждого разряда соединен с единичным входом первого RS-триггера 2 того же разряда, и входами первых групп нулевых входов первого 2 и второго

3 RS-триггеров следующего разряда, 50 вторв|е группы нулевых входов которых соединены с выходом шестого элемента И-НЕ 11 предыдушего разряда, . счетный вход 14 реверсивного счетчи-.. ка соединен с нулевыми входами перво" го 2 и второго 3 RS-триггеров первого

ФЗ разряда, выход первого элемента И-НЕ

6 каждого разряда соединен с единичным входом второго RS-триггера 3 того же разряда, выход четвертого элемента

H-НЕ 9 каждого разряда соединен с нулевым входом третьего RS-триггера 4 того же разряда, и, в первом разряде, с нулевым входом первого RS-триггера

2, а в каждом из остальных разрядов с входом второй группы нулевых входов первого RS-триггера 2 того же разряда

> выход второго элемента И-НЕ 7 каждого разряда соединен с единичным входом, третьего RS-триггера 4 того же разряда, выход первого вспомогатель.сого элемента И-НЕ 12 каждого из разрядов соединен с единичным входом третьего

RS-триггера 4 того же разряда, нулевой вход которого соединен с входом первой группы нулевых входов первого

RS-vpqrrepa 2 того же разряда и выходом второго вспомогательного элемента

И-НЕ 13 того же разряда, выход дополнительного элемента И-НЕ 5 каждого разряда соединен с единичным входом второго RS-триггера 3 того же разряда и входами первой и второй групп нулевых входов первого RS-триггера

2, выход элемента И-НЕ 6 каждого разряда, кроме первого, соединен с первым входом дополнительного элемента И-НЕ 5. того же разряда, второй вход которого соединен с шиной "Реверс" 15, шина

"Сложение" 16 соединена с входом .вторых групп нулевых входов первого 2 и второго 3 RS-триггеров каждого из pasрядов, шина "Вычитание" 17 соединена с входами первых групп нулевых входов первого 2 и второго 3 RS-триггеров всех разрядов, первый и второй дополнительные входы дополнительнь1х элементов И-НЕ 5 каждого из разрядов соединены с выходами второго элемента

И-НЕ 7 и первого вспомогательного элемента И-НЕ 12 того же разряда, а единичные входы первых RS-триггеров 2 каждого из разрядов, кроме первого, сое динены с инверсной шиной 18 .реверсирования..Реверсивный счетчик работает сле- " дующим образом.

Во время счета в одном из режимов (сложение или вычитание1 элементы 5 закрыты сигналом логического нуля по шине 15 "Реверс". Перед сменой режима счета поступающий по шине 15

"Реверс" сигнал логической единицы в зависимости от состояния разряда от" крывает элемент 5. Сигнал с выхода открытого элемента 5 нри смене режима работы и опасном состоянии преды892739

10,душего разряда обеспечивает такую установку RS-триггеров, которая соответствует подтверждению состояния третьего RS-триггера. Таким образом, устраняется возможность сбоя счетчика у при pesepce.

Рассмотрим, например, работу первых двух разрядов реверсивного счетчика.

В исходном состоянии эти разряды находятся в состоянии 00, а на шины 1Ф

"Сложение" 16 и "Вычитание" 17 поступают. сигналы, соответствующие режиму суммирования. Тогда поступающие на вход 14 импульсы закономерно суммируются .в первом и втором разрядах. 1S

После прихода пятого счетного импульса необходимо начать режим вычисления. В момент 1 изменяются сигналы по шинам "Реверс" и инверсной шине

18 реверсирования. 20

Поскьольку второй разряд находится в нулевом состоянии — логический. элемент 5 переключается в состояние логического нуля и вызывает изменение состояния единичного входа вта- 2% рого RS-триггера 3, а также одновременно закрывает нулевые входы первого RS-триггера 2. При изменении сигналов по шинам "Сложение" 16 и "Вычитание" 17 в момент времени t< нулевой 36 выход второго RS-триггера 3 вырабатывает сигнал логического нуля, под-. тверждающий нулевое состояние третьего RS-триггера 4.

Таким образом, реверс, прй котором на входе второго разряда производится коммутация сигнала логического нуля на сигнал логической единицы, не вызывает изменения состояния выхода второго разряда. В момент вре- 40 мени t изменяются сигналы по шинам

15.и 18, что обеспечивает выключение логического элемента 5 и дальнейшую обычную работу счетчика в режиме вы-читания. 4В

Рассмотрим работу счетчика при смене режима работы в том случае, когда второй разряд находится в единичном состоянии, а входной сигнал. коммутирован при смене режима с логического нуля на логическую единицу. Такая ситуация имеет место в счетчике, например, после двенадцатого счетного импульса. В момент времени и поступают сигналы по шинам

15 и 18. Благодаря единичному состоянию второго разряда, состояние логического элемента 5 не может изме-. ниться, а сигнал шины 15, непосредственно поступающий на единичный вход первого RS-триггера, 2, вызывает появление логической единицы на выходе этого триггера и, как следствие этого, переход в нулевое состояние второго RS-триггера 3. Процессы, протекающие в момент времени обеспечивают установку первого

2 и второго 3 RS-триггеров, которая в дальнейшем обуславливает подтверждение состояния третьего РЬ=триггера-4.

В момент времени t происходит смена сигналов на шинах 15 и 18.

