Счетчик импульсов Советский патент 1989 года по МПК H03K23/56 

СО

.

4ik

3149

р,ч( 1(1 jH TOHiu ( типсится к автоматике и щ. числительноГ трхн1тке и может Пьп ь иглюльзопапо в устройствах дис- Kpt rHoii обработки информации, в частности н качестве счетчиков, распределителе импульсов и устройств кодирования информации с возможностью обнаружения ошибок.

Цель изобретения - расширение функ циональных возможносте) - достигается за счет введения новых конструктивных признаков, обеспечивающих увеличение модуля счета вследствие последовательного перебора всех групп кодов, имеюищх одинаковое количество единиц К, при сохранении возможности обнаружения ошибки.

1а чертеже приведен в качестве примера пятиразрядный счетчик импуль- сов.

Счетчик импульсов содержит первые элементы ИЛИ 1., триггеры 2.1-2,5, элементы НЕ 3,1-3..5, первые элементы И , вторые элементы И 5.1-5.5, вторые элементы И.ПИ 6„16.4,сумматоры 7 с 1-7„5, входную шину 8, первую гругту элементов ИЛИ 9„19.5,вторую группу элементов ИЛИ lOp 10.5, выходные шины 11.1-1 Кб, семи- разрядный кольцевой распределитель

12 импульсов, первый дополнительный элемент ИЛИ 13, второй дополнительный элемент ИЛИ 14, первый дополнительный элемент И 15, второй допол- нительный элемент И 16„

Первые группы входов сумматоров , 7..5 соединены с прямь ми и инверсными входами триггеров 21. соответственно, входы установки в 1 ко торых соединены соответственно с выходами элементов И 4.1-4 с 5, входы установки в О триггеров 2,1-2,5 соединены соответственно с выходами элементов И 5.1-5о5, первые входы кото- рых соединены с выходами элементов ИЛИ 1.1-1.5 и с входами элементов НЕ Зр1-3.5 соответственно, выходы которых соединены соответственно с первыми входами элементов И 4„1-4.5, выходы элементов И .4 соединены соответственно с первыми входами элементов ИЛИ 6 1-6о4 и с вторыми входами элементов И 5 2-5о5 соответственно, выход элемента И 15 соедине с вторыми входаму элементов И 4 .1 , 5 И и с вторыми входами элементов И 4.2-4.5, третьи входы которых соединены соответственно с выходами эле

0

с

Q -

0

44

ментов ИЛИ 6: 1-6.4, ггрямыс ньгходь триггеров 2,1-2., 5 соединены соответственно с первыми В1-1Гходами элементов ИЛИ 1„1-1. 5 и с первыми входами элементов ИЛИ 10.1-10,5 соответственно, вторые входы которых соединены соответственно с выходами элементов ИЛИ 9.2-9.5 и выходом седьмого разряда распределителя 12 импульсов, выходы шестого и седьмого разрядов которого соединены соответственно с первым, вторым входами элемента ИЛИ 14, второй вход которого соединен с инверсным входом элемента И 15 и первым входом элемента И 16, второй вход которого соединен с входом элемента И 15 и входной шиной 8, выход элемента И 16 соединен с первым входом элемента ИЛИ 13, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом элемента И и тактовым входом распределителя 12 импульсов, выходы разрядов которого с первого по пятый соединены соответственно с входами с пятого по первый второй группы входов сумматора 7,5, нулевой вход второй группы входов которого соединен с выходом элемента ИЛИ 14 вторые группы входов сумматоров 7.1-7.4 соединены соответственно с выходами сумматоров 7.2-7.5, выходы, соответ- С1вую1и,ие числу пять, су 1маторов 7.1- 7.5 соединены соответственно с вторыми входами элементов ИЛИ 1.1-1„5, третий вход элемента И 4.1 и вторые входы элементов ИЛИ 6.1-6.4 соединены соответственно с выходами, соответствующими числам с четырех по нулевое, сумматора 7.1, входы элемента ИЛИ 9.1 соединены с выходами, соответствующими числам с четырех по нулевое, сумматора 7.1; входы элемента ИЛИ 9.2 соединены с выходами, соот-, ветствующими числам с трех по нулевое, сумматора 7. Г, входы элемента ИЛИ 9. 3 соединены с выходами,соответствующими числам : с двух по нулевое, сумматора 7.1; входы элемента И.ПИ 9.4 соединены с выходами, соответствующими числам единице и нулю, сумматора 7.1; выход которого соответствующий числу нуль, соединен с входом элемента ИЛИ 9.5; выходы элементов ИЛИ 9.1, 10.1- 10.5 соединены соответственно с выходными шинами 11.1-11.6.

