Счетчик импульсов Советский патент 1983 года по МПК H03K23/02 

Изобретение относится к цифровы устройствам и предназначено для по мехоустойчивого счета импульсов, а также в качестве помехоустойчивых рас17ределителей импульсов и пересчетных схем. Известен помехоустойчивый двоич ный счетчик импульсов, содержащий входную шину, двоичные разряды и блок кодирования 1 . Недостатки данного устройства неоднородная структура блока кодирования, что приводит к существенн му увеличению аппаратурных затрат для реализации блока крдирования при увеличении разрядности счетчика, и индикация не всех сбоев счет чика. Известен счетчик импульсов, сод жащий входную шину и п разрядов, каждый из которых содержит многоус тойчивую пересчетную схему и элемент И, выход которого соединен с nepBfjM входом первого элемента И последующего разряда, входная.шина соединена с первым входом первого элемента И первого разряда -и счетны входом многоустойчивой пересчетной схемы первого разряда, один из выхо дов многоустойчивой пересчетной схе мы которой соединен с вторым входом элемента И, в каждом разряде, кроме первого, первый и второй входы элемента И соединены соответственно со счетным входом и одним из выходов многоустойчивой пересчетной схемы Недостатками известного устройст ва являются низкая помехоустойчивость и отсутствие возможности обна ружения ошибок. Цель изобретения - повыпюние надежности счетчика. Для достижения поставленной цели в счетчике импульсов, содержащем входную шину и п разрядов, каждый из которых содержит многоустойчивую пересчетную схему и первый элемент выход которого соединен с первь входом первого элемента И последующего разряда, входная шина соединена с первым входом первого элемента И первого разряда, в каждый разряд введены второй элемент И и сумматор, первая группа входов которого соединена с выходами миогоустойчивой пересчетной схемы, вход установки в нуль и счетный вход которой соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, первый вход последнего из которых соединен с nepBfcw входом первого элемента И, выходы сумматора соединены с второй группой входов сумматора предыдущего разряда, один из выходов сумматора которого, соответствую1иий цифре, являющейся контрольным числом, соединен с вторым входом первого элемента И и инверсным входом второго элемента И. На фиг.1 представлена блок-схема счетчика импульсов, на фиг. 2 один из разрядов счетчика импульсов с контрольным числом В равным двум; на фиг. 3 - схема пятиразрядного счетчика импульсов с контрольным числом f равным единице. Схема .счетчика импульсов содержит разряды 1-3 счетчика импульсов, многоустойчивые пересчетные схемы 1-1-1-3 соответственно разрядов 1-3 счетчика импульсов, сумматоры 2-1-2-3 соответственно разрядов 1-3 счетчика импульсов, элементы И 3-1-3-3 и 4-1-4-3, входную шину 5, выходные 1чины 6-1-6-3 соответственно разрядов 1-3 счетчика импульсов. Выходы многоустойчивых пересчетных схем 1-1-1-3 соединены соответственно с первыми группами входов сумматоров 2-1-2-3, выходы последних двух из которых соединены соответственно с вторыми группами входов сумматоров 2-1 и 2-2, выходы элементов И 4-1-4-3 соединены соответственно со счетными входами многоустойчивых пересчетных схем 1-1-1-3, входы установки в ноль которых соединены соответственно ск.выходами элементов И 3-1-3-3, выходы сумматоров 2-1-2-3; соответствующие цифре,являющейся контрольным числом, соединены соответственно с первыми входами элементов И 3-1-3-3 и соединены соответственно с инверсными входами элементов И 4-1-4-3, прямые входы которых соединены соответственно с вторыми входами элементов 3-1-3-3 и соединены соответственно входной шиной 5 и выходами элементов И 3-1 и 3-2, контрольные выходы сумматоров 2 i-2-3 соединены соответственно с выходными шинами 6-1-6-3. С помощью сумматоров 2-1-2-3 происходит суммирование цифр всех разрядов счетчика. Эта сумма при правильном функционировании счетчика не должна превыяать некоторого контрольного числа. О его достижении в счетчике