Кольцевой счетчик

 

(72) Автор изобретения

В. В. Пряничников (7!) Заявитель (54) КОЛЬЦЕВОЙ СЧЕТЧИК

Изобретение относится к автомати- . ке и вычислительной технике и может быть использовано при реализации тех нических средств автоматики и вычислительной техники.

Известен кольцевой счетчик, содержащий входную шину, шину установки, разряды на О-.триггерах, первый и второй элементы И во всех разрядах, дополнительный элемент И и элемент

НЕ (1).

Однако данное устройство отличается недостаточно высокой достоверностью функционирования, сброс любого

О-триггера в "О" приводит к переносу

"3" на первый выход, и малым коэффи" циентом пересчетом и + 1, т.е. только на единицу больше, чем количество

О-триггеров.

Наиболее близким по технической

-сущности является кольцевой счетчик, содержащий разряды на последовательно соединенных О-триггерах, О-вход

0-триггера первого разряда соединен с инверсным выходом 0-триггера по следнего разряда, тактовые входы, всех C-триггеров соединены с входной шинои 2

Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как он не имеет позиционных выходов, и низкая достоверность функционирования - возможны сбои в виде лишних волн нулей и единиц.

Цель изобретения - расширенйе .функциональных возможностей и повышение достоверности функционирования.

Поставленная цель достигается тем, что в кольцевой счетчик, содержащий разряды на последовательно соединенных О-триггерах, 0-вход 0-триггера

20 первого разряда соединен с инверсным выходом 0-триггера последнего разряда, тактовые входы О-триггеров со второго по последний разряд соедине3 97459 ны с входной шиной, введены в каждый разряд, кроме первого, первый, второй, третий и четвертый элементы И, в первый разряд первый, второй и третий элементы И первого разряда, два элемента НЕ, три элемента ИЛИ, первые входы первого, третьего и второго четвертого элементов И каждого разряда, кроме первого, соединены соответственно с инверсным и прямым вы- . 10 ходами О-триггера, а вторые входы первого, второго и третьего четвертого элементов И этих же разрядов соединены соответственно с инверсным и прямым выходами О-триггера первого И разряда и выходами первых и четвертых элементов И предыдущих разрядов, первые входы первого и второго элемен- . тов И первого разряда соединены соответственно с инверсным и прямым Ъыхо- р0 дами 0-триггера первого разряда, их вторые входы через первый элемент

HE соединены с выходом первого элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами первого и четвертого -элемен- 2s тов И последнего разряда, третьи входы; первого и четвертого элементов И пер- вого и второго разрядов через второй элемент HE соединены с шиной установ- ки, третьи входы первого и четверто- З0 го элементов И последнего разряда соединены соответственно с четвертым и прямым выходами 0-триггера первого разряда, входы установки в ноль О-триггеров всех разрядов, кроме второго, соединены с выходами первых элементов И своих разрядов, вход установки в ноль 0-триггера второго разряда соединен с выходом второго элемента

ИЛИ, входы которого соединены с виной установки и с выходом первого элемента И второго разряда, входы установки в единицу 0-триггеров всех разрядов, кроме первого, соединены с выходами четвертых элементов И своих разрядов, „ вход установки в единицу первого разряда соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, входы которого соединены с шиной установки и выходом второго элемента И первого разряда, тактовый

50 вход. 0-триггера первого разряда соединен с выходом третьего элемента И первого разряда, первый вход которого соединен с выходом первого элемен. та ИЛИ, второй — с входной шиной.

На чертеже представлена схема кольцевого счетчика.

Устройство содержит 0-триггеры

1Ч, 1=2,...1=n, элементы 2=2, 2=3...

2 4

2=п; 3 2, 3=3,...,3=n, 4л2, 4 3> °

5=2 5=3 5 п, 6-8 И, элементы 9, 10 НЕ, элементы 11-13 ИЛИ, шину 14 установки, тактовую шину 15.

