Счетчик импульсов на потенциальных элементах Советский патент 1983 года по МПК H03K23/02 

вую группу элементов переключения по коЯичеству входов установки в единицу основного триггера и вторую группу элементов переключения по количеству входов установки в ноль основного триггера, входы установки в единицу и в ноль которого соединены с первыми входами элементов переключения соответ ственно первой и второй , выход кд адого элемента переключения первой

группы соединен с соответствующими дополнительными входами элементов переключения второй группы, выход каждого элемента переключения которой соединен с соответствующими дополнителными входами элементов переключения первой группы, прямой и инверсный выходы основного триггера соединены соогветсгвенно с выходом одного из элементов перекп1сгчения первой и второй групп.

1. СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ НА ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ, содержащий входную шину, два элемейта НЕ иП разрядов, каждый из которых содержит основной и вспомогательный триггеры и четыре элемента И, выходы которых соединены соответственно с входами установки в единицу, в ноль основного и с входами установки в еди- . ницу и в ноль вспомогательного триггеров, входная шина соединена с первыми входами первых и вторых элемен-тов И разрядов и соединена с входом первого элемента НЕ, выход которого соединён с первыми входами третьих и четвертых элементов И разрядов и с входом второго элемента НЕ, выход, которого соединен с вторыми входами первых и вторых элементов И paapst-дов, в каждом разряде третьи входы первого и второго элементов И со&- динены соответственно с инверсным Япрямым выходами вспомогательного триггера, вторые входы третьего и : четвертого элементов И соединены соответственно с прямым и инверсйым выходами основного триггера, в каж дом младшем разряде казвдый допопнвтэпьный вход первого элемента И соединен с соответствующим дополнительным входом второго элемента И и с прямым выходом вспомогательного триг гера соответствующего предыдущего разряда, в каждом старшем разряде каждый дополнительный вход первого элемента И соединен с соответствующим ( дополнительным входом второго элемента И и с прямым выходом вспомогательного триггера соответствующего младшего из первой части младших разрядов, отличающий-, с я тем, что, с целью увеличения разрядности при сохранении быстродействия счетчика, в каждый разряд введень две группы элементов И, выхо$ дь1 первой группы элементов И соедина-, ны с дополнительными входами устан новки в единицу основного тргагтера, дополнительные входь установки в ноль которого соединены с выходами элементов И второй группы, входная шина соединена с первыми входами элементов И первой и второй групп, вторые входы элементов И которых соединены с выходом второго элемента НЕ, третьи входы элементов И первой и второй групп соединены соответственно с инверсным и прямым выходами вспомогательного триггера, каждый дополнительный вход каждого элемента И первой группы соединены с допопитгельным входом соответствующетю элемента -И второй группы и с выходом вспомогательного триггера соответствующего младшего puapsma из второй части младших разрядов. 2. Счетчик до п. 1, отличающ и и с я тем, НТО в каждом старшем разряде основной трштер пер

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых устройствах различного назначения. Известен счетчик на п&генииальных элементах,, содержащий задающий регист входную шину, два элемента НЕ и П разрядов, каждый из которых содержит основной, вспомогательный триггеры и четыре элемента И l . Недостатком известного устройства являются его ограниченные возможности при увеличении числа разрядов, поскольку при это,м увеличиваются кол№чества входов элементов И, что приводит к усложнению элементов Ник уменьшению быстродействия устройства, Наиболее близким техническим реш&нием является счетчик импульсов на потенциальных элементах, содержащий входную шину, два элемента НЕ и И разрядов, каждый из которых содержит основной и вспомогательный триггеры и четыре элемента И, выходы которых