Введенные элементы и новые связи обеспечивают перебор 2 двоичных со- СТОП11ИЙ следующим образом.

1А

JhKiHijrtoH njrii ки.чичос ггю cdCTOHUHJi

(;6i-i4noj o двоичного счетчик.) рлвен 2 , где р - разрядность этог О счетчика. Диапазон счетчика импульсов - - прототипа описьшается иыражением cjf, где п - разрядность этого счетчика. Согласно известному выражению 2 Ср+Ср+. .-+С V. . .-t-C. Следовтельно, для того, чтобы перебрать

все 2 кодовые комбинации с помощью помехоустойчивого п-разрядного счетчика импульсов, необходимо в процессе счета менять значение величины К от единицы до п, т.е. осуществить

перебор всех кодовьгх комбинаций с одним, двз мя и так далее единичными

разрядами (Ср, Ср,...,С ).

Перестройка счетчика на различное значение величины К ос тцествляется с помощью кольцевого распределителя 12 импульсов, единичные сигналы с выходов разрядов которого с второго по шестой задают величину К для счетчика импульсов. С помощью выходов первого и седьмого разрядов распределителя 12 импульсов формируются комбинации с нулевыми и единичными разрядами. Помехоустойчивость работы счетчш а дос1 игаечся за счет под- счета количества единичных разрядов в счетчике, и при превышении этим количеством величины К вырабатывается сигнал ошибки

Работу предлагаемого устройства рассмотрим на конкретном примере с количеством разрядов счетчика . В таблице приведены состояния выходов седьмого - первого разрядов распре

делителя 12 импульсов, триггеров 2.5- 2.1, счетчика и выходных щин 11.6- 11. в зависимости от номера входного импульса по шине 8 о

Как видно из таблицы, в исходном

состоянии в кольцевом распределителе 12 импульсов в первом разряде находится единица, в счетчике импульсов и на выходных шинах - нули. При состояниях счетчика импульсов с 1-го по 6-е в кольцевом распределителе 12 импульсов 1 переходит во второй разряд и настраивает счетчик импульсов на работу с , В счетчике импульсов происходит перебор кодовых комбинаций с заданной величиной , ;i на выходных шинах вырабатываются соответств тощие взвешенные кодовые комбинации с количеством единиц, рав-JQ

15

о 5 о

5

0

5

0

ным еднниис. При нахождсчпт счетчика импутгьсов р гос;тоян11ях с 7-r(i ru 21-е в кольцевом распределителе импульсов гюяплиется l п третьем раз- ряже Счетчик и Ч1ульспв перебирает кодовые комбинации с ., а на выходных шинах появ;гяются кодовые комбинации с постоянным весом, с количеством единиц, равным двуМо В состояниях счетчика импульсов с 22-го по 41-ое он работает в режиме . И так далее. В 63-м состоянии счетчика на выходе формируется последняя кодовая комбинация с шестью единицами.

Счетчик импульсов работает следующим обрапом.

В исходном состоянии в первом раз- ряде кольцевого распределителя 12 импульсов находится единица, которая поступает на пятый вход сумматора 7.5 (цепи начальной установки распределителя 12 и триггеров 2,1-2,5 на чертеже не показаны), Так как в счетчике находится нулевая кодовая комбинация то на пятом выходе сумматора 7.1 также появляется единичный сигнал. На выходных шинах 11 о 1-1I.6 формируется нулевая кодовая комбинация - 000000, так как на нулевом - четвертом выходах сумматора 7.1 находятся нулевые сигналы, на прямых выходах триггеров 2.1-2,5 - также нулевые сигналы. С приходом первого тактового импульса на входную шину 8 единичный сигнал проходит через элемент И 15, который открыт нулевым сиг налом с шестого разряда кольцевого распределителя 12 импульсов на элемент И 5.J, который открыт единичным сигналом с пятого выхода сумматора 7.1 через элемент ПЛИ 1.1. В результате един1етный сигнал проходит через элемент И 5.1, а также последовательно через элементы И 5.2-5.5, которые открыты единичными сигналами с пятых выходов сумматоров 7.2-7.5 соответственно. Единичный сигнал с вькода элемента И 5.5 поступает на тактовый вход кольцевого распределителя 12 импульсов через элемент ИЛИ 13, в результате чего первый разряд распределителя переходит в нулевое состояние, а второй - в единичное. Единичный сигнал с выхода второго разряда распределителя 12 поступает на четвертый вход сумматора 7.5 и, так как в счетчике все триггеры находятся в О, то и на четвертом пыходе сумматора 7.1 появляется сигнал 1. Этот сигнал поступает на четвертый вход элемента ИЛИ 9.1 и на выходных шинах 11.1-11.6 формируется комбинация 000001.