информирует сигнал на выходе наибольшей цифры одного из сумматоров. Если сумма цифр разрядов счетчика превышает контрольное число, это свидетельствует о перехо- де счетчика в запрещенное состояние и появлении ошибки (сигнала на однрй из шин 6-1-6-3). Для организации переносов и счета служат элементы И 3-1-3-3,4-1-4-3. Перенос произойдет в том случае, если в одном из сумматоров появится сигнал на выходе его наибольшей цифры. По этому сигналу при поступлении счетного импульса на входную шину через соответствующие элементы И произойдет сброс соответствующей сумматору многоустойчивой пересчетной схемы в ноль и прибавится едини ца к пересчетной схеме соседнего ст шего разряда. Устройство по фиг.1 работает еле дующим образом. Сигнал с выхода многоустойчивой пересчетной схемы, например 1-2, соответствующий какой-то цифре (номеру состояния), поступает на один из входов сумматора 2-2,на один из вторых уходов которого поступает сигнал с одного из выходов сумматора 2-3 старшего разряда 3. Если сум ма цифр рассматриваемого и старших разрядов счетчика равна контрольном числу (в этом случае младмие разряд счетчика при его правильном функцио нировании равны нулю),на соответствующем выходе сумматора 2-2 вырабат Бается сигнал, поступающий на прямой и инверсный входы соот ветственНо. Тем самым запрещается поступле ние счетного импульса на счетный вход многоустойчивой пересчетной схемы 1-2 и производится установка ее в ноль по входу .установки в ноль а в соседнюю старшую многоустойчивую пересчетную схему 1-3 по счетному импульсу добавляется единица. {Если на выходе, соответствующем кон трольному числу сумматора 2-3, не появляется, то на этом прюцесс образования единицы переноса ;и счета по данному счетному импульсу оканчивается. В том случае, когда на выходе, соответствующем контрольному числу сумматора 2.-3, появляется сигнсш то в соответстви с рассмотренным алгоритмом происходит установка в ноль соответствующей ему пересчетной схемы 1-3 и передача единицы в старший соседний разряд. Число состояний N рассматриваемого счетчика определяется биномиальным коэффициентом Jc (n-k) k где n-k - контрольное число; k - число разрядов счетчик при k 4;n 6N C6- -jy 1 е 6-4 2 Разрешенные последовательные состояния счетчика для указанных k и п имеют вид: 0000, 0001, 0002, 0010, ООН, 0020, 0100, 0101, 0110, 0200, 1000, 1001, 1010, 1100, 2000. Так как число состояний счетчика определяется биномиальными коэффици ентами, то легко осуществить переход от состояния биномиального счехчика к соответствующему сочетанию из п, цифр. Один разряд предлагаемого счетчика с контрольным числом Р 2 содержит двоичный счетчик 7, дешифратор 8, элементы И 9 и 10, входную шину 11, матрицу. 12 элементов И 12-1-12-9, матрицу 13 элементов ИЛИ 13-1-13-3, выходную шину 14, входные шины 15-1-15-3 и выходные шины 16-1-16-3. Входная шина 11 соединена с прямым входом элемента И 10 и первым входом элемента И 9, выходы которых соединены соответственно со счетньм входом и входом установки в ноль счетчика 7, выходы которрго соедине.ны с входами дешифратора, выход которого соответствующий первому числу, соединен с первыми входами элементов И 12-1-12-3, выход деи Ифратора 7, соответствующий второму числу, соединен с первыми входами элементов И 12-4-12-6, выход дешифратора 7, соответствующий третьему числу, соединен с первыми входами элементов И 12-7-12-9, входная шина 15-1 соединена с вторыми входами элементов И 12-1, 12-4 и 12-7,входная шина 15-2 - с вторыми входами элементов И 12-2, 12-5 и 12-8,входная шина 15-3 - с вторыми входами элементов И 12-3, 12-6 и 12-9, входы элемента ИЛИ 13-1 .