Оптоэлектронный счетчик импульсов Советский патент 1986 года по МПК H03K23/78 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных системах дискретной автоматики. Целью изобретения является повышение достоверности функционирования за счет исключения возможности одновременного возбуждениянескольких со седних разрядов, а также расширения области применения путем обеспечения возможности установки устройства в исходное состояние без выключения питания и возможнос-ти использования устройства в многоразрядных счетчиках за счет введения выходов заема и переноса. На чертеже представлена принципиальная схема устройства. Устройство содержит.счетный триггер 1, шины 2 и 3 нечетных и четных импульсов, переключатель А реверса, шины 5 и 6 прямого и обратного счета, узел 7 установки в исходное состояние, счетные ячейки 8.1, 8.2... 8 (п - 1), 8п, первые входы 9 нечетных ячеек 8.1, 8.3...8 (п - 1), первые входы 10 четных ячеек 8.2... 8.П, вторые входы 11 и 12 нечетных и четных счетных йчеек 8.1, 8.3...8 х(п - 1) и 8.2...8.П соответственно, третьи входы 13 и 14 нечетных и четных счетных ячеек 8.1...8.(п - 1) и 8.2л..8.и и соответственно первый и второй выходы 15 и 16 переключателя 4 реверса, первый и второй входы 17 и 18 переключателя 4 реверса, .первый и второй входы 19-20 узла 7 установки в исходное состояние, счетные вхо ды 2 1 и 22 установки в исходное сост яние счетного триггера 1, шину 23 счетных импульсов, первые светодирды 24, вторые светоиоды 25, фотодинисто ры 26 и индикационные световоды 27 счетных ячеек 8.1 8.2...8. (п - 1), 8п, выход 28 узла 7 установки в исходное состояние, первый и второй элементы И-НЕ 29 и 30, прямой вькод 31, инверсный выход 32 счетного триг гера 1, первый, второй входы и выход 33, 34 и 35 первого элемента И-НЕ 29 первый, второй входы и выход 36, 37 и 38 второгооэлемента И-НЕ 30, шину 39 установки в исходное состояние, ишну 40 управления реверсом. В узел 7 установки в -исходное состояние вхо дит светодиод 41 и первый дополнител ный резистор 42, кроме того, устройство содержит выход 43 заема, выход 44 переноса, резистор 45, а переключатель 4 реверса может иметь первый и второй фототранзисторы 46 и 47, инвертор 48, второй и третий дополнительные резисторы 49 и 50, первый и второй дополнительный светодиоды 51 и 52, шину 53 питания, общую шину 54. В соответствии с чертежом в оптоэлектронном счетчике импульсов, содержащем счетный триггер 1, шины 2 и 3 нечетньк и четных импульсов, переключатель 4 реверса, шины 5 и 6 прямого и обратного счета, узел Т установки в Исходное состояние и. счетные ячейки 8.1, 8.2..,8.(п - 1) и 8.п, в которых первые входы 9 нечетных счетных ячеек подключены к шине 3 счетных импульсов, первые входы 10 -четных счетных ячеек подключены к шине 2 нечетных импульсов, вторые входы 11 и 12 нечетных и четных счетных ячеек 8.1, 8.3...8.(п - 1) и 8.2.,.8.п соответственно подключены к шине 5 прямого счета, третьи входы 13 и 14 нечетных и четных счетных t ячеек 8.1,- 8.3...8.(п - 1) и 8.2... .8.П подключены к шине 6 обратного счета, шины 5 и 6 прямого и обратного счета подключены соответственно Кпервому и второму входам 15 и 16 переключателя 4 реверса, первый вход 17 которого через резистор 45 подключен к шине 53 питания, к которой -подключен первый вход 19 узла 7 установки в исходное состояние, счетный вход 21 счетного триггера 1, подключен к шине 23 счетных импульсов, в каждой счетной ячейке второй и третий входы 11 и 13 (в нечетных счетных ячейках 8.1..8.(п- 1) 14 (в четных счетных ячейках 8.2... 8.п) через первый н второй светодиоды 24 и 25 подключены к аноду фотодинистрра 26, катод которого подключен к первому входу 9 (в нечетных счетных ячейках 8.1...8.(п-1) и 10 (в четных счетных ячейках 8.2... 8.