Реверсивный счетчик

 

Союз Сенатских

Социалистических республик

ОП ИСАНИЕ()9я я

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.05.81 (21) 3295256/18-21 с присоединением заявки ЭЙ (23) П риоритет (5E)М. Кл.

Н 03 К 23/02

Ркударстаапай комитет

СССР ао далем изобретении и открытий

Опубликовано 15.12.82. Бюллетень №46

Дата опубликования описания 15.12.82 (53) УДК 621.374..32 (088.8) (72) Автор". изобретения

В. Ш. Арутюнян

C

j

i;

) (7I) Заявитель (54) РЕВЕРСИВНЫЙ СЧЕТЧИК

Изобретение относится к дискретной автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в качестве многопрограммного счетчика "единичного" кода в аналого-цифровых преобразователях и в качестве дискретного регулятора скважности импульсов в цифS ровых системах обработки информации.

Известен реверсивньтй счетчик на кольцевом регистре, каждый разряд которого содержит

0-триггер и элемент И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ (13.

Недостатком данного устройства являются узкие функциональные возможности, выражаемые в способностях пересчет» только в одном определенном коде.

Известен реверсивный счетчик, содержащий входную шину, две шины управления, две шины установки и N разрядов, каждый иэ которых содержит 0-триггер и элемент И-ИЛИНЕ, первые входы первой и второй струтстур

И которого соединены соответственно с первой2п и второй шинами управления, 0-вход 0-триггера соединен с выходом элемента И вЂ” КЛИНЕ, второй вход первой структуры И элемента И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ в каждом разряде, кроме первого, соединен с инверсным выходом

0-триггера предыдущего разряда, второй вход первой структуры И элемента И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ первого разряда соединен с прямым выходом

0-триггера последнего разряда, второй вход второй стуктуры И элемента И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ каждого разряда, кроме последнего, соединен с прямым выходом 0-триггера последукпцего разряда, второй вход второй структуры И элемента И вЂ” ИЛИ-НЕ последнего разряда соеди нен с инверсным выходом 0-триггера первого разряда, входная шина соединена с тактовыми входами 0-триггеров разрядов 12).

Недостатком известного устройства являются узкие функциональные воэможности, обусловленные. способностью обеспечения пересчета импульсов только в коде Либау-Крейга.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и области применения.

Поставленная цель достигается тем, что в реверснвный счетчик, содержащий входную шину, две шины управления, две шины установки и и разрядов, каждый из которых

982201

3 содержит 0-триггер и элемент И--ИЛИ--НЕ, первые входы первой и второй структур И которого соединены соответственно с первой и второй шинами управления, D-вход 0-триггера соединен с выходом элемента И вЂ” ИЛИ-НЕ, 5 второй вход первой структуры И элемента

И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ в каждом разряде, кроме первого, соединен с инверсным выходом 0-триггера предыдущего разряда, второй вход первой структуры и элемента И вЂ” ИЛИ вЂ” HE пер- 10 вого разряда соединен с прямым выходом

0-триггера последнего разряда, второй вход второй структуры И элемента И вЂ” ИЛИ â€” HF каждого. разряда, кроме последнего, соединен с прямым выходом 0-триггера последующего разряда, второй вход второй структуры

И элемента И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ последнего разряда соединен с инверсным выходом D-триггера первого разряда, введены два элемента ИИЛИ, два элемента И, два элемента И вЂ” НЕ,, дополнительный элемент И вЂ” ИЛИ вЂ” HE, третья и четвертая шины управления, последняя из которых соединена с первым входом первого элемента И вЂ” НЕ, с первым входом первой структуры И и с первым инвертируюшим входом второй структуры И дополнительного элемента И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ, второй инвертирующий вход второй структуры И и первый вход третьей структуры И которого соединены с третьей входной шиной и с первым входом второго элемента И вЂ” НЕ, выходы первого и второго элементов И вЂ” НЕ соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соеди иены соответственно с первой и второй шинами установки, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с входами установки в ноль и в единицу 0-триггеров разрядов, первые входы первых и вторых структур И элементов И вЂ” ИЛИ соединены соот40 ветственно с второй и первой шинами управления, вторые входы первых структур И первого и второго элементов И вЂ” ИЛИ соединены соответственно с прямым и инверсным выходами 0-триггера первого разряда, вторые входы вторых структур И первого и второго элементов И вЂ И соединены соответственно с прямым и инверсным выходами D-триггера последнего разряда, выходы первого и второго элементов И вЂ” ИЛИ соединены соответственно с вторыми входами третьей и перврй структур;. И дополнительного элемента И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ и соединены соответственно с вторыми входами первого и второго элементов И вЂ” НЕ, третьи входы которых соединены с входной шиной и с третьими входами структур И дополнитель- 55 ного элемента И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ, выход которого соединен с тактовыми входами 0-триггеров разрядов.