Сигнал 1 с четвертого выхода сумматора 7.1 поступает на третий вход элемента И 4.1, на первый вход которого также поступает сигнал 1 с инвертора 3,1. В результате очередной тактовый сигнал поступает с входной шины 8 через элемент И 15 на второй вход элемента И 4.1 ц устанавливает триггер 2.1 в состояние 1. Сиг ким же образом последовательно пере нал 1 с прямого выхода триггера 2 через элемент ИЛИ 10.1 поступает на выходную шину 11.2. В результате на выходных шинах формируется кодовая комбинация 000010. Так как на четвертом входе сумматора 7.5 находится сигнал 1, то и на четвертом входе сумматора 7.1 также находится сигнал 1, который совместно с сигналом 1 с прямого выхода триггера 2.1 вырабатывает сигнал 1 на пятом выходе сумматора 7. При поступлении очередного тактового сигнала триггер 2.1 лереводится в нулевое состоянр е единичным сигналом с выхода элемента И 5.1, который открыт единичным сигналом с пятого выхода сумматора 7.1 через элемент ИЛИ 1.1. Сигнал 1 с выхода элемента И 5.1 поступает также на третий вход эле20

25

30

бираются кодовые комбинации с тремя , четырьмя и пятью единичными разрядами ,

При нахождении счетчика в 62-м состоянии, когда на выходных шинах сформирована кодовая комбинация 111110, очередной тактовый сигнал сбрасьгеает триггеры 2.1-2.5 в О и устанавливает в состояние 1 шестой разряд распределителя 12 импуль- сг , единргчный сигнал с которого по ступает через элемент ИЛИ 14 на иу левой вход сумматора 7.5 и -через сумматоры 7.5-7.1 - на нулевой выход сумматора 7.1,, Этот сигнал через элементы ИЛИ 9.1-9.5 поступает на выходные шины 11.1-11.5, а на выходную шину 11.6 также поступает единичный сигнал с шестого разряда распреде лителя 12 импульсов через элемент ИЛИ

мента И 4.2 через первый вход элемен- 10.5с На выходных шинах формируется

комбинация 000011. С приходом очередного тактового сигнала триггер 2.2 переходит в состояние 1 и на выходных шинах формируется кодовая комбинация 000101 о Аналогичным образом формируются и все кодовые комбинации с двумя единичными разрядами. Пр окончании перебора кодовых комбинаций с двумя единичными разрядами распределитель 12 импульсов переходит в очередное состояние и задает режим работы счетчику импульсов с тремя единичными разрядами (). Та

бираются кодовые комбинации с тремя , четырьмя и пятью единичными разрядами ,

При нахождении счетчика в 62-м состоянии, когда на выходных шинах сформирована кодовая комбинация 111110, очередной тактовый сигнал сбрасьгеает триггеры 2.1-2.5 в О и устанавливает в состояние 1 шестой разряд распределителя 12 импуль- сг , единргчный сигнал с которого по ступает через элемент ИЛИ 14 на иу левой вход сумматора 7.5 и -через сумматоры 7.5-7.1 - на нулевой выход сумматора 7.1,, Этот сигнал через элементы ИЛИ 9.1-9.5 поступает на выходные шины 11.1-11.5, а на выходную шину 11.6 также поступает единичный сигнал с шестого разряда распределителя 12 импульсов через элемент ИЛИ

10.5с На выходных шинах формируется

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах дискретной обработки информации ,в частности, в качестве счетчиков, распределителей импульсов и устройств кодирования информации с возможностью обнаружения ошибок. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Для достижения цели в устройство введены элементы И 15, 16, кольцевой распределитель импульсов 12, элементы И 15,16, элементы ИЛИ 6,4,9.5,10.4,10.5,13,14. Устройство также содержит элементы ИЛИ 1.1-1.5, триггеры 2.1-2.5

