Счетное устройство Советский патент 1983 года по МПК H03K21/08 

элемента ИЛИ, входами сброса первых К разрядов второго счетчика и четвертым входом блока управления, пятый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ, а шестой - с выходом переноса, из К-го разряда второго счетчика/ куда подключен также второй вход второго дополнител ного элемента И, выход которого соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ, .

2, Устройство по. п. 1, отличающееся тем, .что блок управления содержит первый, второй и третий триггеры, первый, второй, третий и четвертый элементы И, элемент ИЛИ, вход первого триггера соединен с первым входом блока управления, инверсный .выход первого триггера - с первым клходом блока управления, первый вход второго триггера подключен к второму входу блока управления, прямые выходы первого . и второго триггеров соединены соотвественно с первыми входами первого и

второго Элементов И, вторые входы которых подключены к третьему входу блока управления, а выходы - соответственно к второму и третьему .выходу ;блока управления, к четвертому выходу которого подключен инверсный выход третьего триггера, к пятому инверсный выход второго триггера, а к шестому - выход третьего элемента И, который первым входом соединен с шлходом первого элемента И, вторым входом - с инйерсным выходом второго триггера, а третьим входом - с информационным входом третьего триггера и первым входом четвертого элеMeHTk И, который выходом соединен с первым входом элемента ИЛИ, выходом соединенного.с вторыми входами первого и второго трягтеров и входом установки третьего триггера, а второ вход элемента ИЛИ подключен к четвер му входу блока управления, к пя- тому и шестому входам котсфого подключены соответственно первый и второй входы четвертого элемента И

1.СЧЕТНОЕ УСТРОЙСТЮ, содержащее первый счетчик, блок управления, :элементы И первой,второй и третьей групп, элементы ИЛИ вспомогательный элемент И, входной элемент И, выход и первый вход которого соединены соответственно с входом первого счетчика и счетным входом устройства, а второй вход входного элемента И соединен с первым выходом блока управления, пераый и второй входы которого соединены с управляющими входами устройства, третий вход со счетным входом устройства, выходы элементов И второй группы соединены с первыми входами .соответствующих элементов ИЛИ, счетный вход и прямой выход каХдого раэряда первого счетчика соединены соответственно с первым и вторым входами соответствующего элемента и первой группы своего разряда, выход элемента И первой группы каждого из разрядов первого счетчика от (К-2)-го до (S-l)-ro соединен с пералм входом соответствующего элемента ИЛИ, выходом соедиг ненного .со счетным входом следующего разряда первого счетчика/ о т л и - . ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и погашения надежности, в устройство введены второй S-раэрядный счетчик, элемент ЙЛИ-НЕ, первый и второй дополнительные элементы И, выход переноса из К-го разряда второго счетчика, где К определяется из соотношения S 2 + + К, соединен с первым входом вспомогательного элемента И, который выходом соединен со счетным входом (К + 1)-го разряда второго счетчика, счетный вход которого подключен к второму выходу блока управления, первый вход каждого i-ro элемента И второй группы, где i 1,2,..., (S-K)f соединен с прямым каходом (К + i)-то разряда второго счетчика и соответствующим входом элемента ИЛИ-НЕ, второй вход соединен с входом сброса (К + i)-ro разряда второго счетчика и выходом

