Декадный счетчик для семисегментных индикаторов Советский патент 1988 года по МПК H03K23/72 

(21)4094796/24-21

(22)18.07.86

(46) 23.01.88, Бюл. № 3 (72) В.И.Мяснов

Е53) 621.374(088.8) 56) Авторское свидетельство СССР 117200, кл. Н 03 К 23/72, 1983. Авторское свидетельство СССР 1330757, кл. Н 03 К 23/72, 1985.

(54) ДЕКАДНЫЙ СЧЕТЧИК ДЛЯ СЕМИСЕГ- МЕНТНЫХ ИНДИКАТОРОВ (57) Изобретение может быть использовано в вычислительных и измерительных устройствах. Декадный счетчик содержит 1К-Т1 иггеры 1-4, элементы И 5-13, элементы ИЛИ 14-16. Предложенное функциональное соединение элементов повьппает быстродействие счетчика. Использование предлагаемого декадного счетчика для семисегментных индикаторов позволит максимально использовать частотные .свойства элементов (триггеров), поскольку в цепях I и К-входов 1К-триггеров нет дополнительных логических элементов. 1 ил. с

00 О)

00

00

ел

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в вычислительных и измерительных устройствах.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На чертеже представлены функциональная схема предлагаемого декадного счетчика для семисегментных инйиг катеров, диаграммы его работы, где принято, что все 1К-триггеры устройс- ва переключаются под действием отрицательного перепада сигнала на счетных входах с 1К-триггеров, и схематический чертеж семисегментного индикатора с буквенными обозначениями

элементов.

I

Декадный счетчик для семисегментных индикаторов содержит четыре IK- триггера 1-4, первый 5, второй 6, третий 7, четвертый 8, пятый 9, шестой 10, седьмой 11, восьмой 12 и девятый 13 элементы И, первый 14, второй 15 и третий 16 элементы ИЛИ, тактовую шину 17, шину 18 сброса, шину 19 логической единицы, выходную шину 20 сигнала переноса П, выходы а, Ь, с, d, е, .и g устройства для подключения соответствующих элементо семисегментного индикатора. Счетчые ,входы С всех 1К-триггеров 1-4 соединены с тактовой шиной 17, а R-BXO- ды - с шиной 18 сброса, выход пятого элемента И 9 образует выходную шину 20 переноса П, 1-вход первого IK- триггера 1 соединен с шиной 19 логической единицы, прямой выход первого 1К-триггера 1 соединен с первыми входами четвертого 8,седьмого 11 и восьмого 12 элементов И,инверсный выход первого 1К-трИггера 1 соединен с первыми входами третьего 7, пятого 9 и девятого 13 элементов И и с К-входом второго 1К-триггера 2, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И 5, с вторым входо третьего элемента И 7 и с I-и К-входа- ми третьего 1К-триггера 3, инверсный выход которого соединен с вторыми входами первого 5 и седьмого 11 элементов И, с К-входом первого 1К-триг гера 1 и с 1-й К-входами четвертого 1К-триггера 4, инверсный выход которого соединен с третьими входами третьего 7 и седьмого 11 элементов И и с 1-входом второго 1К-триггера 2, инверсный выход которого соединен с вторыми входами шестого 10 и девято

5

0

5

0

5

0

го 13 элементов И. Прямой выход третьего 1К-триггера 3 соединен с вторым входом четвертого элемента И 8, выход которого образует выход b устройства, прямой выход четвертого IK- триггера 4 соединен с вторыми входами второго 6 и пятого 9 элементов И, выход первого элемента И 5 образует выход d устройства и соединен с первыми входами второго элемента И 6 и первого элемента ИЛИ 14 и с вторым входом восьмого элемента И 1 2, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 15 и с третьим входом третьего элемента ИЛИ 16. Выход второго элемента И 6 образует выход а устройства, выход третьего элемента И 7 образует выход с устройства и соединен с .первым входом третьего элемента ИЛИ 16, выход которого образует выход f устройства, выход четвертого элемента И 8 образует выход b устройства, выход шестого элемента И 10 соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ 14, выход которого образует выход е устройства. Выход седьмого элемента И 11 соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ 16, выход девятого элемента И 13 соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 15, выход которого образует выход g устройства.

При такой схеме соединения элементов логические уравнения для I- и К-входов всех 1К-триггеров 1-4 и выходных логических функций на выходах а, b с, d, е, f и g устройства и сигналаП переноса на выходной шине 20 переноса будут следующими:

1, ,; i,Q

K,Q,; , ; K,Q

,Q,; ,Q, ,

f cVdQ,,VQ,Q,Q,; ,VQ,Q П Q,Q,.

Ha диаграммах обозначено: Вход - входные тактовые (считае- мые) импульсы на тактовой шине 17; i - порядковый номер состояния (такта) счетчика и порядковый номер тактового импульса на тактовой шине 17;

Q, - сигнал Q, на прямом выходе Q первого 1К-триггера 1;

QJ- сигнал QJ на прямом выходе Q второго 1К-триггера 2;

QJ - сигнал Q на прямом выходе Q третьего 1К-триггера 3;

0 - сигнал Q на прямом выходе Q четвертого 1К-триггера 4;

а - сигнал а на выходе а устройства;

b - сигнал b на выходе b устройства;

с - сигнал с на выходе с устройства;

d - сигнал d на выходе d устройства;

е - сигнал е на выходе е устройства;

f - сигнал f на выходе f устройства;

g - сигнал g на выходе g устройства;

П - сигнал П на выходной шине 20 переноса.