элементы НЕ 3.1-3.5, элементы И 4.1-4.5, 5.1-5.5, элементы ИЛИ 6.1-6.4, сумматоры 7.1-7.5

входную шину 8, элементы ИЛИ 9.1-9.4

10.1-10.3, выходные шины 11.1-11.6. Расширение функциональных возможностей обусловлено увеличением модуля счета за счет последовательного перебора всех групп кодов, имеющих одинаковое количество единиц при сохранении возможности обнаружения ошибок. 1 ил.

та ИЛИ 6о1. Единичный сигнал с вьсх.о- да элемента НЕ 3.2 поступает на пери триггер

вый вход элемента И 4.2 2.2 переходит в состояние . по это му же такту. На выходных шинах формируется кодовая комбинация 000100 Таким же образом получают все кодовые комб.1нации с одиим единичным разрядом. .

При нахождении счетчика импульсов в состоянии 10000, а выходных шин - 100000 очередной тактовый сигнал проходит через элементы И 5„1-5.5, сбра сывает триггер 2„5 в нулевое состояние и устанавливает третий разряд распределителя 12 импульсов в состояние 1. Сигнал V1 с выхода третьего разряда распределителя 12 импульсов поступает на третий вход сумматора 7.5, а с третьего выхода сумматора 7.1 - на входы элементов ИЛИ 9.1-9.2о В результате на выходных шинах 11.1-П„6 появляется кодовая

0

5

0

5

последняя кодовая комбинация - 111111. Очередной тактовый сигнал с шины 8 поступает на элемент И 16, который открыт единичным сигналом с . седьмого разряда распредетГителя 12 импульсов, и через элемент ИЛИ 13 устанавливает распределитель 12 импульсов в исходное состояние (0000001); на выходе счетчика - 000000

Обнаружение ошибок при работе счетчика импульсов происходит при ошибоч - ных переходах разрядов счетчика типа 1 , когда количество единичных разрядов в счетчике превысит заданную величину К, Например, если счетчик находится во втором состоянии (кодовая комбинация - 0000.1, а на выходных шинах - 000010) и произошел ошибочный переход в единичное состояние триггера 2.3, то в счетчике будет комбинация 00101, т.е. количество единичных разрядов превысит . Так как во 2-м состоянии единичньп сигнал

ч

с iifpBOiH) разряда распределителя импульсов поступает на четлертьп вход сумматора 7.5, то на пятом выходе сумматора 7.3 также появляется един1гч- ный сигнал, так как на первую группу входов сумматора 7.3 поступает единичный сигнал, так как на первую группу входов сумматора 7.3 поступает един} ч- ный сигнал с прямого выхода триггера . 2.3. Этот сигнал поступает на пятый вход сумматора 7,1, на первую группу входов которого поступает единичный сигнал с прямого выхода триггера 2.1, в результате единичный сигнал появля- ется на шестом выходе сумматора 7.1, что и является сигналом ошибочного состояния счетчика импульсов. Аналогично, если при нахождении счетчика импульсов в состоянии (комби-20 дов, начиная с первого разряда, вы- нация 11100, а на выходных шинах - ходы элементов ИЛИ первой группы, на 111000) произойдет ошибочный переход чиная с второго элемента ИЛИ, соединены соответственно с вторыми входами элементов ИЛИ второй группы, начиная с первого элемента ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены п+2 разрядный кольцевой распределитель импульсов, 30

одного из разрядов из , например триггера 2,2, то на шестых выходах сумматоров 7,2 и 7,1 появится сигнал 25 ошибки.