Изобретение относится к вычислительной и импульсной технике и может быть использовано в системах уплотненной передачи информации с ШИМ-АИМ модуляцией, в многоканальных цифровы измерительных и регистрирухяцих приборах, в электронных таймерах, пересчетных схемах. Известно счетное устройство, содержащее основной счетчик, регистратор числа импульсов, заполненный в виде, регистра сдвига, вход управлени которого связан с блоком управления, на его информационный :вход поступают входные импульсы через первый клапан, а выход соединен с полусумматором, на другой вход котсЧ)ого поступают входные импульсы через второй клапан выход суммл полусумматора свя зан со счетным входом разряда через сборку, другой вход которой связан с выходом первого разряда счетчика Cl3. Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности: оно допускает сравнительно небольшое число выборок, потому что для восстанозэления числа входных импульсов в счетчике после выборки необходимо количество входных импульсов, равное количеству раз рядов в регистре сдвига. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является счетное устройство, содержащее счетчик, первый и второй элементы ИЛИ, блок управления, элементы И трех, групп, элементы ИЛИ, вспомогательный элемент И, входной элемент И,выход и первый вход которого соединены соответственно с входом первого счетчика и счетшлм входом устройства, второй вход- с первым выходом блока управ енИя, первый и второй входы которого соединены с управляющими входами устройства,, третий вход - со счетным входом устройства, выходы элементов И второй, группы соединены с первыми входами соответствующих элементов ИЛИ, сч.етный вход и прямой выход каждого разряда счетчика соединены соответственно с первым и вторым входами соответствующего элемента И первой 1руппы своего разряда, выход элемента И первой группы каждого из разрядов счетчика от (К-2)-го до (S-l)-ro соединен с першлм/входом соответствукяцего элемента ИЛИ, выходом соединенного :. со счетным входом следующего разряда первого счетчика C2J. Недостатком известного устройства I являются ограниченные функциональные возможности в случае высоких частот входных импульсов. Так, уже при числе импульсов больше 40, восстановление числа импульсов в основном счетчике происходит максимум через 16 входных импульсов после окончания выборки, что снижает возможное число .выборок из устройства. Кроме того, ., емкость реверсивного регистра сдвига должна обеспечивать запись максималь ного числа импульсоб за максимальное время выборки, что при числе импульсов больше 20 приводит к большим аппаратурным затратам- на регистр, усложняет устройство и снижает его надежность. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение надежности. Для достижения этой цели в -счетно устройство,содержащее перЕкй счетчик блок управления, элемёйтьа И первой, второй и третьей групп, ИЛИ вспомогательный элемент И, входной элемент И, выход и первый вход которого . соединены соответственно с входом первого счетчика и счетным входом устройства, а второй вход входного элемента И соединен с первым выходом блока управления, первый и, второй входы которого соединены суправляющими входами устройства, третий вход - со счетным входом устройства, элементов и второй груп пы соединены с первыми входами соответствующих элементов ИЛИ, счетный вход и прямой выход каждого разряда первого счетчика соединены соответст венно с первым и вторым входами соот ветствующего элемента И первой группы своего разряда, выход элемента И первой группы каждого иэ разрядов пе вого счетчика от (К - 2)-го до (S - 1)-го соединен с первым входом соответствующего элемента ИЛИ, выходом соединенного со счетным-.входрм i следующего разряда первого счетчика, введелы второй 8-ра:зрядный счетчик, элемент ИЛИ-НЕ, первый и второй дополнительные элементы И, выход переноса из К-го разряда второго счетчик где К определяется из соотношения S 2 + К, соединен с першам, входом вспомогательного элемента И, который выходом соединен со счетным входом (К + 1)-го разряда второго счетчика. счетный вход которого подключен к второму выходу блока управления, пер вый вход каждого i-ro элемента И второй группы, где i 1,2,..., (S - К), соединен с прямым выходом . (К 4 i)-ro разряда второго счетчика и соответствующим входом элемента . ИЛИ-НЕ, второй вход соединен р входом сброса (К + i)-ro разряда второг счетчика и выходом (1 - 1)-го элеме та И третьей группы, причем второй вход первого элемента И второй группы и вход сброса (К + 1)г-го разряда второго счетчика соединены с третьим выходом блока управления, выход каждого i-ro элемента И второй группы соединен с вторым входом (1 « 1)-го элемента ИЛИ, первый вход каждого i-ro элемента И третьей группы соединен с инверсным выходом (К + 1)-го разряда второго счетчика, а второй вход - с входом сброса (К + 1)го разряда второго счетчика, первые входы первого и второго дополнительKJx элементов И соединены с четвер-j тым выходом блока управления, пятый выход которого соединен с вторым входом вспомогательного элемента И, а шестой - с входом установки (К f i) го разряда второго счетчика, второй вход первого дополнительного элемента И соединен с вторым выходом блока управления, третий вход - с выходом элемента ИЛИ-НЕ, четвертый вход с инверсным выходом К-го разряда вто рого счетчика, остальные входы - соответственно с прямыми вьлходами разрядов от первого до (К - 1)-го второго счеТчика, а выход первого дополнительного элемента И соединен с pbJM входом первогЬ элемента ИЛИ, входами сброса первых К разрядс в второго счетчика и четвертым входом блока управления, пятый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ, а шестрй - с выходом переноса из К-го разряда,второго счетчика, куда подключен также второй вход второго дополнительного элемента И, выход которого соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ. Кроме того, блок управления содержит первый, второй и третий триггеры, четыре элемента И, элемент ИЛИ, первый вход первого триггера соединен с первым входом блока управления, инверсный выход первого триггера с первым выходом блока управления, первый вход второго триггера подключен к второму входу блока управления, прямые выходы первого и второго триггеров соединены соответственно с первыми входами первого и второго элел-;) ментов И, вторые входы которых подключены к третьему входу блока управления, а выходы - соответственно к второму и третьему выходгкм блока управления, к четвертому выходу которого подключен инверсный выход третьего триггера, к пятому - инверсный выход второго триггера, а к шестому выход третьего элемента И, который первым входом подключен к выходу первого элемента И, вторым - к инверсному выходу второго триггера, а третьим - к информационному входу третьего триггера и к первому входу четвертого элемента И, который выходом соединен с пёрвЫм входом элемента ИЛИ, выходом соединенного с вторыми входами первого и второго тригге- . ров и с входом установки третьего Триггераj а второй вход элемента ИЛИ соединен с четвертым входом блока управления, к пятому и шестому входам которого подключены соответственно первый и второй входы четвертого элемента И.