п), счетные ячейки связаны между собой по кольцевой схеме, так что первьй светодиод 24 оптически связан с фотодинистором 26 последующей счетной ячейки, второй светодиод 25 - с фотодинистором 26 предьщущей счетной ячейки, выход 28 узла установки в исходное состояние оптически связан с фотодинистором 26 первой счетной ячейки 8.1, введены первый и второй 3 элементы И-НЕ 29 и 30, шина 40 упра ления реверсом, шина 39 установки в исходное состояние, инверсный выход 32 счетного триггера 1 подключен к первому входу 33 первого элемента И-НЕ 39, прямой выход 31 - к первому входу 36 второго элемента И-НЕ 3 выход 35 первого элемента И-НЕ 29 подключен к шине 3 четных импульсов вьпсод 38 второго элемента И-НЕ 30 подключен к шине 2 нечетных импульсов, шина 39 установки в исходное состояние подключена к вторым входам 34,и 36 первого и второго элементов И-НЕ 29 и 30, к входу 22 установки в исходное состояние счетного тригг гера 1 и к второму входу 20 узла установки в исходное состояние, в кото ром между вторым и первым входами 19 и 20 включены последовательно включенные первый дополнительный резистор 42 и светодиод 41, которьм оптически связан с выходом 28 узла 7 установки в исходное состояние, второй вход 18 переключателя 4 реверса подключен к шине 40 управления реверсом, а в выходную цепь фотодинистора 26 каждой счетной ячейки 8;1 8.2...8.(п- 1), 8.П включен индикационный светодиод 27, выход второго светодиода 25 первой счетной ячейки 8.1 связан с дополнительным выходом первой счетной ячейки, который является выходом 43 заема, выход первого светодиода 24 последней счетной ячейки 8.п опти- чески связан с дополнительным вькодо последней ячейки 8.п, который являет ся выходом 44 переноса устройства. Кроме Того, в переключателе 4 реверса первый вход 17 может быть подключей к коллекторам первого и втоvporo фототранзистора 46 и 47, эмми;теры которьк подключены соответствен но к первому и второму выходам 15 и 16 переключателя 4 реверса, второй вход 18 переключателя 4 реверса подключен через инвертор 48, второй дополнительный резистор 49 и первый дополнительный светодиод к общей шине 54, которая через третий дополни.тельньш резистор 50 и второй дополнительный светодиод 52 подключена к второму входу 18 переключателя 4 реверса, первый дополнительный свето диод 51 оптически связан с первым фоторезистором 47, второй дополнител ный светодиод 42 оптически связан с вторьм фототранзистором 47. 58 Устройство работает следующим образом. В начальный момент времени на шину 39 поступает импульс нулевого потенциала, на шинах 2 и 3 устанавливается положительный потенциал, .и все возбужденные фотодинисторы гасятся, триггер 1 устанавливается в единичное состояние, а фотодинистор 26 первой ячейки 8.1 подготавливается к возбуждению, так как светодиод 41 излучает свет. По окончании импуль-са установки на шине 3 появляется нулевой потенциал и фотодинистор 26 первой ячейки 8.1 возбуждается. Таким образом, установлено начальное состояние устройства. В зависимости от того положительньш или нулевой потенциал поступает на шину 40, положительный потенциал присутствует соответственно на шинах 16 или 15, что определяет обратный или прямой счет счетчика..Если на шину 40 поступает нулевой потенциал, светодиод 51 возбужден и через фототранзистор 46 положительный потенциал поступает с шины 43 питания на шину 5 прямого счета, т.е. на аноды первых светодиодов 27, всех ячеек 8.1, 8.2, 8.п. Таким образом, оказываются возбужденными светодиод 24, светодиод 27 и фотодинистор 26 первой ячейки 8.1. Светодиод 24, излучая свет, подготавливает к возбулсдению фотодинистор 26 второй ячейки 8.2. С приходом первого счетного импульса на шину 23 счетных импульсов, триггер 1 меняет свое состояние, на шине 3 четных импульсов появляется положительный потенциал, а на шине 2 нечетных импульсов - нулевой потенциал, фотодинистор 26 второй ячейки 8.2 возбулсдается, а фотодинистор 26 первой ячейки гасится. С приходом следующего импульса на шину 23 счетных импульсов триггер 1 меняет свое состояние и на шинах 3 и 2 меняется потенциал на противоположный. Возбуждается фотодинистор 26 следующей ячейки, а гасится фотодинистор предьщущей ячейки т.е. происходит последовательное возбуждение фотодиниторов ячеек с приходом импульсов на ину 23 счетных импульсов. И если поступило т импульсов, то возбудится отодинистор (т + 1)-й счетной ячейи.