На фиг 1 представлена принципиальная схема четырехразрядного реверсивного счетчика; на фиг. 2 — таблицы 1 — 6 кодов переключения четырехразрядного реверсивного счетчика при различных режимах работы.

Схема включает 0-триггеры 1 — 1, 1 — 2, 1 — 3, 1 — 4, соответственно первого, второго, третьего и четвертого разрядов; элементы 2 — 1, 2 — 2, 2-3, и 2 — 4 И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ соответственно первого, второго, третьего и четвертого разрядов; элементы 3 и 4 И вЂ” ИЛИ, элементы 5 и 6 И; элементы 7 и 8 И вЂ” НЕ; элемент 9 И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ входную шину 10; шины 11 и 12 установки в единицу и в ноль соответственно и шины

13-16 управления.

Шина 13 управления соединена с первыми входами первых структур И элементов 2 — 1, 2 — 4 И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ, вторые входы первых струк/ тур И которых соединены соответственно с прямым выходом D-триггера 1 — 4, с инверсными выходами 0-триггеров 1 — 1 — 1 — 3, шина 14 управления соединена с первыми входами вторых структур И элементов 2 — 1

2 — 4 И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ,:вторые входы вторых структур И которых соединены соответственно с прямыми выходами 0-триггеров 1 — 2 — 1 — 4 и с инверсным выходом D-триггера 1-1, выходы элементов 2 — 1 — 2 — 4 И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ соединены соответственно с 0-входами О-триггеров 1 —.1 — 1 — 4, входы установки в ноль и единицу которых соединены соответственно с выходами элементов 5 и 6 И, первые входы которых. соединены соответственно с шинами 12 и 11 установки, вторые входы элементов 5 и 6 И соединены соответственно с выходами элементов 7 и 8 И вЂ” НЕ, первый вход последнего из которых соединен с шиной 15 управления, с первым входом первой структуры И и с первым инвертирующим входом второй структуры И элемента 9

И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ, второй инвертирующий вход второй структуры И и первый вход третьей структуры И которого соединены с первым входом элемента 7 И вЂ” НЕ и с шиной 16 управления, вторые входы элементов 7 и 8

И вЂ” НЕ соединены соответственно с вторыми входами первой и третьей структур И элемента 9 И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ и соединены соответственно с выходами элементов 3 и 4 И вЂ” ИЛИ, первые входы первых и вторых структур И которых соединены соответственно с шинами

14 и 13 управления, вторые входы первых структур И элементов 3 и 4 И вЂ” ИЛИ соединены соответственно с прямым и инверсным выходами 0-триггера 1 — 1, вторые входы - вторыхструктур И элементов 3 и 4 И вЂ” ИЛИ соединены соответственно с прямым и инверсным выходами 0-триггера 1 — 4, третьи входы элементов 7,8 И вЂ” НЕ соединены. с входной

5 98220 шиной 10 и с третьими входами структур И элемента 9 И вЂ” ИЛИ вЂ” HE, выход которого соединен с тактовыми входами О-триггеров 1 — 1l — 4.

Таблицы 1 — 6 кодов переключения четырехразрядного реверсивного счетчика (фиг. 2) соответствуют следующим кодам на шинах

13-16 управления: 1000, 0100, 1001, 0101, 1010 и 0110.

Предлагаемое устройство работает следую- 10 щим образом.

По шинам 11 или 12 счетчик устанавливается в первоначальное единичное или нулевое исходное состояние, В зависимости от требуемого режима и порядка (направления) 1S пересчета на шинах 13 — 16 устанавливается соответствующий код.

Так при подаче кода 1000 на шины 13 — 16 блокируются элементы 7 и 8 И вЂ” НЕ и первая и третья структуры И элемента 9 И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ,20 при подаче тактовых импульсов по шине 10 устройство работает в прямом коде ЛибауКрейга (фиг. 2, табл. 1).

Обратный порядок счета в коде ЛибауКрейга получается при подаче на шины 13 — 16 25 кода 0100 (фиг. 2, табл. 2).