соединены соответственно с входами установки в единицу, в ноль основного и с входами установки в единицу и в ноль вспомогательного триггеров, входная шина соединена с первыми входами первых и вторых элементов И разр5щов и соединена с входом первого элемента НЕ выход которого соединён с первыми входами третьих и четвертых элементов И разрядов и с входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с вторыми входами первых и вторых элементов И разрядов, в каждом разряде третьи входы первого и второго эл&меятов И соединены соответственно с инверсным и прямым выходами вспомсм гательного триггера, вторые входы третьего и четвертого элементов И со&динены соответственно с прямым и и версным выходами основного триггера, в каждом разрше каждый дополнитель- . ный вход первого элемента И соединен с срогветствуюшим дополнительным входом второго элемента И и с прямьш выходом вспомогательного триггера соответствующего предыдущего разрада 2. Недостатком известного счетчика импульсов на потенциальных элементах являются его ограниченные возможности при увеличении числа разрядов, поскольку с увеличением разрядности счетчика увеличивается в свою очередь 1юличество входов в элементах И, установленных на входах установки в ноль и в единицу основных триггеров в старших разрядах счетчика, В связи с этим количество раэ рядов в счетчике не превьпиаетП-2, где 7 -число входов в элементах И, используемых в счетчике. Увеличение же количества входов в элементах И существенно усложняет эти элементы, что приводит к ограничению быстродействия счетчика. Цель изобретения увеличение разрядности при сохранении, быстродействия счетчика. Поставленная цель достигается тем, что в счетчике импульсов на потенциальных элементах, содержащем входную шину, два элемента НЕ и П разрядов, каждый из которых содержит основной и вспомогательный триггеры и четыре элемента И, выходы которых срединены соответственно с входами установки в единицу, в ноль основного и с входами установки в единицу и в ноль вспомогатепьного триггеров, входная шина соединена, с первыми входами первых и вторых элементов И разрядов и соеди нена с входом первого элемента НЕ, выход которого соединен с первыми вхо дами третьих и четвертых элементов И разрядов и с входом второго элемента выход которого соединен с вторыми .вхо дами первых и вторых элементов И разрядов, в каждом разряде третьи входы первого и второго элементов И соединены соответственно с инверсным и прямым выходами вспомогательного триггера, вторые входьт третьего и четвертого элементов И соединены с ответственно с прямым и инверсным вы ходами основного триггера, в каждом младшем разряде каждый дополнительный вход первого элемента И соединен с соотвегствуюишм дополнительным входо второго элемента И и с.прямым выходом вспомогательного триггера соот ветствующего предьщушего разряда, в каждом старшем разряде каждый дополнительный вход первого элемента И соединен с соответствующим дополнительным входом второго элемента И и с прямым выходом вспомогательного триггера соответствующего младшего разр5ша из первой части младших ра&рядов, в каждый старший разряд введены две группы элементов И, выходы первой группы элементов И соединены с дополнительнь1ми входами установки в единицу основного триггера, дополнительные входы установки в ноль которо соединены с выходами элементов И вто группы, входная шина соединена с перв ми входами элементов И первой и втор групп, вторь:е входы элементов И кото рых соединены с выходами второго эл& мента НЕ, третьи входь элементов И первой и второй групп соединены соответственно с инверсным и прямым выхо дами вспомогательного триггера, дополнительный вход каждого элемента И первой группы соединен с дополнительным входом соответствующего элемента И второй группы и с прямь1М выходом вспомогательного триггера соответствующего младшего разряда . из второй части младших разрядов. Кроме того, счетчик импульсов на псхгенциальных элементах в каждом : старшем разряде основной триггер соде жит первую группу элементов переключения по количеству входов установки в единицу основного