На чертеже приведена, структурная схема счетного устройства.

Счетное устройство содержит первы счетчик 1., блок 2 управления, второй счетчик 3, вспомогательный элемент И 4, элементы И 5. 1 - 5 S + 1, 6 1-6 8- К, S соответственно первой, второй, третьей групп, дополнительные элементы ИЛИ , первый и второй дополнительные элементы И j 9 и 10, элемент ИЛИ-НЕИ и входной элемент И 12, выход и первый вход которого соединены соответственно с входом счетчика 1 и счетным входом 1 устройства , второй вход элемента 12 соединен с первым выходом 14 блока

2,первый и второй входы 15 и 16 которого соединены с управляющими входами устройства, а третий вход -г со счетным входом 13 устройства, второй выход 17 блока 2 соединен со счетным входом второго S-разрядного счетчика

3,в котором выход переноса иэ К-го раэряда соединен с первым входом вспомогательного элемента И 4, выходом соединенного со счетным входом (К + 1)-го раэряда счетчика 3, вход сброса которого соединен с третьим выходом 18 блока 2. Первый вход и прямой выход каждого раэряда первого счетчика 1 соединены соответственно

с первым и вторым входами соответст вующего элемента 5, выход которого является кдходом переноса в следующий разряд счетчика 1, причем выход переноса каждого из разрядов счетчика 1 от (К - 1)-го до (S - Drro соединен с вторым входом соответствующего элемента 8, который выходом соединен со счетным входом последующего раэряда счетчика 1. Первый вход каждого i-ro элемента б, где , 2, ...,{8 -К), соеда1нен с прямым выходом (К + 1)-го разряда , второго счетчика 3, второй вход с входом сброса (К + i)-ro разряда счетчика 3 и выходом (1 - элемента, выход кёикдого 1-го элемент 6 соединен с первым входом (1 I)го дополнительного элемента 8, первый и второй входы каждого 1-го эле мента 7 соединены соответственно с инверсным выходом и входом сброса ( (К + 1)-го разряда счетчика 3. Четве тый выход 19 блока 2 соединен с входами элементов 9 и 10, пятый выход 20 - с вторым входом вспомогательного элемента 4, шестой выход 21 - с входом установки (К -ь 1)го разряда второго счетчика 3.-Второй вход первого дополнительного элемента 9 соединен с выходом 17 блока 2, третий - с выходом элемента 11, который входгши соединен с пряьшми