В обоих укаэанных режимах пересчета, благодаря запертым соответствующим входным цепям элементов 7, 8 и 9, потактно изменяющиеся кодовые комбинации на входах эле- 30 ментов 3 и 4, а также соответствующие уровни потенциалов на их выходах не передаются на установочные входы триггеров 1 — 1 — 1 — 4 счетчика н не нарушают его соответствующие нормальные циклы пересчета в коде ЛибауКрейга.

В остальных четырех возможных режимах работы предлагаемый счетчик на единичных выходах своих триггеров 1 — 1 — 1 — 4 обеспечивает ту или иную модификацию единичного кода (фиг. 2, табл. 3 — 6).

При режиме формирования "единичного" кода пересчета (фиг. 2, табл. 3) на шины

13 — 16 подается код 1001. при этом, если по нулевому сигналу от шины 12 счетчик первоначально установлен в нулевое состояние, то на выходе элемента 3 имеется нулевой потенциал, а на выходе элемента 4— единичный потенциал.

При поступлении по шине 10 тактирующих импульсов к тактовым входам триггеров

1 — 1 — 1 — 4 (через третью структуру И логического элемента 9) в триггерах 1 — 1

1 — 4 счетчика, начиная с первого, постепенно увеличивается число логических единиц. По

SS переходу последнего его триггера 1 — 4 в единичное состояние на выходе элемента 3 возникает единичный потенциал, и одновременно с этим, на выходе элемента 4 — нулевой

1 6 потенциал. Зто .приводит к запиранию тре ей структуры И элемента 9 и открыванию эле мента И вЂ” НЕ. Благодаря этому на один такт запрещается поступление в счетчик последующего тактирующего импульса. Этот очередной импульс проходит через элементы 7 и 5 и по нулевым установочным входам триггеров 1 — 1—

1 — 4 устанавливает счетчик в первоначальное нулевое состояние.

Последующие циклы формирования единичного кода в этом режиме аналогичныописанному первому циклу.

Обратный порядок формирования описанного "единичного" кода (режим формирования

"единичного" кода, фиг. 2, табл. 4) создается при изменении потенциалов на обратное лишь на шинах 13 и 14.

Кодовые наборы этого режима являются как бы зеркальным отображением по вертикали кодовых наборов описанного предыдущего режима (фиг. 2, табл. 3). В связи с этим процессы функционирования элементов

3, 4, 5, 7 и 9 при рассматриваемом режиме аналогичны уже описанным для предыдущего режима. Отличие заключается в том, что завершение цикла формированик обратного порядка пересчета в "единичном" коде и установка счетчика в последующем такте в исходное .нулевое состояние при рассматриваемом реялме осуществляется при переходе в единичное состояние триггера не последнего, а первого разряда.

Как видно нз табл. 3 и 4 на фиг. 2, при этих режимах формирования "единичного" кода осуществляется потактное увеличение числа единиц в разрядах триггеров предлагаемого устройства, начиная с нулевого кодового набора.

В отличие от них в последующих двух возможных режимах формирования "единичного " кода (табл. 5 и 6) осуществляется потактиое уменьшение числа единиц в тригге. рах устройства, начиная с единичного набора.

Для создания режима формирования "единичного" кода по табл. 5 (фиг. 2) на шины управления 13-16 подается код 1010.

Благодаря этому в процессе функционирования устройства вводятся элементы 8 и первая структура И элемента 9. При этом если: по нулевому сигналу от шины 11 счетчик первоначально установлен в единичное состояние (исходное), то на выходе элемента 3 имеется единичный потенциал, а на выходе элемента

4 — нулевой потенциал. Но поступлении тактирующих импульсов к счетным входам триггеров (через первую структуру И элемента 9) в разрядах счетчика, начиная с первого, постепенно увеличивается число логических нулей.

По переходу последнего триггера (1 — 4) в

7 9822 нулевое состояние на выходах элементов 3 и 4 изменяются логические потенциалы на обратные. Это приводит к запиранию первой структуры И элемента 9 и открыванию элемента 8. Благодаря этому на один такт запрещается поступление в счетчик последующего тактирующего импульса. Этот Очередной импульс проходит через элементы 8 и 6 и далее по единичным установочным входам триггеров 1 — 1 — 1 — 4 устанавливает счетчик 10 в первоначальное единичное состояние. Последующие циклы формирования единичного кода в этом режиме аналогичны описанному . первому циклу.

