Синхронный счетчик Советский патент 1985 года по МПК H03K23/40 

Изобретение относится к цифровой вьмислительной технике, классу двоич ных счетчиков с естественньм порядком счета, и может быть использовано в быстродействующих многоразрядных микроэлектронных цифровых устройствах. . Цель изобретения - .повьшение надежности за счет устранения опасных состояний. Счетчик может быть построен также из одинаковых счетных групп без использования дополнительных элементов На чертеже изображен синхрониьш счетчик при четырех счетных группах в нем. Синхронный счетчик состоит из счетных групп, каждая изкоторых содержит N-разрядньй двоичньш счетчик (1,1-1.4) с параллельным переносом, JK-триггер (2.1-2,4) и первый элемент (3,1-3,4) И, входы которого под ключены к выходам всех, кроме первого, разрядов двоичного счетчикас параллельным переносом данной счетной группы, а выход - к Л-входу ДКтриггера данной счетной группы, причем R-входы двоичных счетлчиков с параллельным переносом и JK-триггеров всех счетных групп подключены к шине 4 обнуления, выходы разрядов двоичных счетчиков с параллельным переносом являются соответствующими выходами разрядов синхронного счетчика, второй и третий элементы И 5,1-5,4 и 6,1-6,4 И, причем входы второго элзмента И каждой счетной группы подключены соответственно к прямому выходу 1К-триггера и первому входу третьего элемента И данной счетной группы, а выход второго элемента 5,1 И подключен к вторым входам третьих элементов И всех последующих счетных групп, первьй и второ входы третьего элемента 6.1 И и пер- вьш вход третьего элемента 6.2 И под ключены к шине 7 разрешения счета, выход второго элемента И последней счетной группы подключен к шине 8 переноса, третьи входы третьих элементов И всех счетных групп подключе ны к шине 9 счетных импульсов, выход третьего элемента И каждой счетной группы подключен к С-входу JKтриггера и счетному входу двоичного счетчика с параллельным переносом данной счетной группы, К-вход JKтриггера каждой счетной группы -под- ключен к выходу второго разряда двоичного счетчика с параллельным переносом данной счетйой группы. Счетчик работает следующим образом. Перед началом работы на шину обнуления 4 выдается сигнал сброса, устанавливающий N-разрядные двоичные счетчики с параллельным переносом 1,1-1,4 и К-триггеры 2,1-2,4 в первое нулевое состояние. Нулевой уровень с прямого выхода JK-триггера 2,1 первой счетной группы поступает через второй элемент 5,1 И первой счетной группы на вторые входы третьих элементов И последующих счетных групп, нулевые уровни с выходов которых поступают па счетные входы двоичных счетчиков с параллельным, переносом 1,2-1,4 и на С-входы JK-триггеров 2,2-2,4 этих счетных групп, запрещая их переключение, , Перед началом работы на шину 7 разрешения счета приходит единичньш уровень, а на шину 9 счетных импульсов поступают импульсы счета. Единичный уровень с шины 7 поступает на входы, вторых элементов И первой и второй счетных групп, на вход элемента 6,2 И и на входы элемента 6,1 И, При этом счетные импульсы начинают поступать с элемента 6,1 И на счетньш вход двоичного счетчика 1,1 и на С-вход JKтриггера 2,1, Счетчик 1,1 проводит подсчет числа входньпс импульсов. При этом код с выходов его разрядов поступает на выходы разрядов синхронного счетчика. Код с выходов второго и последующих разрядов двоичного счетчика 1,1 поступает также на входы элемента 3,1, а с выхода второго разряда, кроме этого, на второй К-вход 1К-триггера 2,1, Когда на выходах всех, кроме первого, разрядов двоичного счетчика 1,1 появляются единичные уровни, единичньй уровень появляется также на выходе элемента 3.1 И и поступает на 1-вход JK-триггера 2,1, а на Квход этого 1К-триггера 2,1 проходит единичньй уровень с йыхода второго разряда двоичного счетчика 1.1, Приходящие в это время на С-вход два счетных импульса дважды переключают JK-триггер 2,1 - сначала в едини ное, а затем в нулевое состояние. На пря3MOM выходе JK-триггера 2.1 вьщеляется сигнал разрегаения счета для остальных счетных групп, длительность которого равна периоду импульсов . счета, а временное положение соответ ствует последнему счетному периоду первой счетной группы. Этот сигнал поступает через элемент 5.1 на входы элементов 6.2 6.4. Так как на первом входе элемента 6.2 - единичньй уровень с шины 7 разрешения счета, а на первых входах элементов 6.3 и 6.4 - нулевые уровни с выходов вторых элементов И предьщущих счетных групп, то ра.зрешается работа второй счетной группы. В момент прихода разрешающего сиг нала с выхода элемента 5.1 на вход элемента 6.2, с его выхода снимаются счетные импульсы, поступающие на С-вход ЛК-триггера 2.2 и на счетный вход двоичного счетчика 1.2. При это с приходом каждого счетного импульса ; состояние счетчика увеличивается на i единицу. Код с выхода разрядов двоичного счетчика 1,2 поступает на выходы раз рядов синхронного счетчика. Код с выходов второго и последующих разрядов двоичного счетчика 1,2 с параллельным переносом поступает также на входы элемента 3,2, а с выхода второго разряда, кроме этого. на К-вход 3К-триггера 2.2. Когда на выходах всех, кроме первого, разрядов двоичного счетчика 1,2 появляются единичные уровни, единич|ный уровень появляется также на выходе элемента 3.2 и поступает на il-вход JK-триггера 2.2 При этом в моменты прихода двух счетных импульсов с выхода элемента 6.2 на С-вход JK-триггера 2.2 этой же счетной груп пы производится переключение JK-триг гера 2.2 сначала в единичное, а затем в нулевое состояние. На прямом выходе JK-триггера 2,2 выделяется сигнал разрешения счета для третьей и последующих счетных групп, длительность которого в 2f раз

