Счетчик импульсов с цифровой индикацией Советский патент 1987 года по МПК H03K23/72 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых измерительных устройствах различного назначения с визуальной индикацией результатов измерения.

Цель изобретения - повышение достоверности функционирования за счет сокращения нахождения в запрещенных состояниях.

На фиг. 1 приведена схема счетчика импульсов с цифровой индикацией; на фиг. 2 - схема дешифратора.

Счетчик импульсов с цифровой индикацией содержит дешифратор 1, четыре триггера 2-5, прямые и инверсные выходы которых соединены с входами дешифратора 1, выходы которого соединены с входами цифрового индикатора 6, а счетный вход первого триггера 2 подключен к шине 7 импульсов счета, элемент И 8, входы которого соединены с выходами второго 3 и третьего 4 триггеров и со счетным входом третьего триггера 4, а выход - с первым управляющим входом четвертого триггера 5, счетный вход которого, как и счетный вход второго триггера 3, подключен к выходу первого триггера 2, управляющие входы которого вместе с управляющими входами третьего 4 триггера, вторыми управляющими входами второго 3 и четвертого 5 триггеров, с входами принудительной установки в нулевое состояние первого 2 и четвертого 5 триггеров, прямые выходы которых подключены к входам первого элемента И-НЕ 9, выход которого соединен с шиной 10 «Перенос, соединены с шиной 11 единичного сигнала. Прямые выходы первого 2, второго 3 и третьего 4 триггеров подключены к входам второго элемента И-НЕ 12, вы.ход которого вместе с прямым выходом четвертого триггера 5 соединены с входами третьего элемента И-НЕ 13, выход которого подключен к входам принудительной установки в нулевое состояние второго 3 и третьего 4 триггеров и к первому управляющему входу второго триггера 3, а входы принудительной установки в единичное состояние триггеров 2-4 подключены к шине 14 «Сброс.

Дешифратор 1 содержит одиннадцать элементов И-НЕ 15-25 и шесть элементов И 26-31. Первый вход дешифратора 1 соединен с первыми входами второго 16, четвертого 18, шестого 20, восьмого 22 и девятого 23 элементов И-НЕ, второй вход дешифратора 1 - с первыми входами первого 15, третьего 17, пятого 19 и седьмого 21 элементов И-НЕ, третий вход дешифратора 1 - с вторыми входами третьего 17, четвертого 18, седьмого 21 и восьмого 22 элементов И-НЕ, четвертый вход дешифратора 1 - с вторыми входами первого 15, второго 16, пятого 19 и шестого 20 элементов И-НЕ, пятый вход депдифратора 1 - с третьими

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

входами пятого 19, шестого 20, седьмого 21 и восьмого 22 элементов И-НЕ и с первым входом десятого элемента И-НЕ 24, шестой вход дешифратора 1 - с третьими входами первого 15, второго 16, третьего 17 и четвертого 18 элементов И-НЕ и с вторым входом девятого элемента И-НЕ 23, седьмой вход дешифратора 1 - с вторым входом десятого элемента И-НЕ 24, с третьим входом девятого элемента 23, восьмой вход дешифратора 1 - с четвертым входом первого 15, второго 16 и восьмого 22 элементов И-НЕ.

Выход первого элемента И-НЕ 15 соединен с первыми входами первого 26, третьего 28 и шестого 31 элементов И, выход второго 16 элемента И-НЕ - с вторыми входами второго 27, третьего 28 элементов И и с первым входом одиннадцатого элемента И-НЕ 25, выход третьего 17 элемента И-НЕ - с третьим входом третьего 28 элемента И, выход четвертого элемента И-НЕ 18 - с третьим входом первого элемента И 26, выход пятого элемента И-НЕ 19 - с первым входом четвертого 29 элемента И, выход шестого элемента И-НЕ 20 - с третьим входом четвертого элемента И 29 и с вторым входом одиннадцатого элемента И-НЕ 25, выход седьмого элемента И-НЕ 21 - с вторым входом шестого элемента И 31, с третьим входом пятого элемента И 30 и с четвертым входом третьего элемента И 28, выход восьмого элемента И-НЕ 22 - с третьим входом одиннадцатого элемента И-НЕ 25, выход девятого элемента И-НЕ 23 - с четвертыми входами шестого элемента И 31 и одиннадцатого элемента И-НЕ 25, выход десятого элемента И-НЕ 24 - с первым входом второго элемента И 27, с вторыми входами первого 26, четвертого 29 и пятого 30 элементов И, с третьим входом шестого элемента И 31 и с пятым входом третьего элемента И 28, а первый вход пятого элемента И 30 - с выходом первого элемента И 26. Выходы шести элементов И 26-31 и одиннадцатого элемента И-НЕ 25 соединены с выходами дешифратора 1.

