Счетное устройство с контролем Советский патент 1985 года по МПК H03K21/40 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в цифровых устройствах, требующих оперативного выявления сбоев двоичных счетчиков во время их работы.

Цель изобретения - упрощение счетного устройства с контролем за счет исключения ряда конструктивных признаков.

На чертеже приведена схема трехразрядного счетного устройства с контролем.

На чертеже обозначено: входная щина 1, двоичный трехразрядный счетчик 2, разрядные одновибраторы 3-1-3-3, дополнительный одновибратор 4, элементы 5 и 6 И, логические блоки 7-1 и 7-2, элемент 8 ИЛИ, селектор 9 импульсов по длительности. Каждый из логических блоков 7-1 и 7-2 содержит элемент 10 И-ИЛИ и элемент 11 И-НЕ. Вход дополнительного одновибратора 4 соединен с входной щиной 1 и со счетным входом двоичного трехразрядного счетчика 2, прямые выходы первого - третьего разрядов которого соединены соответственно с первыми входами разрядных одновибраторов 3-1-3-3, прямые выходы разрядных одновибраторов 3-1 и 3-2 соединены соответственно с первыми входами логических блоков 7-1 и 7-2, вторые входы которых соединены соответственно с прямыми выходами разрядных одновибраторов 3-2 и 3-3 выходы логических блоков 7-1 и 7-2 соединены соответственно с первым и вторым входами элемента 8 ИЛИ, выход которого соединен с входом селектора 9 импульсов по длительности, прямой выход дополнительного одновибратора 4 соединен с первым входом элемента б И., инверсные выходы первого-третьего разрядов двоичного счетчика 2 соединены соответственно с вторыми входами разрядных одновибраторов 3-1 и 3-3, вторые входы разрядных одновибраторов 3-1 и 3-2 соединены соответственно с третьими входами логических блоков 7-1 и 7-2, четвертые входы которых соединены соответственно с инверсными входами разрядных одновибраторов 3-2 и 3-3, прямой вход разрядного одновибратора 3-1 соединен с первым входом элемента 5 И, инверсные выходы разрядного одновибратора 3-1 и дополнительного одновибратора 4 соединены соответственно с вторыми входами элементов 6 и 5 И, выходы которых соединены с дополнительными входами элемента 8 ИЛИ. В каждом логическом блоке 7-1 и 7-2 первый, второй входы и выход элемента 1 И-НЕ соединены соответственно с первым, третьим входами логического блока и с первым входом первой структуры И элемента 10 И-ИЛИ, второй вход первой структуры И, первый, второй, третий входы второй структуры И и выход которого соединен соответственно с вторым, четвертым, третьим, первым входами и выходом логического блока.

Счетчик 2 работает в суммирующем режиме. Когда К-й разряд счетчика 2 находится в положении «О (или «1), на его прямом и инверсном выходах присутствуют соответственно сигнала «О и «1 (или наоборот). При изменении состояния К-го разряда счетчика 2 на одном из входов соответствующего разрядного одновибратора 3, сигнал «О изменяется на сигнал «1, в результате чего на его прямом и инверсном выходах появляется соответственно «еди ничный и «нулевой импульсы. После этого одновибратор 3 опять занимает исходное состояние (на прямом выходе - «О, на инверсном - «1). В отсутствии импульсов на прямом и инверсном выходах одновибрато5 ра 4 соответственно присутствуют сигналы «О и 1. При поступлении переднего фронта счетного импульса на входную шину 1 разряды счетчика 2 начинают изменять свои состояния, на прямом и инверсном выходах од новибратора 4 появляется соответственно «единичный и «нулевой импульсы. Длительность Та. импульсов, формируемых одновибраторами 4:3-1-3-3, превышает время Тв. переходных процессов в счетчике 2. На выходе селектора 9 появляется импульс ошибки

5 счетчика 2, если на вход селектора 9 поступает импульс, длительность Т которого больше или равна То Т„-Т„.

Счетчик с контролем работает следующим образом.

0Под ошибкой (сбоем) шунтирующего

счетчика 2 понимаются следующие виды сбоя: счетного импульса не было, а первый разряд счетчика 2 изменил свое состояние (а); счетный импульс был, а первый разряд счетчика 2 не изменил своего состояния (б) для К-го разряда не имел места переход из «1 в «О, но несмотря на это ()-й разряд изменил свое состояние (в); для К-го разряда имел место переход из «1 в «О, но, несмотря на это ()-й разQ ряд не изменил свое состояние (г).