Структурно предлагаемое устройство состоит из и-разрядного кольцевого счетчика Джонсона, 0-триггеры

1=1, 1=2,...l=n с перекрестной связью между последним и первым разрядами дешифратора кодов счетчика Джонсона в позиционные сигналы, снимаемые с выходов, элементы И 2-,2, 2=3,...2-п, 3=2, 3=3, ° ° .3=n, 4=2, 4=3,...4=п; 5=2

53,...5=п, элементов обратной связи" элементов 8, 7 И, элементов управления элементами обратной связи — элементов 9, 10 НЕ, элементов тактирования D-триггера первого разряда — элементов ИЛИ 13 и И 8, элементов установки исходного состояния - элементов ИЛИ 11, 12, Кольцевой счетчик работает следующим образом.

Сначала происходит последовательное заполнение логическими "1" всех разрядов, начиная с первого, а затем первый разряд переходит в состояние

"0" и происходит обратный процесс: последовательное заполнение всех разрядов счетчика логическими"0". Коэффициент пересчета 2 и. Выходами кольцевого счетчика являются выходы элементов И дешифратора 4"2, 4=3,...

4=n, >w, 3=2, 3=3,...3=n, 2w.

Установка исходного состояния осуществляется подачей "1" на шину

14 установки. Сигнал установки через элемент 10 НЕ отключает элементы 7, 6 И - обратные связи на входы установки в "0" и "1" О-триггеров первого и второго разрядов 1=1, 12 и устанавливает.их в "1" и.н0". На выходе элемента И 4=2, первом позиционном выходе, появляется "1", что и соответствует исходному состоянию.

После первого тактового импульса на выходах 0-триггеров 1 =l, 1-2, 1 3 состояние 110 и "1" на выходе элемента М3. Состояние, последующих, после первого 0-триггера с нулевым cîñòîÿнием, 0-триггеров не имеет значениядешифратор формирует сигнал совпадения (логическую 1") единичных состояний 0-триггеров предыдущих от первого нулевого разряда с первым нулевым разрядом и второго сигнала совпадения быть we может. После второго тактового импульса на выходах О-триггеров.мента 4-"2 !" и последующими тактовыми импульсами в D-триггеры разрядов последовательно записываться единицы, т. е. процесс повторяется. Выходами

5 9745

1 1, 1 2, ls3, 1=4 состояние 1110 и

"1" на выходе элемента 4=4 и т. д., после (и-2)-ro тактового импульса на выходах 0-триггеров 1"-1, 1=2,...l=n-1

l=п состояние 11...10 и "1" на выходе % элемента 4=п, после (n-1)-го тактового импульса 0-триггеры всех разрядов установятся в "1" и "1 " будет на выходе элемента 5=п. В процессе первой половины счета - последовательного заполнения логическими "1" всех разрядов - сигналы (логические "1") с выходов элементов дешифратора — элементов 5=2» 5=3, .5=n запрещают ложное переключение из "1" в "0 0-триг- 1 геров своих разрядов, блокируя ложный перенос, в результате сбоя, выходного позиционного сигнала назад в предыдущие разряды. Ложное переключение из Ч" в "0" 0-триггеров 1=1 запреще- + но .элементном обратной связи - элементом 6. Ложное переключение D-триг-. геров последующих от выходного сигна-, ла не влияет на выходы кольцевого счетчика. Ложное переключение из "0" в "1" первого К-триггера с нулевым состоянием приводит к автоматическому переходу выходного сигнала в сле" дующий разряд. Ложное переключение из

"0" в "1" одновременно первого 0-триго гера с нулевым состоянием и последующих приводит к переносу выходного сигнала через один и более разрядов. Таким образом, только ложное переключение из "0 в "1" подряд двух и более эу

0-триггеров причем обязательно, вместе с первым 0-триггером с нулевым состоянием, приводит к переносу выходного сигнала на один и более разрядов. 40

Логйческая "1" с выхода элемента

5=n через элемент 13 ИЛИ открывает дополнительный элемент 8 и через элемент 9 отключает обратные связи а

0-триггера первого разряда - элементы 7, 6, разрешая его переключение.

