Многофункциональное счетное устройство Советский патент 1987 года по МПК H03K23/66 

1 1

Изобретение относится к отраслям автоматики, телемеханики, вычислительной техники, может быть использовано при разработке цифровой аппаратуры и является усовершенство- ванием изобретения по авт. св. № 819969.

Цель изобретения - расршрение функциональных позможностей за счет работы с коэффициентом пересчета пят надцать.

На фиг, I представлена структурная электрическая схема многофункционального счетного устройства; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы функционирования устройства при работе с различными коэффициентами пересчета.

Устройство содержит четырехразрядный параллельный счетчик на IK- триггерах 1-4, элемент ИЛИ-НЕ 5, элементы НЕ-И-НЕ 6-10, элементы И 11 и 12, элементы И-ИЛИ-НЕ 13 и 14, элементы И-НЕ 15-18, RS-триггеры 19- 24 и вспомогательный элемент И-НЕ 25 шины 26-39 и элемент НЕ 40.

Первые входы элементов И-НЕ 15-18 соединены соответственно с первой 26, второй 27, третьей 28 и четвертой 29 входными шинами устройства. Выходы первого 15, второго 16 и третьего 17 элементов И-НЕ соединены соответственно с установочными входами 1К-триггеров второго, третьего и четвертого разрядов счетчика (IK- триггеры 2 - 4). Второй вход четвертого элемента И-НЕ 18 соединен с пятой входной шиной 30 устройства. Прямые выходы всех 1К-триггеров разрядов устройства соединены с четырь- мя входами элемента И 11, выход которого соединен с первой выходной шиной 31 устройства. Выход элемента ИЛИ-НЕ 5 соединен со счетными входами 1К-триггеров устройства, с пя- тым входом элемента И I1 и с первым входом элемента И 12, выход которого соединен с второй выходной шиной 32 устройства. Прямые выходы всех разрядов устройства соединены соответ- ственно с четырьмя прямыми входами элемента НЕ-И-НЕ 6, выход которого соединен с третьей выходной шиной 33 устройства, а инверсный вход - с шестой входной шиной 34 устройства и с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 5, второй вход которого соединен с седьмой входной шиной 35 устройства, а третий вход - с выходом элемента

И2

И-НЕ 18, Установочный вход 1К-триг- гера 1 первого разряда устройства подключен к выходу элемента И-ШТИ- НЕ 13. Первые входы двух элементов И элемента И-ИЛИ-НЕ 13 соединены с восьмой входной шиной 36 устройства и с инверсным входом элемента НЕ -И-НЕ 7, выход которого соединен с входом сброса 1К-триггера 1 первого разряда устройства. Второй вход первого элемента И элемента И-ИЛИ- НЕ 13 соединен с прямым выходом IK- триггера 1 первого разряда устройства. Инверсные входы третьего 8, четвертого 9 и пятого 10 элементов НЕ-И-НЕ соединены соответственно с первой 26, второй 27 и третьей 28 входными шинами устройства, а их выходы - с входами сброса 1К-триг- геров второго, третьего и четвертого разрядов устройства (1К-тригге- ры 2 - 4), инверсные выходы которых соединены с первыми входами трех групп входов по И элемента И-ИЛИ-НЕ 14, выход которого соединен с вторыми входами первого 15, второго 16 и третьего 17 элементов И-НЕ и с третьим входом первого элемента И и элемента И-ИЛИ-НЕ 13. Первый вход четвертого элемента И элемента И- -ИЛИ-НЕ 14 соединен с девятой входной шиной 37 устройства и с первым инверсным входом первого RS-тригге- ра 19, прямой выход которого соединен с четвертой выходной шиной 38 устройства и с вторым входом элемента И 12, а второй инверсный вход - с выходом элемента И 11. Инверсный выход первого RS-триггера соединен с инверсным входом второго RS-триггера 20, инверсный выход которого соединен с первым инверсным установочным входом первого RS-триггера 19. Второй инверсный установочный вход первого RS-триггера 19 и инверсный установочный вход второго RS-триггера 20 соединены с вторыми входами всех элементов И элемента И-ИЛИ-НЕ 14-и с прямым выходом третьего RS-триггера 21, инверсный выход которого соединен с прямыми входами второго 7, третьего 8, четвертого 9 и пятого 10 элементов НЕ- -И-НЕ, с вторым входом второго элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ 13 и с входом элемента НЕ 40, выход которого соединен с шестым входом первого элемента И 11. Инверсные установочные входы третьего 21 и четвер312

того 22 RS-триггеров соединены с пятой входной шиной 30 устройства, инверсный вход третьего RS-триггера 21 - с инверсным выходом четвертого RS-триггера 22, первый инверсный вход которого соединен с прямым выходом пятого RS-триггера 23, а второй инверсный вход - с инверсным входо.м пятого RS-триггера 23, первый прямой установочный вход которого соеди- нен с десятой входной шиной 39 уст ройства, а второй установочный вход - с прямым выходом шестого RS-триггера 24, инверсный установочный вход которого соединен с десятой входной шиной 30 устройства. Инверсный вход шестого RS-триггера 24 соединен с выходом вспомогательного элемента И-НЕ 25, с вторым инверсным входом RS-триггера 20 и с третьим инверс- ным входом RS-триггера 19. Первый и второй входы элемента И-НЕ 25 соединены соответственно с первым и вторым прямыми установочными входами пятого RS-триггера 23.