триггера и вт. рую группу элементов переключения по количеству входов установки в ноль основного триггера, входы установки в единицу и в ноль которого соединены с первыми входами элементов переклк чения соответственно первой и второй групп, выход каждого элемента переключения первой группы соединен с соответствующими дополнительными входами элементов переключения второй группы, выход каждого элемента переключения которой соединен с соот ветствующими дополнительными вхо-- дами элементов переключения первой группы, прямой и инверсный выходы основного триггера соединены соответственно с выходом одного из элементов . переключения первой и второй групп. На чертеже приведен трехразрядный счетчик импульсов на потенциальных элементах. Счетчик содержит основные триггеры 1,2, 3 соответственно первого, второго и третьего разрядов, вспомог;ательные триггеры 4, 5 и 6 соот ветственно первого 7., второго 8 и третьего 9 разрядов, элементы И 10- 19, элементы И 2О - 23, элементы 24 - 28 переключения, входную шину 28, элементы НЕ ЗО и 31. На чертеже входная шина 29 соединена с первыми входами элементов И 1О - 13 и 20 - 23 и с входом эле гента НЕ 30, выход которого соединен с первыми входами элементов ТЛ 14- 19 ис входом элемента НЕ 31, вход которого соединен с вторыми входами элементов И 1О - 13 и 2О - 23. Триггеры 1,2, 4, 5 и 6 содержат два элемента 24 переключения, в каждом из этих триггеров первые входы первого и второго элементов и переключения являются соот ветственно входами установки в единицу и в ноль триггера, выходы первого и второго элементов 24 i и переключения соединены соответственно с вторыми входами второго и первогб элементов переключения и являются соответственно прямым и инверсным выходами триггера. Выходы элементов И 10, 12, 14, 16 и 18 соединены соответственно с входами установки в единицу триггеров 1, 2, 4, 5 и 6, выходы элементов И 11, 13, 15, 17 и 19 соединены соответственно с входами установки в ноль триггеров 1, 2, 4, 5 и 6, третьи входы элементов 10, 12, 20 и 22 соединены соответственнс $1 с инверсными выходами триггеров 4, 5, н 6, прякыё выходы которых соединены соответственно с третьими входами элеменгов И 11, 13,21 и 23, четвертые входы элементов И 2О и 21 и элемеитов И 22 в 23 соединены соответственкно с прямыми выходами триггеров 4 н 5, входы установки в единицу которых соединены с выходами элементов И 14, 16, вторые входы которых соединены соатветственно с прямыми выходами три геров 1 и 2, инверсные аыходы которых соеа1шены соответственно с вторым входами элементов И 15 и 17, выходы которых соединены соответственно входами установки в ноль триггеров 4 и 5, выходы элементов И 2О и 21 сое динены соответственно первыми входами элементов 25 и 27 переключения, кото рые явл$0отся входами установки в едини цу триггера 3, входы установки в ноль которого соединены с первыми входами элементов 26 и 28 переключения и соединены соответственно с выходами элементов И 21 и 23, выходы элемен- тов 25 и 26 переключения являются соотве1чзтвешю прямым и инверсным выходами триггера 3 и соединены соответственно с вторыми входами элементов И 18 и 19, выход элемента 25 переключения соединен с вторыми входами элементов 26 и 28 переклю 1ения, выход первого из которых соединен с вторыми входами элеметгов 25 и 27 переключения, выход последнего с треть ими входами элементов 26 и 28 перекточения, выход последнего из которых соединен с третьими входами элементов 25 и 27 переключения. Счетчик работает следующим образом При поступлении, разрешающего сигнала на шину 29 основной триггер 1 переключается в состояние, противоположное состоянию вспомогательного триггера 4. Числр в основных триггерах таким образом, увеличивается на единицу. Состояние вспомогательных три1 геров при этом не изменится, так как н элементы И 14 - 19 подается запрещаю щий сигнал с выхода элемента НЕ ЗО. Остальные основные триггеры 2 и 3 пе реключаются в состояния, противоположные соответственно состоягиям вспомогательных триггеров 5 и 6 в том случае, ,если все вспомогательные триггеры в младших разрядах находятся в состоянии 1, По окончании разрешающего .