Обратный порядок пересчета описанного

"единичного" кода (фнг. 2, табл. 6) создается при изменении кода на шинах 13 и 14 на обратные. Кодовые наборы этого режима являются как бы зеркальным, отображением по вертикали кодовых наборов табл. 5. Это 20 является результатом того, что при обоих последних режимах элементы 3,4,6,8, и 9 устройства функционируют аналогично. Отличие заключается в том, что завершение цикла пересчета и установка счетчика в последующем23 такте в исходное единичное состояние при последнем режиме осуществляется при переходе в единичное состояние триггера не последнего

1 — 4, а первого 1 — 1 разряда.

При всех шести описанных режимах устрой- 3п ства пересчет может быть начат как с нулевых,так и с единйчных состояний всех триггеров, Первые два режима формирования "единичного" кода (табл. 3 и 4) можно назвать режимами нарастающего ° "единичного" кода, 3S а вторые два режима (табл. 5 и 6) — соответственно режимами убываю|цего "единичного" кода

Таким образом, нри наличии небольшой дополнительной аппаратуры (элементы 3 — 9), базовый реверсивный счетчик на кольцевом регистре с перекрестными связями обеспечивает шесть различных режимов пересчета, что свидетельствует î его широких функциональных возможностях, а также широкой области его применения.

Формула изобретения

Реверсивный счетчик, содержащий входную шину, две шины управления, две шины установки и и разрядов, каждый иэ которых содержит D-триггер и элемент И вЂ” ИЛИ вЂ” HE, первые входы первой и второй структур, И которого соединены соответственно с первой и второй шинами управления, 0-вход 0-триггера соединен с выходом элемента И вЂ” ИЛИ-НЕ, SS второй вход первой структуры И элемента

И вЂ” ИЛИ вЂ” HE в каждом разряде, кроме первого, соединен с инверсным выходом 0-триггера предыдущего разряда, второй вход .первой

О1

8 структуры И элемента И вЂ” ИЛИ вЂ” HE первого разряда соединен с прямым выходом 0-триггера последнего разряда, второй вход второй структуры И элемента И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ каждого разряда, кроме последнего, соединен с прямым выходом 0-триггера последующего разряда, второй вход структуры И элемента И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ последнего разряда соединен с инверсным выходом D-триггера первого разряда, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены два элемента И вЂ” ИЛИ, два элемента И, два элемента И вЂ” НЕ, дополнительный элемент И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ, третья и четвертая шины управления, последняя из которых соединена с первым входом первого элемента И вЂ” НЕ, с первым входом первой структуры И и с первым инвертирующим входом второй структуры И дополнительного элемента И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ, второй инвертирующий вход второй структуры И и первый вход третьей структуры И которого соединены с третьей входной шиной и с первым входом второго элемента И вЂ” НЕ, выходы первого и второго элементов И вЂ” НЕ соединены соот- ветственно с первыми входами первого и второго элементов И, вторые вхоцы которых соединены соответственно с первой и второй шинамн установки, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с входами установки в ноль и в единицу 0-триггерон разрядов, первые входы первых и вторых структур И элементов И вЂ” ИЛИ соединены соответственно с второй и первой шинами управления, вторые входы первых структур

И первого и второго элементов И вЂ” ИЛИ, соединены соответственно с прямым и инверсным выходами 0-триггера первого разряда, вторые входы вторых структур И первого и второго элементов И-ИЛИ соединены соответственно с прямым и инверсным выходами 0-триггера последнего разряда, выходы первого и второго элементов И вЂ И соединены соответственно с вторыми входами третьей и первой структур И дополнительного элемента И вЂ ИЛИ вЂ и соединены соответственно с вторыми входами первого и второго элементов И вЂ” НЕ, третьи входы которых соединены с входной шиной и с третьими входами структур И дополнительного элемента И вЂ” ИЛИ вЂ” HE, выход которого соединен с тактовыми входами

0-триггеров разрядов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 Маиоров С. А. и др. Проектирование микроэлектронных цифровых устройств. М., "Советское радио", 1977, с. 202, рис. 5 35.

2. Приборы и техника эксперимента. 1978, У 4, с. 116 (прототип).

982201

О О о о о о

° ° 4 ° ° ° ° °

ЯЫмииа д 9 и - 7iz&uqaE

ВНИИПИ Заказ 9739/79 Тираж 959 Подписное

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

O ° ° °

Та&ыуа 1

° ° Ф . °

1adnuqa д

° 4 ° °

Та&ы а Г

° ° ° °

Тайида4