Счетчик импульсов с цифровой индикацией работает следующим образом.

В исходном состоянии на входы принудительной установки триггеров 2-5 в единичное состояние поступает сигнал логического нуля по шине 14 «Сброс, в результате чего кодовая комбинация счетчика импульсов 1111, так как на входах принудительной установки триггеров 2-5 в нулевое состояние присутствует сигнал логической единицы. Кодовая комбинация счетчика импульсов 1111 является запретом для дешифратора 1 и цифровые индикаторы 6 погашены.

С приходом первого импульса по шине 7 счета триггеры 2-5 устанавливаются в нулевое состояние, так как на их управляющих входах присутствует сигнал логической единицы при наличии на их счетных входах перепада из логической единицы в логический нуль. С приходом второго импульса по шине счета 7 первый триггер 2 устанавливается в единичное состояние при неизменных нулевых состояниях триггеров 3-5, так как на счетных входах второго 3, третьего 4 и четвертого 5 триггеров отсутствует перепад из логической единицы в логический нуль. С приходом третьего импульса счета первый триггер 2 устанавливается в нулевое состояние, второй триггер 3 - в единичное состояние (при перепаде сигнала на счетном входе из логической единицы в логический нуль на управляющих входах сигнал логической единицы), третий 4 и четвертый 5 триггеры не меняют своего нулевого состояния, так как на счетном входе третьего триггера 4 отсутствует перепад из логической единицы в логический нуль, а на первом и втором управляющих входах четвертого триггера 5 присутствуют соответственно сигналы логического нуля и логической единицы.

С приходом четвертого импульса счета лишь первый триггер 2 изменяет свое состояние на единичное при неизменных состояниях триггеров 3-5, так как на их счетных входах отсутствует перепад из логической единицы в логический нуль. С приходом пятого импульса счета первый 2, второй 3 и третий 4 триггеры изменяют свое состояние на противоположное (на их счетных входах присутствует перепад из логической единицы в логический нуль при наличии сигналов логической единицы на их управляющих входах), а четвертый 5 триггер по-прежнему находится в нулевом состоянии, так как на первом его управляющем входе присутствует сигнал логического нуля с выхода элемента И 8.

Шестой импульс на шине 7 счета устанавливает в единичное состояние первый триггер 2 и не приводит к изменению состояний триггеров 3-5, так как на их счетных входах отсутствует перепад из логической единицы в логический нуль. Седьмой импульс на щине 7 счета меняет кодовую комбинацию с 1010 на ОНО, так как на счетных входах первого 2 и второго 3 триггеров появляется перепад из логической единицы в логический нуль при наличии сигналов логической единицы на их управляющих входах, на счетном входе третьего триггера присутствует перепад из логического нуля в логическую единицу, на первом управляющем входе четвертого триггера 5 присутствует сигнал логического нуля. Восьмой импульс на шине 7 счета устанавливает первый триггер 2 в единичное состояние при неизменном состоянии триггеров 3-5. Девятый импульс на шине 7 счета изменяет состояние триггеров 2-5 на противоположное, так как на их счетных входах присутствует перепад из логической единицы в логический нуль при единичных сигналах на управляющих входах.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

и на входах принудительной установки в нулевое состояние второго 3 и третьего 4 триггеров присутствует сигнал логического нуля. Таким образом, кодовая комбинация счетчика импульсов 0001.