И если на шину 40 поступает гюложительный потенциал, возбужден светоднод 52 и положительньш потенциал с шины 53 питания поступает на шину 6 обратного счета, а на пшне 5 прямого счета появляется нулевой потенциал. Таким образом, оптическая связь сзетодиода 25 последующей ячейки с фотодинистором 26 предыдущей ячейки определяет обратный счет.

Наличие установочной шины 38 позволяет производить сброс и установку устройства в начальное состояние без выключения - включения питания; возможность организации сигналов заема и переноса позволяет построение многоразрядных счетчиков в прямом и обратном счете, На.гпччне индикации в каждой ячейке позволяет исполъзова.ть дан ный счетчик при построении часов,шкал в измерительных приборах.

Указанная организация управления реверсом позволяет изменять счет в одном или другом направлениях, не влияя на состояние счетчика в момент изменения направления счета. Бее это позволяет расширить область применения и функциональные возможности,

Формул

и 3 о б р е т е и и я

Оптоэлектронный счетчик импульсов, содержащий счетный триггер, шины не- 35 четных и четных импульсов, переключатель реверса, шины прямого и обратного счета, узел установки в исходное состояние и счетные ячейки, в которых первые входы нечетных счетных 40 ячеек подключены к шине четных импульсов, первые входы четных счетных ячеек подключены к iiiinie нечетных импульсов, вторые входы всех счетных ячеек подключены к шине прймого сче- 45 та, третьи входы всех счетньск; ячеек подключены к шине обратного счета,шины прямого и .ного счета подключены соответственно к первому и второму выходам переключателя реверсар первый 50 вход Которого через резистор подключен к шине питания 5, к которой -подключен первый вход узла установки в исходное состояние, счетный вход счетного триггера подключен к шине 55 счетнь.1х импульсов, в каждой счетной ячейке второй и третий входы через первый и второй светодиоды подклщчены к аноду фотодинистора, катод которого подключен к первому входу счетной ячейки, счетные ячейки связаны между собой по кольцевой схеме так что первьш светодиод оптически связан с ..фотодинистором последуюш,ей ячейки, второй светодиод с фотодинистором предыдущей ячейки, выход узла установки в исходное состояние оптически связан с фотодинистором первой счетной ячейки, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности функционирования и расширения области применения, в него введены первый и второй элементы И--НЕ, шина управления реверсом, шина установки в исходное состояние, инверсный выход счетного триггера подкочючен к первому входу первого ;|лемента И-НЕ, прямой выход - к первому входу второго элемента И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ подкл;()чен к шине четных импульсов, выход второго элемента И-НЕ подключен к шине нечетных импульсов, шчпа установки в исходное состояние подключена к вторым входам первого и второго элементов И-НЕ, к входу установки в исходное состояние счетного триггера и к второму входу узла установки в исходно состояние, il котором между вторым и первым входами включены последовательно включенные первые допэлнительный резистор и светодиод, который оптически связан с выходом узла установки в исходное состояние,второй вход переключателя реверса подключен к шине управления реверсом, а в выходную цепь фотодинистора каждой счетной ячейки включен индикационный светодиод, выход второго свтодиода первой счетной ячейки оптически связан с дополнительным выходом первой счетной 51чейки, который является выходом заема,выход первог светодиода последней счетной ячейки оптически связан с дополнительньгм вьжодом последней ячейки, который .является выходом переноса устройства, в переключателе реверса первый вход подключен к коллекторам первого и второго фо7отранзисторов, эмитте ры которых подключены соответственн к первому и второму выходам переключателя реверса, втор эй вход перезшючателя реверса подключен через инвертор, второй допол:чительный рези712692588

стор и первый дополнительный свете- ля реверса, первый дополнительньпТ диод - к общей шине, которая через светодиод оптически связан с первым третий дополнительный резистор и фототранзистором, второй дополнительвторой дополнительный светодиод под- ный светодиод оптически связан с ключена к второму входу переключате- s вторым фототранзистором.