Следующим и-м тактовым импульсом

0-триггер 1=1 переходит в "0" и на выходе элемента 3=2 "1" и следующими тактовыми импульсами в 0-триггеры раз- е рядов последовательно записываться .нули. После (n+1)-го тактового импульса на выходах 0-триггеров 1=1, 1 2, 1=3 состояние ООЦсостояние последующих D-триггеров не влияет на выходы кольцевого счетчика) и "1" на выходе элемента 3 3- и т. д., после (2п-2)-ro тактового импульса на выходах 0-триггеров, 1 1, 1i2,...1=п-l, 1=и состоя92 6 ние 00...01 и "!" на выходе элемента

3=n, после (2n-1)-ro тактового импульса на выходах 0-триггеров l=l, 1=2,...1=n-l, l=n состояние 00...00 и "1" на выходе элемента 2=n. В процессе второй половины счета, последовательного заполнения нулями 0-триггеров разрядов, сигналы с выходов элементов дешифратора - элементов

2=2, 2=3,...-2=п запрещают ложное переключение 0-триггеров своих разрядов из "0" в "1", запрещая перенос выходного сигнала назад, в нредыдущие разряды. Ложное переключение из

"0" в "1" 0-триггера первого разряда запрещено элементом обратной связи - элементом 7. Ложное переключение из "1" в "0" первого 0-триггера с единичным состоянием приводит к автоматическому переносу вйходного позиционного сигнала в следующий разряд. Одновременное ложное переключение из "1" e "" 0" "первого 0-триггера с единичным состоянием и последующего (последующих приводит к переносу выходного позиционного сигнала на один (несколько) разрядов вперед.

Ложное переключение 0-триггеров последующих от выходного позиционного сигнала разрядов не влияет на выходы, т. о. только ложное переключение из

"1" е ""0" одновременно двух и более

D-триггеров вместе с первым 0-триггером с едийичным состоянием приводит к переносу выходного позиционного сигнала через один и более разрядов.

Логическая "1" с выхода элемента

2=п через элемент 13 открывает дополнительный элемент 8 и через элемент 9 отключает обратные связи 0-триггера первого разряда - элементы 7, 8, разрешая его переключение. Следующим 2 и-м тактовым импульсом в 0-триггер

l=-1 записывается "1" и на выходе элеустройства служат выходы элементов

4=2, 4.=3,...4 n, =n, 3=2, 3=3,...

З=п, 2=n. Па выходах элементов 4=2, 4=3,...4=n получены сигналы совпадения единичных состояний предыдущих разрядов с нулевым своего, на выходах

3=2,.3=3,...3=n получены сигналы совпадения нулевых состояний предыдущих разрядов с единичным состоянием своего, на выходах элементов 2=n и 5 п получены сигналы совпадения нулевых и

7 974592 единичных состояний всех разрядов.

Такой принцип формирования выходных позиционных сигналов исключает появление на выходах устройства (выходах дешифратора) более одной "1", только с я тем, что, с целью расширения одна "1" может быть на выходах кольцевого счетчика в любой момент времени. Сигналы элементов дешифратораэлементы 5=2, 5=3,...5=п запрещают ложное переключение из "1 в "0" - 1е

0-триггеров своих разрядов, сигналы элементов дешифратора - элементов

2=2, 2 3,...2=п запрещают ложное переключение из "0" в "1" 0-триггеi ров своих разрядов. Ложное переключе- 1у ние 0-триггера первого разряда запрещено обратными связями - элементами

7,6. Принцип построения дешифратора исключает исчезновение единицы и появление на выходах более одной едини- щ цы. Элементы 2=п и 5=n дополнительно соединены с инверсным и прямым выходами 0-триггера первого разряда для устранения задержек исчезновения "1" на выходах устройства - элементах -2=n д и 5=h. Задержка обусловлена -временем перехода из "1" в "0" последовательных цепочек элементов 2 2, 2=3,...