Работа предлагаемого декадного счетчика для семисегментных индикаторов полностью определяется логическими уравнениями и проходит в следующем порядке.

По сигналу Сброс, поступаницему в виде импульса по шине 18 сброса, все 1К-триггеры 1-4 устанавливаются в исходное нулевое состояние, после чего состояния выходов будут равны (диаграммы на чертеже при ):

Q, 0; Q,0; Q,0; Q 0; ,0;

d Q.T5, 0-1 0; a 0; b 0; с 0; e 0; f 0; 1.

В результате на семисегментном индикаторе формируется цифра О для последовательной схемы включения эле- vieHTOB семисегментного индикатора при выбранной конфигурации цифр: при пос- педовательной схеме включения элемен- гов индикатора при светящемся элементе ча выходе устройства, к которому подключен данный элемент, будет уровень погического нуля, поэтому в исходном остоянии устройства (при ) не )удет светиться только элемент g.

На основании логических уравнений для I- и К-входов 1К-триггеров сос

тояния входов в исходном состоянии (при ) будут равны:

1, 1; 1 Q4 1; i, , U

R,Q,1J ,1; R, , 1. Если в предыдущем такте I 0; К О,

то по очередному тактовому импульсу 1К-триггер не изменяет своего состоя- 15 ния, а если

I 1; К 1,

20

то 1К-триггер переключается в противоположное состояние. Если же

I 1; К О,

то 1К-триггер переключается в состо- 25 яние логической единицы, или подтверждается его единичное состояние в предыдущем такте. В случае, когда

I 0; К 1,

30

1К-триггер переключается в состояние логического нуля, или подтвердится его нулевое состояние предыдущего такта.

Основываясь на указанном порядке работы 1К-триггера и имея значения I- и К-входов в предыдущем такте ) получаем значения выходов предлагаемого устройства после дей- ствия первого тактового импульса (диаграммы при ):

Q,0; Q,1;

45

50

55

П 0; , ,

и на семисегментном индикаторе высветится цифра 1.

При этом состояния входов станут равны:

1,1; 1, 1; 1,1;

К, 1; , К, 1; К..

В результате в следующем такте по второму тактовому импульсу состояния входов станут следующими (диаграммы при ):

Q,0; Q,i; Q,l;

П 0; .

Ha семисегментном индикаторе высветится цифра 2.

Изменяются и состояния входов: 1,1; 1, 1; 1, 1; 1,0; К,0; К,, 1; К, 1; .

Рассматривая и далее таким же образом работу предлагаемого декадного учетчика для семисегментных индикаторов получаем все значения выходов и входов при всех i (см. диаграммы). При этом на индикаторе последовательно будут формироваться цифры от О до 9. Сигнал П переноса будет равен

П - 1 только в течение девятого такта 25 рого 1К-триггера, прямой выход котопри 1 9. Поэтому длительность сГ импульса переноса будет равна длительности одного периода о следования входных тактовых импульсов

Применение предлагаемого декадного счетчика для семисегментных индикаторов позволяет максимально использовать частотные свойства элементов (триггеров), поскольку в цепях I- и К-входов 1К-триггеров нет дополнительных логических элементов, как в известном устройстве. При этом количество элементов и цепей остается таким же, как и в известном устройстве.

Формула

изобретения

Декадный счетчик для семисегментных индикаторов, содержащий четыре 1К-триггера, девять элементов И, три элемента ИЛИ, тактовую шину, шину сброса IK-триггеров в исходное нулевое состояние, шину логической единицы, выходную шину П сигнала переноса П и выходы а, Ь, с, d, е, f, g счетчика для подключения соответствующих элементов семисегментного индикатора, в котором счетные входы всех 1К-триг- геров соединены с тактовой шиной, а

н

368985

R-входы - с шиной сброса, 1-вход первого 1К-триггера соединен с шиной логической единицы, выход первого

элемента И образует выход d счетчика Ь

и соединен с первыми входами второго

элемента И и первого элемента ИЛИ, инверсный выход первого 1К-триггера соединен с первым входом третьего

1Q элемента И, выход которого образует выход с счетчика, выходы второго и четвертого элементов И и первого элемента ИЛИ образуют соответственно выходы а, Ь, е счетчика выход пя15 того элемента И образует шину П сигнала переноса, отличающий- с я тем, что, с целью повышения быстродействия счетчика, прямой выход первого 1К-триггера соединен с первы2Q ми входами четвертого, шестого, седьмого и восьмого элементов И, инверс- ньй выход первого 1К-тригГера соединен с первыми входами пятого и девятого элементов И и с К-входом вто0

5

0

5

0

5

рого соединен с первым входом первого элемента И, с вторым входом третьего элемента И и С I- и К-входами третьего 1К-триггера, инверсный выход которого соединен с вторыми входами первого и седьмого элементов И, с К-входом первого. 1К-триггера и с I- и К-входами четвертого 1К-триггера, инверсный выход которого соединен с третьими входами третьего и седьмого элементов И и с 1-входом второго 1К-триггера, инверсный выход которого соединен с вторыми входами шестого и девятого элементов И, прямой выход третьего 1К-триггера соединен с вторым входом четвертого элемента И, прямой выход четвертого 1К-триггера соединен с вторыми входами второго и пятого элементов И, выход третьего элемента И соединен с первым входом третьего элемента ШШ, выход которо- го образует выход f счетчика, выход шестого элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход седьмого элемента И соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход восьмого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и с третьим входом третьего элемента ШШ, выход девятого элемента И соединен с вторым входом второго элемента ШШ, выход которого образует выход g счетчика.