Выявление сбоя видов (а)-(г) является достаточным условием выявления любого вида сбоя суммирующего двоичного счетчика. Так, например, если при отсутствии счетного импульса второй разряд счетчика 2 изменяет свое состояние из «1 в «О, а первый разряд и третий разряд счетчика 2 не изменяют своего состояния, то сбой счетчика выявляется из-за обнару(жения сбоя вида (в) (так как можно считать для первого разряда , а для второго

0 разряда 2 К-1) и сбоя вида (г).

Сбой вида (а) выявляется следующим образом. Счетного импульса не было (т.е. на инверсном выходе одновибратора 4 присутствует сигнал «1), а первый

разряд изменил свое состояние (т.е. на прямом выходе одновибратора 3 появился единичный импульс). С выхода элемента 5 И через элемент 8 ИЛИ на вход селектора 9 поступает импульс длительностью t а

(так как Tu и То), на выходе селектора 9 появляется сигнал сбоя счетчика 2.

Сбой вида (б) выявляется следующим образом. Счетный импульс был (т.е. на прямом выходе одновибратора 4 появляется единичный импульс), а первый разряд счетчика 2 не изменил своего состояния (т.е. на инверсном выходе одновибратора 3-1 присутствует сигнал ). С выхода элемента б И через элемент 8 ИЛИ на вход селектора 9 поступает импульс длительностью Т„, а на выходе селектора 9 появляется сигнал сбоя счетчика 2.

Сбой вида (а) выявляется следующим образом. Пусть . Для первого разряда не имел места переход из «1 в «О (т.е. первый разряд либо вообще не изменил своего состояния , а этому соответствует сигнал «О на прямом выходе одновибратора 3-1, либо первый разряд перешел из состояния «О в состояние «1, но при этом на инверсном выходе первого разряда счетчика 2 возникает соответственно сигнал «О т.е. на выходе элемента 11 И-НЕ блока 7-1 фактически все время присутствует

сигнал «1, а (К4-1)-и разряд изменил свое состояние (т.е. на прямом выходе одновибратора 3-2 появляется единичный импульс). На выходе элемента 10 И-ИЛИ появляется импульс длительностью большей или равной То, в результате на выходе селектора 9 появляется сигнал сбоя счетчика 2.

Сбой вида (б) выявляется следующим образом. Пусть . Пусть первый разряд

счетчика 2 перешел из «1 в «О (т.е. на инверсном выходе первого разряда счетчика 2 возникает сигнал 1, при этом на прямом выходе одновибратора 3-1 появляется единичный импульс), а второй разряд счетчика не изменил свое состояние (на инверсном выходе одновибратора 3-2 присутствует сигнал «1). На выходе элемента 10 И-ИЛИ появляется импульс длительностью больщей или равной То, в результате на выходе селектора 9 появляется сигнал сбоя

счетчика 2.

Предлагаемое устройство выявляет все возможные виды сбоев суммирующего двоичного счетчика.

1. СЧЕТНОЕ УСТРОЙСТВО С КОНТРОЛЕМ, содержащее в.ходную шину, двоичный п-разрядный счетчик, два элемента И, элемент ИЛИ, селектор импульсов по длительности, п-разрядных одновибраторов, п-1 логический блок и дополнительный одновибратор, вход которого соединен с входной шиной и со счетным входом двоичного п-разрядного счетчика, прямой выход каждого разряда которого соединен с первым входом соответствуюш,его разрядного одновибратора, прямые выходы с первого по п-1 разрядных одновибраторов соединены соответственно с первыми входами с первого по п-1-ый логических блоков, вторые входы которых соединены соответственно с прямыми выходами со второго по п-ый разрядных одновибраторов, выходы логических блоков соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом селектора импульсов по длительности, прямой выход дополнительного одновибратора соединен с первым входом первого элемента И отличающееся тем, что, с целью упрощения, инверсные выходы разрядов двоичного п-разрядного счетчика соединены соответственно с вторыми входами разрядных одновибраторов, вторые входы с первого по п-ый разрядных одновибраторов соединены соответственно с третьими входами с первого по п-ый логических блоков, четвертые входы которых соединены соответственно с инверсными выходами с второго по п-ый разрядных одновибраторов, прямой вход первого разрядного одновибратора соединен с первым входом второго элемента И, инверсные выходы первого разрядного и дополнительного одновибраторов соединены соответственно с (Л вторыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены с дополнительными входами элемента ИЛИ. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый логический блок содержит элемент И-ИЛИ и элемент И-НЕ первый, второй входы и выход которого соединены соответственно с первым, третьим входами 00 00 00 00 00 логического блока и с первым входом первой структуры И элемента И-ИЛИ, второй вход первой структуры И, первый, второй, третий входы второй структуры И и выход которого соединены соответственно с вторым, четвертым, третьим, первым входами и выходом логического блока.