больше периода счетных импульсов.

.происходит аналогично. 09 а.временное положение соответствует последнему счетному периоду второй счетной группы. Этот сигнал поступает на вход элемента 5.2, на другой вход которого приходит единичный уровень сигнала разрешения счета с шины 7. Далее с выхода элемента 5,2 сигнал разрешения цоступает на входы элементон 5.3 и 6.3. Вмоменты .совпадения единичных уровней сигналов с выходов элемен- тов 5.1 и 5.2, с выхода элемента 6.3 снимается счетный импульс для третьей счетной группы, который поступает на С-вход vlK-триггера 2.3 и счетный вход двоичного счетчика 1.3 с параллельным переносом. Работа двоичного счетчика 1.3 и ак-триггера 2.3 происходит аналогич о как и во второй счетной группе. Па выходе ЛК-триггера 2.3 выделяется сигнал переноса длительностью, равной последнему счетному периоду второй счетной группы, который, поступает на вход элемента 5.3, на другой .вход которого приходит сигнал с ВЕОхода переноса элемента 5,2. При этом на выходе элемента 5.3 вьоделяется сигнал переноса, длительность которого меньше, чем длительность сигнала переноса на выходе ЛК-тригегра 2,2 на время задержки элемента 5,2, а задний фронт привязан по времени к заднему фронту импульса счета, Этот сигнал поступа ет на входы элементов 5.4 и 6,4, Работа четвертой счетной группы происходитаналогично третьей счетной группе. При этом на выходе элемента 5,4 вьщеляется сигнал переноса, длительность которого меньше длительности сигнала на выходе JK-триггера 2.2 на величину задержки на элементах 5,2 и 5,3, а задний фронт привязан по времени к заднему фронту импульса счета. Сиг нал переноса постутает на ппшу 8 переноса. Работа последующих счетных групп, если их в счетчике больше четырех.

4 7

СИНХРОННЫЙ СЧЕТЧИК, содержащий шину счетных импульсов, счетlibie группы, каждая из которых, начиная со второй, состоит из N-разрядно-. го двоичного счетчика с параллельным переносом, ЗК-триггера и первого элемента И, входы которого подключены к ВЫХОДАМ всех, кроме первого, разрядов двоичного счетчика с параллельным переносом данной счетной группы, первая счетная группа содержит N-разрядный двоичньй счетчик с параллельным переносом и JK-триггер выходы разрядов двоичных счетчиков с параллельным переносом являются соответствующими выходами разрядов синхронного счетчика, отличающийся тем, что, с целью повы шения надежности за счет устранения опасных состояний, в первую счетную группу введен первый, второй и третий элементы И, а в каащую последующую - второй и третий элементы И, вьтоды первьрс элементов И каждой счетной группы соединены с J-входами ЗК-триггера своей счётной группы. первый и второй входы второго элемента И каждой счетной группы подклю чены соответственно к прямому выходу ЛК-триггера данной счетной группы и первому входу третьего элемента И данной счетной группы, а выход второго элемента И каждой счетной группы, кроме первой и последней, подключен к первому входу второго элемента И .последующей счетной группы, выход второго элемента И первой счетной группы подключен к вторым входам третьих элементов И всех последующих счетных групп, выход второго элемента И последней счетной группы подключен к шине переноса, (Л первый и второй входы третьего элемента И первой счетной группы и первьш вход третьего элемента И второй счетной группы подключены к шине разрешения счета, третьи входы тре:тьих элементов И всех счетных групп подключены к шине счетных импульсов, выход третьего элемента И каждой ч1 счетной группы подключен к С-вкоду о. 1К-триггера и счётному входу двоичОд ного счетчика с параллельным пёрено-. о со сом данной счетной группы, К-вход ЛК триггера каждой счетной группы подключен к выходу второго разряда двоичного счетчика с параллелышм переносом данной счетной группы, входы первого элемента И первой счетной I группы соединены с выходами всех, кроме первого, разрядов двоичного счетчика с параллельным переносом первой счетной группы.