2 п-1 и 5=2, 5=2,... 5=п-1. Элементы

7 и 5-"2 соединены через элемент 1О с шиной установки для отключения обратной .связи на время установки.

На тактовый вход 0-триггера 1=1 сигналы поступают только в моменты, когда

ace разряды находятся в "1" или в

"0", все остальное время ложное переключение 0-триггера 1=1 блокируется элементами обратной связи - элементами 7,8. Примененный дешифратор позволяет упростить установку за счет уменьшения количества связей, с шиной установки соединяются только два первых разряда.

Таким обрезом, введение в каждый разряд, кроме первого, четырех элементов И, в первый разряд двух элементов И, дополнительного элемента И, два элемента НЕ, три элемента ИЛИ позволяет получить позиционный код с высокой достоверностью -функционирования т. е. высокой помехоустойчивостью.

1 дом 0-триггера последнего разряда, тактовые .входы 0-триггеров со второго по последний разряд соединены с входной шиной, о т л и ч а ю щ и йфункциональных возможностей и повыФормула изобретения

Ф

Кольцевой счетчик, содержащий раз- ряды на последовательно соединенных

О-триггерах, 0-вход 0-триггера первого разряда соединен с инверсным выхошеиия достоверности функционирования введены в каждый разряд, кроме первого, первый, второй, третий и четвертый элементы И, в первый разряд первый, второй и третий элементы И первого разряда, два элемента НЕ, три элемента ИЛИ, первые входы первого, третьего и второго четвертого элементов И каждого разряда, кроме первого, соединены соответственно с инверсным и прямым выходами D-триггера, а вторые входы первого, второго и третьего четвертого элементов И этих же разрядов соединены -соответственно с инверсным и прямым выходами 0-триггера первого разряда и выходами первых и четвертых элементов И предыдущих разрядов, первые входы первого и второго элементов И первого разряда соединены соответственно с инверсным и прямым выходами 0-триггера первого разряда, их вторые входы через первый элемент НЕ соединены с выходом первого элемента ИЛИ, входы которого соединены с. выходами первого и четвер" того элементов И последнего разряда, третьи входы первого и четвертого элементов И первого и второго разрядов через второй элемент НЕ соединены с шиной установки, третьи входы первого и четвертого элементов И последнего разряда. соединены соответственно с четвертым и .прямым выходами 0-триггера первого разряда, входы установки в ноль 0-триггеров всех разрядов, кроме второго, соединены с выходами первых элементов И своих разрядов, вход установки в ноль О-триггера, второго разряда соединен с выходом второго элемента ИЛИ, входы которо- го соединены с шиной установки и с

В выходом первого элемента И второго разряда, входы установки в единицу

0-триггеров всех разрядов, кроме первого, соединены с выходами четвер- тых :=элементов И своих разрядов, вход . установки в единицу первого разряда соединен с выходом Третьего элемента

ИЛИ, входы которого соединены с шиной установки и выходом второго элемента

И первого разряда, тактовый вход

0-.триггера первого разряда соединен

9 974592 с выходом третьего элемента И первого разряда, первый вход которого со. единен с выходом первого элемента ИЛИ, второй - с входной шиной.

Источники информации, принятые во внимание. при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР йо заявке N 2831413/18- 21, кл. Н 03 К .23/00, 1980.

2. Гутников В. С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Л., "Энергия", 1980, с. 211; рис. 13-4а.

8НИИПИ Заказ 8735/78 Тирай 9$9 Подписное

ЮЮЮМФВЮЮ Ю 9 ЮЮЮЮФВ ФЮЮЭ ЮВЮМ ЮФЮЮЮ ° ЮЮ ° ЮЮ юМЮВю4ВФФЭю «В 4В филиал AllA "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4