Девятый импульс на шине счета 7 устанавливает только первый триггер 2 в единичное состояние при неизменных состдяниях триггеров 3-5, так как на их счетных входах отсутствует перепад из логической единицы в логический нуль, и на входах принудительной установки в нулевое состояние второго 3 и третьего 4 триггеров присутствует сигнал логического нуля, что приводит к высвечиванию цифры нуль на цифровом индикаторе 6. При этом на шине 10 «Перенос с выхода первого элемента И-НЕ 9 появляется сигнал переноса. Одиннадцатый импульс счета приводит к установке счетчика в кодовую комбинацию 0000, так как для первого 2 и четвертого 5 триггеров при наличии перепада из логической единицы в логический нуль и сигнала логической единицы на втором управляющем входе на первом управляющем входе присутствует соответственно сигнал логической единицы и логический нуль, а на входах принудительной установки в нулевое состояние второго 3 и третьего 4 триггеров присутствуют сигналы логического нуля.

Следовательно, кодовая комбинация счетчика импульсов с цифровой индикацией с приходом одиннадцатого счетного импульса 0000 и совпадает с кодовой комбинацией счетчика импульсов, получающейся из кодовой комбинации 1001 с приходом одного импульса счета. В дальнейи ем с приходом импульсов счета кодовые комбинации счетчика импульсов повторяются, причем кодовые комбинации 1001, 0000, 1000, 0100, 1100, 0010, 1010, ОНО, 1110, 0001 соответствуют значащим цифрам отсчета от О до 9, а кодовая комбинация 1111 - незначащим нулям в отсчете, которые подлежат гашению, так как одиннадцатая кодовая комбинация 1111 является запретом для дешифратора 1, декодирующего кодовые комбинации, соответствующие значащим цифрам отсчета. Следовательно, счетчик импульсов с цифровой индикацией принимает одиннадцать устойчивых кодовых комбинаций при неизменном коэффициенте пересчета, равном 10.

Кодовые комбинации счетчика импульсов., получающиеся из кодовой комбинации Г1 11 с приходом двадцати импульсов счета, и выходы дешифратора 1 приведены в таблице.

Как видно из таблицы, нуль на цифровом индикаторе 6 погашен (кодовая комбинация счетчика импульсов 1111 до момента появления сигнала на шине счета 7, которая может быть подключена к шине 10 «Перенос предыдущей декады счетчика импульсов.

Элементы И-НЕ 15-24 преобразовывают двоично-десятичный код в десятичный. Нулевые сигналы на выходах элементов И-НЕ 23, 15-22 и 24 соответствуют цифрам О-8, незначащему нулю. На элементах И 26-31 и элементе И-НЕ 31 собран преобразователь десятичного кода в семисегмент- ный. Входные сигналы элементов И 26- 31 - это выходы элементов И-НЕ 15-24, в цифрах которых не светится данный сегмент, входные сигналы элемента И-НЕ 25 - это выходы элементов И-НЕ 16, 20, 22 и 23, в цифрах которых сегмент светится.

При возникновении запрещенного кода (0101, 1101, ООП, 1011, 0111). на входах третьего элемента И-НЕ 13 с прямого выхода четвертого триггера бис выхода второго элемента И-НЕ 12 присутствуют сигналы логической единицы, это приводит к установке второго 3 и третьего 4 триггеров в нулевое состояние, что соответствует разрещен- ному коду. Что касается кодов 0001 и 1001, то нулевой сигнал с выхода третьего элемента И-НЕ 13 подтверждает нулевые состояния второго 3 и третьего 4 триггеров. Для кодовых комбинаций 0000, 1000, 0100, 1100, 0010, 1010, ОНО, 1110, 1111 на входе третьего элемента И-НЕ 13 присутствует сигнал логической единицы, позволяющий функционировать счетчику импульсов с цифровой индикацией согласно таблице.

35

„, дешифратора и с первым входом десятого

Таким образом, обеспечивается повышен- 30 лемента И-НЕ дешифратора, шестой вход ная достоверность функционирования счет- дешифратора соединен с третьими входами

первого, второго, третьего и четвертого элементов И-НЕ дешифратора и вторым входом девятого элемента И-НЕ дешифратора, седьмой вход дешифратора соединен с вторым входом десятого элемента И-НЕ дешифратора, с третьим входом девятого элемента И-НЕ дешифратора, восьмой вход дешифратора соединен с четвертым входом первого, второго и восьмого элементов И-НЕ дешиф- ратора, а выход первого элемента И-НЕ дешифратора соединен с первыми входами первого, третьего и шестого эле.ментов И дешифратора, выход второго элемента И-НЕ дешифратора соединен с вторыми входами 45 второго, третьего элементов И дешифратора и с первым входом одиннадцатого элемента И-НЕ дешифратора, выход третьего элемента И-НЕ дешифратора соединен с третьим входом третьего элемента И дешифратора, выход четвертого элемента И-НЕ дешифратора соединен с третьим входом первого элемента И дешифратора, выход пятого элемента И-НЕ дешифратора соединен с первым входом четвертого элемента И дешифратора, выход шестого элемента И-НЕ дешифратора соединен с третьим входо.м четвертого элемента И дешифратора и с вторым входом одиннадцатого элемента И-НЕ дешифратора, выход седьмого элемента И-НЕ дечика импульсов с цифровой индикацией, осуществляющего гашение незначащих нулей в отсчете.