сигнала, поступающего с шины 29 О9 счетчика, сигнал на выходе элеме та НЕ 30 становится разрешающим. Под действием этого сигнала вспомогательные триггеры устанавливаются в состояние, совпадаюш.ее с состояниями основных триггеров. Состояние основных триггеров при этом не изменяется, так как на элементы И 10-13 и 20-23 подается запрещающий сигнал с шины 29 счетчика и с выхода элемента НЕ 31, При поступлении очередного разрешающего сигнала на шину 29 счетчика во&можна ситуация, при которой вследствие задержки в элементе НЕ 30 сигнал, на выходе этого элемента остается разрещающим в т;5чение некоторого интервала времени bt, когда на шину 29 счетчика уже поступил очередной ра& решающий сигнал, Так как, кроме сигнала, nocTynaioщего с шины. 29 счетчика, на соответствующие входы элементов И 1О-13 и 20-23 поступает и сигнал после двойной инверсии элементов НЕ ЗО и 31, то результирующий разрешающий сигнал, действующий на входах элементов И ia-13 и 2О- 23, не перекрывается во времейи с разрешающим сиг налом, сформированным элементом НЕ 30 и действующим на входах элементов И 1419.. При поступлении второго сигнала на шину 29 счетчика будет установлен в состояние 1 триггер 2, при этом триггер 3 в старшем разряде 9 в состояние 1 не будет установлен, поскольку элемент И 22 закрыт сигналом из второго разряда 8 с единичного выхода вспомргательного триггера 5. В момент паузы между управляющими сигналами, поступающими на шину 29 счетчика, триггер 5 будтгт установлен в состояние 1, а триггер 4 в первом разряде 7 - в состояние О, При псютуплении третьего сигнала на шину 29 счетчика в состояние 1 будет установлен триггер 1, а триг- . гер 3 в состояние 1 не будет установлен, поскольку элемент И 20 закрыт запрещающим сигналом из первого разряда 7 с единичного выхода вспомогательного триггера 4, При поступлении четвертого сигнала на шину 29 счетчика будут одновременно сформированы сигналы на выходах элементов И 2О и 22, Указанные сигналы приведут к появлению разрешающего сигнала положительного уровня на вы71Оходах элементов 25 и 27 переключения, Так как на выходах элементов И 21-23 присутствуют нулевые сигналы, поскольку эти элементы закрыты запрещающим сигналом с единичного выхода триггера 6 J то на входах элементов 26 и 28 переключения все сигналы будут разре шающими. При этом триггер 3 переключается в состояние сигналом с его единичного выхода подготавливается элемент И 18, а элемент И 19 закрььвается, В паузе между сигналами, поступающими на шину 29 счетчика, триггер 6 переходит в состояние 1, как было рассмотрено выше для триггеров 4 и 5 в младших разрядах 7 и 8, Далее, при поступлении очередного сиг нала на шину 29 счетчика триггер 3 в старшем разряде 9 переходит в соотояние О, так-как оба сигнала навыходах элементов И 21 и 23 будут единичными. Время появления сигналов на выходах элементов 25-28 переключения в триггере 3 от момента поступления управляющего сигнала на входы элеме тов И 20-23 не превышает времени появления сигналов на .выходах элемеН;тов и в триггерах 1 и 2 первых двух разрядов 7 и 8 от момен9та поступления сигнала на входы эл&ментов, И 1О-1з с входа 29 счетчика и с выхода элемента НЕ 31. Тем самым при увеличении числа разрядов быст родействие счетчика сохраняется aevisменным. Таким образом, введение в описанный счетчик элемента И 22 на единичном входе и элемента И 23 на нулевом входе и дополнительных элементов 27 и 28 переключения в триггере 3 позволяет выполнить элементы И 2О-23 на.входе триггера 3 в старшем разряде 9 основного регистра с числом входов, не превышающим числа входов в элементах И 12 и 13 на входах триггера 2 во втором разряде 8, Это позволяет более чем вдвое увеличить разрядность счетчика . при заданном числе входов И в элементах И, установленных на установочных входах основных триггеров, а также в элементах 24-28 переключения, иопользуека 1Х в триггерах основного регистра, А, Технико-экономический эффект предлагаемого устройства по сравнению с иэвестным заключается в увеличении бсмлее чем вдвое числа разрядов счетчика при сохранении его быстродействия.