Шины 33 - 37 служат для наращивания нескольких подобных устройств при построении многоразрядных счетчиков и при работе устройства заэем ляются. На шину 30 подается часто- та fo . Шина 29 служит для образования обратной связи с шиной 38 при работе устройства в качестве каскада задержки, формирователя пачки импульсов и формирователя длительности импульсов. При работе устройства в режиме делителя частоты на шину 29 подается логическая 1. Кроме того, устройство имеет входную шину 39 для подачи импульса начальной установки, входные шины 26 - 28 и 36 - для записи кода числа, соответствующего первоначальному состоянию счетчика.

Многофункциональное счетное устройство в качестве делителя часто- ты с переменным коэффициентом деления может работать в двух режимах: деления частоты без начальной установки в исходное состояние, и деления частоты с начальной установкой в исходное состояние.

В зависимости от режима деления частоты шина 39 заземляется или подается внешний импульс начальной.ус- тановки.

При работе устройства в режиме деления частоты с начальной установкой исходное состояние определя114

ется коэффициентом пересчета и выражается формулой

К„ К,

где п - число разрядов счетчика; Кп - коэффициент пересчета; Kj - коэффициент деления.

Коэффициент пересчета К - число, которое необходимо записать в пересчетное устройство, чтобы получить нужный коэффициент деления.

Коэффициент деления Ко,- число, равное количеству импульсов, которое необходимо подать на вход пересчетного устройства, чтобы получить импульс на его выходе.

В качестве примера выбирается (фиг. 2), т.е. на вход пересчетного устройства нужно подать семь импульсов, чтобы полупить импульс на его выходе. Тогда исходным состоянием схемы будет состояние, соответствующее числу 9 (), код которого (1001) нужно записать в счетчик. Для этого на шины 36 и 23 подаются сигналы логической 1, а на шины 26 и 27 - сигналы логического О. Нулевая информация переписывается в счетчик с появлением сигнала разрешения, который вырабатывается на инверсном выходе RS-триггера 21 после передачи импулса начальной установки. Единичная информация переписывается в счетчик при нал ичии сигнала разрешения инверсного выхода RS-триггера 21 и синала разрешения с выхода элемента И-ИЛИ-НЕ 14. Последний вырабатывается следующим после импульса начальной установки импульсом частоты, так как в этом случае логический О, появившийся на прямом выходе RS-триггера 21, подается на все входы элемента И-ИЛИ-НЕ 14. По окончании этого импульса частоты на прямом выходе RS-триггера 21 появляется устойчивая логическая 1, не зависящая от дальнейшего прохождения частоты. Она обрывает сигнал на инверсном выходе RS-триггера 21 и на выходе элемента И-ШТИ-НЕ 14. Причем сигнал на инверсном выходе RS- триггера 21 теперь может появляться только при подаче нового импульса начальной установки, а состояние выхода элемента И-ИЛИ-НЕ 14 зависит только от состояния инверсных выходов 1К-триггеров трех последних разрядов устройства. По механизму записи информации первый разряд устройства отличается от остальных разрядов В случае первоначальной установки и нулевая, и единичная информации записываются при наличии разрешения с инверсного выхода RS-триггера 21.

Таким образом, установка в исходное состояние производится первым из семи поданных импульсов частоты, после чего происходит только счет импульсов частоты до переполнения, которое наступает по окончании седьмого импульса частоты. Следующим после переполнения (восьмым) импульсом частоты устройство возвращается в исходное состояние, соответстЬую- щее числу 9. Это происходит следующим образом. Разрешение на запись кода числа 9 поступает с выхода элемента И-ИЛИ-НЕ 14. Этот сигнал появляется на выходе элемента И-ИЛИ- НЕ 14 по окончании шестого импульса частоты, когда триггеры всех последних разрядов устройства устанавливаются в единичное состояние и на соответствующие -входы второго элемента И-ИЛИ-НЕ 14 поступают сигналы логического О с нулевых плеч триггеров. По окончании следующего седьмого импульса состояние трех последних разрядов устройства не меняется, так как на входы I и К их триггеров поступает нулевой логический сигнал с Первого разряда. Триггер первого разряда устройства по окончании седьмого импульса частоты переключается в единичное состояние и единичный логический сигнал с выхода его единичного плеча поступает на входы I- и К-триггеров последующих разрядов устройства и на вход первого элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ 13 на выходе которого при этом появляется сигнал логического О, На выходе элемента НЕ-И-НЕ 10, стоящего в цепи Установка нуля 1К-тригге- ра 4 четвертого разряда устройства сигнал логического О появляется с возникновением сигнала разрешения с

выхода элемента И-ШШ-НЕ 14, По окон- 50 импульса начальной установки сигнал.