Формула изобретения

Счетчик импульсов с цифровой индикацией, содержащий дешифратор, четыре триггера, прямые и инверсные выходы которых соединены с входами дешифратора, выходы которого соединены с входами цифрового индикатора, а счетный вход первого триггера подключен к шине импульсов счета, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности функционирования за счет сокращения нахождения в запрещенных состояниях, в него введены три элемента И-НЕ и элемент И, входы которого соединены с выходами второго и третьего триггеров и со счетным входом третьего триггера, а выход - с первым управляющим входом четвертого триггера, счетный вход которого, как и счетный вход второго триггера, подключен к ходу первого триггера, управляющие входы которого вместе с управляющими входами третьего триггера, вторыми управляющими входами второго и четвертого триггеров, с входами принудительной установки в нулевое состояние первого и четвертого тригге50

55

ров, прямые выходы которых подключены к входам первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с шиной «Перенос, соединены с шиной единичного сигнала, причем прямые выходы первого, второго и третьего триггеров подключены к входам второго элемента И-НЕ, выход которого вместе с прямым выходом четвертого триггера соединены с входами третьего элемента И-НЕ, выход которого подключен к входам принудитель0 ной установки в нулевое состояние второго и третьего триггеров и к первому управляющему входу второго триггера, входы принудительной установки в единичное состояние триггеров подключены к .шине «Сброс, а дешифратор содержит одиннадцать элемен5 то в И-НЕ дешифратора и шесть элементов И дешифратора, первый вход дешифратора соединен с первыми входами второго, четвертого, шестого, восьмого и девятого элементов И-НЕ дешифратора, второй вход де0 шифратора соединен с первыми входами первого, третьего, пятого и седьмого элементов И-НЕ дешифратора, третий вход дешифратора соединен с вторыми входами третьего, четвертого, седьмого и восьмого элементов И-НЕ дешифратора, четвертый вход дешифратора соединен с вторыми входами первого, второго, пятого и шестого элементов И-НЕ дешифратора, пятый вход дешифратора соединен с третьими входами пятого, шестого, седьмого и восьмого элементов И-НЕ

5

шифратора соединен с вторым входом шестого элемента И дешифратора, с третьим входом пятого элемента И дешифратора и с четвертым входом третьего элемента И дешифратора, выход восьмого элемента И-НЕ дешифратора соединен с третьим входом одиннадцатого элемента И-НЕ дешифратора, выход девятого элемента И-НЕ дешифратора соединен с четвертыми входами шестого элемента И дешифратора и одиннадцатого элемента И-НЕ дешифратора, выход десятого элемента И-НЕ дешифратора соединен с первым входом второго элемента И дешифратора, с вторыми входами первого, четвертого и пятого элементов И дешифратора, с третьим входом шестого элемента И дешифратора и с пятым входом третьего элемента И дешифратора, а первый вход пятого элемента И дешифратора соединен с выходом первого элемента И дешифратора, выходы шести элементов И дешифратора и одиннадцатого элемента И-НЕ дешифратора соединены с выходами дешифратора.

Счетчик импульсов с цифровой индикацией содержит дешифратор I, триггеры 2-5, цифровой индикатор 6, шину (Ш) 7 импульсов счета, элемент И 8, элементы И-ЦЕ 9, 12, 13, Ш 10 «Перенос, Ш II единичного сигнала, Ш 14 сброса. В описании изобретения приведена электрическая схема дешифратора 1. Изобретение повышает достоверность функционирования за счет сокращения времени на.хождения в запрешенных состояниях. 2 ил., 1 табл. : ел X, X, Х Х, -S г-J ОО со О5 1чЭ СО /J 3 Ю