Это вызывает появление логического нуля на выходе первого RS-триггера

2 и подтверждается состояние третьего RS-триггера 4. Вторичное изменение сигналов по шинам 15 и 18 в момент вревремени t+ не вызывает никаких изменений в состоянии разряда.

Таким образом, и в другом исходном состоянии второго разряда появление на его входе логической единицы при смене режима работы счетчика не вызывает сбоя. При поступлении тринадцатого и последующих счетных импульсов происходит работа счетчика в режиме сложения.

Предлагаемый реверсивный счетчик обеспечивает относительно высокое быстродействие и надежность при сравнительно малых аппаратурных затратах и может реализоваться на элементах ИЛИ-НЕ путем эквивалентной замены всех элементов И-НЕ, входящих в реверсивный счетчик.

Формула изобретения

Реверсивный счетчик, содержащий разряды, каждый из которых содержит первый, второй и третий ВЯ-триггеры, а каждый разряд, кроме первого, содержит также дополнительный элемент

H-НЕ, первый RS-триггер первого pasряда содержит первый и второй элементы И-НЕ, первые входы которых соединены с выходами соответственно второго и первого элементов И-НЕ этого

RS-триггера, остальные входы первого и второго элементов 11-НЕ соединены соответственно с единичными и нулевыми входами первого RS-триггера, второй RS-триггер первого разряда содержит третий и четвертый элементы

И-НЕ, первые входы которых соединены с выходами соответственно четвертого

2739

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР . 9 513511, кл. Н 03 K 23f00, 1971.

И

2. Авторское свидетельство СССР

Н 708516, кл. Н 03 К 23/24, 1980. (прототип).

11 89 и третьего элементов И-НЕ, остальные входы которых соединены соответствен. но с единичными и нулевыми входами второго RS-триггера, третьи.RS-триггеры каждого разряда содержат пятый и .шестой элементы И-НЕ, первые входы которых соединены соответственно о выходами шестого и пятого элементов

-HE остальные входы которых соединены соответственно с нулевыми и единичными входами третьего RS-триггера, первый RS-триггер каждого разряда, кроме первого, содержит первый и второй элементы И-НЕ и первый вспомогательный элемент И-.НЕ, первые входы первого, второго и первого вспомогательного элементов И-НЕ соединены с выходами соответственно второго и первого элементов И-НЕ, второй вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом первого вспомогательного элемента И-НЕ, остальные входы которого соединены с первой группой нулевых входов первого RS-триггера, вторая группа нулевых входов первого

RS-триггеров соединена с остальными входами второго элемента И-НЕ, а единичные входы первого RS-триггера соединены с остальными входами первого элемента И-HE второй

RS-триггер каждого разряда, кроме первого, содержит, третий и четвертый элементы И-НЕ и второй вспомогательный элемент И-НЕ, первые входы которых соединены с выходами соот" ветственно четвертого и третьего элементов И-НЕ, второй вход третьего элемента И-НЕ соединен с выходом второго вспомогательного элемента

И-НЕ, остальные входы которого соединены с первой группой нулевых вхо;. дов второго RS-триггера, вторая группа нулевых входов которого соединена с остальными входами четвертого элемента И-НЕ, а единичные входы вто-. рого RS-триггера соединены с остальными входами третьего элемента -HE, выход пятого элемента И-НЕ каждого разряда соединен с единичным входом первого RS-триггера того же разряда и входами первых групп нулевых входов первого и второго RS-триггеров следующего разряда, вторые группы нулевых входов которых соединены с выходом шестого элемента И-НЕ предыдуще1.о разряда, счетный вход реверсивного счетчика соединен с нулевыми входами первого и второго RS-триг. геров первого разряда, выход первого элемента И-НЕ каждого разряда соединен с единичным входом второго

RS-триггера того же разряда, выход у четвертого элемента И-НЕ каждого разряда соединен с нулевым входом третьего RS-триггера того же разряда и, в первом разряде с нулевым входом первого RS-триггера, а в каждом из

10 остальных разрядов — с входом второй группы нулевых входов первого RS-триггера того же разряда, выход второго элемента И-НЕ каждого разряда сое" динен с единичным входом третьего

1$ RS-триггера того же разряда, выход первого вспомогательного элемента

И-НЕ каждого из разрядов соединен с единичным входом третьего RS-триг= гера того же разряда, нулевой вход

20 которого соединен с входом первой группы нулевых входов первого RS-триг. ,:гера того же разряда и выходом второго вспомогательного элемента И-НЕ того же разряда, выход дополнительИ ного элемента И-НЕ каждого разряда, соединен с единичным входом второго

RS-триггера того же разряда и входами первой и второй групп нулевых входов первого RS-триггера, выход 0 шестого элемента И-НЕ кажцого разряда, кроме первого, соединен с первым входом дополнительного элемента

И-НЕ того же разряда, второй вход ,которого соединен с шиной "Реверс", шина "Сложение" соединена с входами вторых групп нулевых входов первого и второго RS-триггеров каждого из разрядов, шина "Вычитание" соединена с входами первой групп нулевых входов первого и второго RS-триггеров всех разрядов, отличающийся тем, чТо, с целью упрощения, первый и второй дополнительные входы дополнительных элементов -HE каждого .из разря—

« дов соединены с выходами второго элемента Ы-НЕ и первого вспомогательного элемента И-НЕ того же разряда, а единичные входы первых RS-триггеров каждого из разрядов, кроме первого, соединены с инверсной шиной реверсировачия.