выходами разрядов от (К + 1)-го до 8-го второго счетчика 3, инверсный выход К-го разряда и прямйе выходы разрядов от первого до (К -1)-го которого соединены с остальными входами .дополнительного элемента 9, выход которого соединен с вторым входом первого элемента 8-1, входами сброса первых К разрядов счетчика 3 и четвертым входом 22 блока 2, пятый вход 23 которого соединен с выходом элемента 11, а шестой вход 24 с выходом переноса из К-го разряда второго счетчика 3, куда подключен также второй вход второго дополнительного элемента 10, выход которого соединен с третьим входом второUro элемента 8-2.Блок 2 управления содержит первый второй и третий триггеры 25, 26 и 27, первый,второй, третий и четвертый:, элементы И 28 - 31 и элемент ИЛИ 32, причем первые входы первого I25 и второго 26 триггеров соедине ны соответственно с перйлм и вторым входами 15 и 16 блока 2., их прямые выходы соединены с первыми входами соответственно.первого и второго элементов И 28 и 29, которые вторыми входами соединены с третьим входом 13 блока 2, к первому выходу 14 которого подключен инверсный выход тригера 25, к второму и третьему выходам 17 и 18 блока 2 подключены выходы соответственно первого 28 и второго 29 элементов И, к четвертому выходу 19 блока 2 подключен инверсный выход третьего триггера 27, к пятому выходу 20 - инверсный выход второго триггера 26, к шестому выходу 21 - выход третьего элемента 30, который первым входом подключен к выходу первого элемента 28, втоТ ам входом соединен с инверсным выходом второго триггера 26, а третьим входом - с информационным входом третьего триггера 27 и первым входом четвертого элемента 31, который вы-. ходом соединен с первым входом элемента 32, выходом соединенного с вторыми вхо;цами триггеров 25 и 26 и с входом установки триггера 27, а вторым входом - с четвертым входом 22 блока 2, к пятому и шестому входам 23 и 24 которого подключены соответственно першлй и второй входы четвертого элемента 31.

.Устройство работает следующим образом.