соединены с выходами элементов И 12-2 и 12-4, входы элемента ИЛИ 13-2 - с выходами элементов И 12-3, 12-5 и 12-7, входы элемента ИЛИ 13-3 - с выходами элементов И 12-6, 12-8 и 12-9, выходные шины 16-1, 16-2, 16-3 и 14 соединены соответственно с выходами элемента И 12-1, элементов ИЛИ 13-1-13-3, выход элемента ИЛИ 13-2 соединен с вторым входом элемента И 9 и инверсным входом элемента И 10. Матрица 12 элементов И 12-1-12-9 и матрица 13 элементов ИЛИ 13-1-13-3 составляют сумматор. Счетчик 7 идешифратор 8 составляют многоустойчивую пересчетную схему. Выходные шины 16-1-16-3 являются выходами соответственно первого, второго и третьего чисел сумматора, на входные шины 15-1, 15-2 и 15-3 поступают соответственно, сигналы с выходных шин 16-1, 16-2 и 16-3 старшего разряда, на выходной шине 14 появляется сигнал ошибки в случае сбоя счетчика. Если контрольное число Р 1 то предлагаемое устройство выполняет функции помехоустойчивого сдвигакицего рёгйстра. Пятиразрядный сдвигающий регистр (кольцевой счетчик),содержит триггеры 17-1-17-5,полусумматоры 18-1-18-4, элементы И 19-1-19-5 и 20-1-20-5, элемент ИЛИ 21, элемент И-НЕ 22, входную шину 23, шину 24 установки и выходную шину 25. Выходная шина 25 соединена с выходом элемента И-НЕ 22, входы котор го соединены с выходами переносов п лусумматоров 18-1-18-4, первые входы которых соединены соответственно с прямыми выходами триггеров 17-1-17-4, входы которых соед нены соответственно с выходами элементов 19-1-19-4, соединены соответ ственно с тактовыми входами триггеров 17-2-17-5, соединены соответственно с прямыми входами элементов И 20-2-20-5 и соединены соответ ственно с первыми входами элементов И 19-2-19-5, вторые входы полусумматоров 18-1-18-4 соединены соот ветственно с выходами суммы полусум маторов 18-2-18-4 и прямым выходом триггера 17-5, соединены соответственно с вторыми входами элементов И 19-2-19-5 и соединены соответственно с инверсными входами элементов И 20-2-20-5, выходы которых Соединены соответственно с входами К триггеров 17-2-17-5, вход последнего из которых соединен с выходом элемента И 19-5 и первым входом элемента ИЛИ 21 выход которого соединен с входом К триггера 17-1, вход установки в единицу которого соединен с входами установки в. ноль триггеров 17-2-17-5 и шиной 24 установки, входная шина 23 соединена с тактовым входом три.ггера 17-1, прямым входом элемента И 20-1 и первым входом элемента И 19-1, второй вход которого соединен с инверсным входом элемента И 20-1 и выходом суммы полусумматора 16-1. По сигналу, поступающему по шине 24 установки, происходит установка в единицу триггера 17-1 млади его разряда и в ноль триггеров 17-2-17-5 всех старишх разрядов. С приходом синхроимпульса, по шине 23 происходит сдвиг единицы с младшего разряда в старший.При наличии 1 в самом старшем разряде и приходе следующего синхроимпульса указанная единица через элемент ИЛИ 21 заносится в младший разряд и цикл повторяется. Если появляется несколько единиц в счетчике, то на одном или несколь-, ких выходах суммы полусумматоров появляются сягналы ошибки. Эти сигналы объединяются элементом И-НЕ 22, на выходе которого индицируется сигнал ошибки. Предлагаемый кольцевой счетчик обнаруживает любые ошибки типа . Таким образом, введенные конструктивные, признаки обеспечивают повышение надежности счетчика эа счет сравнения с контрольным числом, превышение которого свидетельствует о наличии ошибки.

СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ, содержащий входную шину и п разрядов, каждый из которых содержит многоустойчивую пересчетную схему и первый элемент И, выход которого соединен с первым входом первого элемента И последующего разряда, входная шина соединена с первым входом первого элемента И первого разряда, 6 т л ичающийся тем, что, с целью повышения надежности, в каждый разряд введены второй элемент И и сумматор, первая группа . вЬсодов которого соединена с выходами многоустойчивой пересчетной схемы, вход установки в нуль и счетный вход которой соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, первый вход последнего из которых соединен с первым входом первого эле- мента И, выходы сумматора соединены с второй группой входов сумматора предыдущего разряда, один из выходов сумматора которого, соответствующий цифре, являющейся контрольным числом, соединен с вторым входом первого элемента И и инверсным входом второго элемента И.