чании восьмого импульса 1К-триггеры I и 4 первого и четвертого разрядов, несмотря на то, что на входах I и К присутствует единичный логический сигнал, остаются в единичном состоянии , так как на их входы установки поданы сигналы логического О. Триггеры 2 и 3 второго и третьего разрядов устройства по окончании восьмого импульса частоты переключаются в нулевое состояние, так как на всех входах I и К присутствует сигнал логической 1, При этом обрабатывается сигнал разрешения с выхода элемента И-ИЛИ-НЕ 14, так как на его соответствуюш 1е, входы поступают сигналы логической 1 с нулевых плеч 1К-триггеров 2 и 3 второго и третьего разрядов. Таким образом, устройство устанавливается в исходное состояние следующим после заполнения (восьмым) импульсом частоты, который одновременно является первым импульсом следующего цикла.

При работе многофункционального счетного устройства в качестве каскада задержки нужно соединить шину 38 с шиной 29. Частота подается на

шину 30. На шину 39 подается импульс начальной установки. Задержанный относительно этого импульса сигнал снимается с шины 31.

Коэффициент пересчета в этом случае определяется по формуле п

К,

2 (.)fc

Задание необходимого коэффициента пересчета осуществляется подачей

30 соответствующего кода на шины 26 - 28 и 36.

В данном случае устройство не начнет считать до тех пор, пока на шину 39 не будет подан импульс наj чальной установки, так как нулевой логический сигнал на прямом выходе RS-триггера 19 запрещает прохождение частоты.

С приходом импульса начальной

40 установки на прямом выходе RS-триггера 19 появляется единичный логический сигнал, разрешающий прохождение частоты до тех пор, пока все 1К-триггеры устройства не установят45 ся в единичное состояние. При этом на шине 31 элемента И И с приходом следующего после заполнения (восьмого) импульса появляется задежанный на время относительно

По окончании восьмого импульса частоты стробирующий иштульс на прямом выходе RS-триггера 19 обрывается и дальнейшее прохождение частоты за- 55 прещается до прихода следующего импульса начальной установки.

При работе устройства в качестве формирователя пачки импульсов осуществляются те же коммутации, что

712

и при работе устройства в качестве каскада задержки. Пачка импульсов снимается с шины 32.

Коэффициент пересчета схемы в этом случае подсчитывается по фор- муле

Кп (п-1),

где п - количество импульсов в пачке

При работе устройства в качестве формирователя длительности импульса осуществляются те же коммутации, что и при работе его в качестве каскада задержки.

Коэффициент пересчета схемы К,, который необходимо дать для формирования заданной длительности сигнала, определяется по формуле

Кп

2 - (Чы. )fc

30 TJTlJ2lJ 2 j5LJ5U7LJ

J2nj JlJTriJ1 rLri

Фиг. 2

18

На фиг. 3 дпя сравнения показана временная диаграмма работы предложенного устройства при К|, 15, которое позволяет формировать задержку и длительность импульса в один такт, а также пачку из двух импульсов.

Формула изобретения

Многофункциональное счетное устройство па авт. св. № 819969, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет работы с коэффициентом пересчета пятнадцать, в него введен дополнительный элемент НЕ, вход которого соединен с инверсным выходом третьего RS-триггера, а выход - с дополнительным шестым входом первого элемента И.

К«,;

aoTJTUzLJJL. 39 J I

B-I

Фиг.З

Редактор A, Козориз Заказ 2246

Составитель О, Скворцов

Техред А.Кравчук Корректор Л л Пилипенко

Тираж 901Подписное

ВНИШШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к отраслям автоматики, телемеханики, вычислительной техники и может быть использовано при разработке цифровой аппаратуры. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Счетное устройство содержит четырехразрядный параллельный счетчик на 1К-триггерах 1-4, элемент ИЛИ-НЕ 5, элементы НЕ-И-НЕ 6 - 10, элементы И 11 и 12, элементы И- -ИЛИ-НЕ 13 и 14, элементы И-НЕ 15 - 18 и 25 и RS-триггеры 19 - 24. Введение элемента НЕ 40 и образование новых функциональных связей обеспечивают работу устройства с коэффи-i циентом пересчета пятнадцать. 2 ил. (Л to со 00 (X) N) Фиг.1