В режиме счета счетчик 3 сброшен, в нуль, сброшены также триггеры 25 и 26 блока 2, триггер 27 которого установлен в единицу. Входные импульсы со счетного входа 13 устройства поступают на счетный вход счетчика 1 через открытый элемент 12. Элементы 5 первой группы и элементу 8 образуют цепь сквозного переноса счетчика 1. Импульс начала выборки поступает на вход 15 блока 2 управления и устанавливает триггер 25 в единицу, при ртом элемент 12 закрывается, но открывается элемент 28, через который все последующие входные импульс с выхода 17 блока 2 поступают на счетный вход второго счетчика 3/ в котором производится подсчет числа входных импульсов за время выборки из счетчика 1. Сигнал конца выборки поступает на вход 16 блока 2 и устанавливает триггер 26 этого блока в единицу. Начинается процесс восстановления полного числа входных импульсов в основном счетчике 1 путем приведени числа L импульсов в счетчике 3 к ближайшему большему числу Н, кратному 2, и суммирования числа Не содержимым счетчика 1. Любое число Н, кратное 2 , можно представить в виде Н - Сн2 + с + Со 2 + ,К+г где Cjj, С ,.. ., весовые коэффи циенты, приним ющие значения нуля либо единицы . Прибавление в счетчик 1 числа 2 можно осуществить путем переноса входного импульса на счетный вход (г + 1)-го разряда счетчика 1. Таки образом, любое число Н, кратное 2, может быть почленно просуммировано с содержимым счетчика 1 путем переноса входны.х импульсов на входы COO ветствующих разрядов счетчика 1, в зависимости от значений коэффициент С за дополнительное число импульсов i г. Описанные действия осуществляются в устройств.е следующим образом. Первый после начала выборки вход ной импульс с выхода элемента 28 поступает и на вход элемента 30, проходит .его, поскольку на выходе элемента 11 присутствует единичный потенциал , и поступает на вход установки (К + 1)-го разряда второг счетчика 3, при этом последующие входные импульсы не проходят через элемент 30, поскольку на выходе Элемента 11 устанавливается нуль. Таким образом, содержимое счетчика 3 с приходом первого счетчика импульса увеличивается сразу же на число и после окончания выборки в счетчике 3 присутствует код числа L + 2, где L - количество поступивших за время выборки входных импульсов, при этом оказывается, что единичные или нулевые состояния разрядов счетчика 3 от (К .+ 1)-го до S-ro соответствуют значениям весовых коэффициентов соответственно Сда, С,..., С числа Н, ближайшего большего к числу L и кратного 2 , а для дополнения числа L к числу Н необходимо пЬдавать дополнительное . , число входных импульсов до появления импульса переноса из К-го разряда счетчика 3 в (К + 1)-й разряд. Нап ример, есЛи К 2, то при числе входных импульсов L 22 в счетчике 3 устанавливается двоичный код числа L + 2 22 + 4 26, который имеет вид 11010, и тогда соответственно .. и число Н 1 22+1 +1 8 + 16 24. Для дополнения числа L к числу Н необходимо пЬдать дополнительно еще два входных импульса, второй из них вызывает перенос из второго разряда Ьчетчика 3 в третий. . . Сигнал конца выборки поступает на вход 16 блока 2 и. устанавливает . триггер 26 в единицу, при в . счетчике 3 записано число/входных импульсов за время выборки L + 2, состояния разрядов от (К +1)-го до S-ro которэго соответствуют весовым коэфициентам числа Н. Последующими входными импульсами производится почленное суммирование числа Не содержикым счетчика 1 слег(ующим образом: после установки триггеру 26 в единицу .нулевой потенциал его инверсного выхода через выход 20 блока 2 блокирует перенос в (К + 1)-й разряд счетчика 3. Первый после сигге нала конца выборки входной импульс проходит через элемент 29 и с выхода 18 блока 2 поступает на второй вход первого элемента Б, первый вход которого соединен с прямым выходом (К + +.1)-го разряда счетчика 3. Если {К + 1)-й разряд счетчика 3 в единице, что соответствует коэффициенту Сд в числе Н равному единице, то данный входной импульс с выхода первого элемента 6 поступает на первый вход второго элемента 8, проходит на счетный вход (К + 1)-го, разряда первого счетчика 1, тем самым прибавляя в счетчик 1 число 2. Задний фронт этого же входного импульса, поступающего и на вход сброса (К +1)го разряда счетчика 3, сбрасывает данный разряд в нуль. В случае нулевого состояния (К + 1)-го разряда счетчика 3 данный входной импульс через первый элемент 7 поступает на (К + 2)-и разряд счетчика 3,если тот в единице, то импульс .проводит действия, аналогичные -единичному состоянию .(к + 1)-го разряда, если этот разряд ,в нуле, импульс поступает на (К -4- 3)-й разряд и т.д. Для суммирования числа Н с содержимым счетчика 1 необходимо число допол- .

нительных после выборки импульсов, равное числу единичных состояний .от (К + 1)-го до S-ro разрядов счетчик ка 3..

Сигналом окончания суммирования числа Н с содержимым счетчика 1 яв- 5 л яется появление единицы на выходе элемента 11.

Если.суммирование числа Н закончилось до прихода Н-го с начала выборки входного импульса, который Q вызывает импульс на выходе переноса из К-го разряда счетчика 3, то данный импульс переноса поступает на вход 24 блока 2, проходит через элемент 31, элемент 32 на входы сброса триг- g геров 25 и 26, при этом своим задним фронтом сбрасывает их,схема возвращается в исходное состояние.

Если к прихЬду Н-го с начала выборки входного импульса число Н полностью не просуммировано с содержи1 1М счетчика 1, то число импульсов с начала выборки приводится к значениям Н + , либо к Н + 2if, в зависимости от того, до какого из приведенных чисел заканчивается сумми- рование числа Я с содержимым счетчика 1 Производится это следующим образом. Н-й с начала клборки входной импульс вызывает импульс переноса из К-го разряда счетчика 3, который не 30 проходит через элемент 31, а своим задним фронтом на входе синхронизации триггера 27, у которого на инфор. мацйонном входе присутствует нулевой потенциал выхода элемента 11, 35 производит установку триггера 27 в нуль;. При этом единица его инверс- , ного выхода поступает на первые входы элементов 9 и 10. Если до прихода 2 -го после Н-го входного импуль- 40 са заканчивается суммирование числа Н, то (2 - 1)-й после Н-го входной импульс готовит к ОТКРЫТИЮ элемент 9,инверсный выход К-го разряда и прямые выходы разрядов от первого дс до (К - 1)-1о счетчика 3 находятся в логических;единицах, и после Н-го входной импульс -проходит через элем€;нт 9, поступает на первый вход первого дополнительного элемента. 8 и через его выход на счетный вход разряда счетчика 1, прибавляя тем самым еще число .. в счетчик 1. Импульс с выхода элемента 9 также поступает на входы сброса первых К разрядов счетчика 3 и сбрасз:1вает их 55 в йуль, а с выхода 22 блока 2 через

элемент 32 своим задним фронтом сбрасывает в нуль триггеры 25 к 26 к устанавливает в единицу триггер 27. Схема приходит в исходное состояние.

В том случае,если до прихода 2-ч-го после Н-го входного импульса число Н не просуммировалось полностью с содержимым счетчика 1, оно обязательно должно просуммироваться до прихода после Н-го импульса, поскольку поставлено условие S 2 + К и число Н может иметь максимум 2 членов. после Н-го входной импульс возбуждает импульс переноса из К-го разряда счетчика 3 который проходит через второй дополнительный элемент 10, второй элемент ИЛИ 8 2 на счетный вход (К +1)-го разряда счетчика 1, тем сакым в счетчик 1 прибавляется еще 2. Данный импульс переноса через элемент 31, элемент 32 сбра;сывает триггеры 25 k 26 в нули, а триггер 27 устанавливает в единицу. Схема приходит в исходное состояние.

При использовании в счетчике 3 максимально вЬэможного числа разрядов S для заданного К : S 2 + К, йчетчик 3 Может использоваться для фиксации максимального числа импульсов N 2(2 - 1)-1, при этом для восстановления полного -числа импульсов в счетчике 1 после выборки необходимо дополнительное число ими пульсов, максимум равное 2 + 2.

Таким образом, технико-экономическим эффектом предлагаемого устройства является расширение функциональны возможностей, поскольку оно допускае большое чцспо выборок из устройства. Увеличение возможного числа выборок достигается за счет более «йлстрого восста ювления полного числа входных импульсов после выборки в основном счетчике.

Предложенное устройство проще по выполнению в сравнении с базовым объектом. Для фиксации эа время выборки максимального числа входных импульсов R . 2 в базовом объекте .. необходим реверсивный регистр сдвига с числом разрядов К,- в то время как в предложенном устройстве испольэуется счетЧик с числом разрядов S Р 4 . Кроме того, в предложенном устройстве отсутствуют инверторы, используется меньше на одну группу элементов И.