Устанавливая в единичное состояние разряды кольцевого распределителя импульсов с помощью поразрядных входов распределителя 12, можно осуществить помехоустойчивьй перебор кодовых комбинаций счетчика импульсов, начиная с любого заданного числа К,

первый и второй дополнительные эле- .ченты ИЛИ, первый и второй дополнительные элементы И, в первую группу элементов ИЛИ введен п-й элемент ИЛИ, во вторую группу элементов ИЛИ введены (п-1)-й и п-й элементы ИЛИ, в- последний разряд счетчика введен второй элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с вторьпч входом втррого элемента И с выходом второго элемента И предпоследнего разряда, второй вход первого элемента И которого соединен с выходом первого дополнительного элемента И и вторым входом первого элемента И последнего разряда, в котором третий вход первого элемента И соединен с выходом второго элемента ИЛИ, прямые выходы триггеров предпоследнего и последнего разрядов соединены соответственно с первыми входами (п-1)-го и п-го элементов ИЛИ второй группы элементов ИЛИ, в которой вторые входы (п-1)-го и п-го элемен тон ИЛИ соединены соответственно с выходом IT-ГО элемента ИЛИ первой группы элементов ИЛИ и с выходом (п+2)-го разряда кольцевого распреде лителя импульсов, выходы (п + 1)-го и (п+2)-го разрядов которого соединены соответственно с первым и вторым

Формула изобретени

Счетчик импульсов, содержащий входн-ую шину, п разрядов, первую группу из п-1 элементов ИЛИ, вторую группу из п-2 элементов ИЛИ, каждый из разрядов содержит триггер, два элемента И, элемент НЕ, элемент ИЛИ и сумматор, а разряды с второго по предпоследний содержат второй элемен ИЛИ, первая группа входов сумматора соединена с Прямым и инверсным выходами триггера, входы установки в 1 и в О которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, первый вход второго элемента И соединен с входом элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, вторая группа .входов сумматоррв с первого по vn-1)й разряды соединена с выходами сумматоров последующих разрядов с второго по п-й соответственно, второй вход первого элемента И первого разряда соединен с

мдн1гч- пу ничпура . пу .1, я- 1, 49774410

вторым входом второго элемента И первого разряда, а также с in орыми дами первых элег-)ентов И, нач11}1ая с второго по (п-П-й р тряды, II ка- (- дом разряде nepBt.iii iixo/ и выход первого элемен . И.Ш1 соединены -оответ- ственно с прям1,м выходом триггера и входом элемента РШ, выход второго элемента ИЛИ в разрядах с второго по (п-1 )-й соеди 1ен с третьим входом первого элемента И, а яерчый вход второго элемента ИЛИ и второй вход второго элемента И соединены с выходом второго элемента И предыдущего разряда, первые входы элементов ИЛИ второй группы, начиная с первого элемента ИШ , соединены соответственно с прямыми выходами триггеров разря0 дов, начиная с первого разряда, вы- ходы элементов ИЛИ первой группы, на чиная с второго элемента ИЛИ, соединены соответственно с вторыми входами элементов ИЛИ второй группы, начиная с первого элемента ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены п+2 разрядный кольцевой распределитель импульсов, 0

5

0

5

0

5

первый и второй дополнительные эле- .ченты ИЛИ, первый и второй дополнительные элементы И, в первую группу элементов ИЛИ введен п-й элемент ИЛИ, во вторую группу элементов ИЛИ введены (п-1)-й и п-й элементы ИЛИ, в- последний разряд счетчика введен второй элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с вторьпч входом втррого элемента И с выходом второго элемента И предпоследнего разряда, второй вход первого элемента И которого соединен с выходом первого дополнительного элемента И и вторым входом первого элемента И последнего разряда, в котором третий вход первого элемента И соединен с выходом второго элемента ИЛИ, прямые выходы триггеров предпоследнего и последнего разрядов соединены соответственно с первыми входами (п-1)-го и п-го элементов ИЛИ второй группы элементов ИЛИ, в которой вторые входы (п-1)-го и п-го элемен тон ИЛИ соединены соответственно с выходом IT-ГО элемента ИЛИ первой группы элементов ИЛИ и с выходом (п+2)-го разряда кольцевого распреде лителя импульсов, выходы (п + 1)-го и (п+2)-го разрядов которого соединены соответственно с первым и вторым

вх(1д;1ми пт11рог(1 дпп(1.лнитольного эле- мента ИЛИ, пторсй нход которого соединен с инверсным входом первого и першлм входом второго дополнительных элементов И, входн,1я шина соединена с входом первого дополнительного эле- ментл И и вторым входом второго дополнительного элемента И, выход которого соединен с первым входом первого дополнительного элемента Ш1И, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго элемента И последнего разряда и с тактовым входом кольцевого распределителя импульсов, выходы с первого по п-й разрядов которого соединены соответственно с п-го по первый входы пторой группы входов сумматора

последнего разряда, в котором нуле- . вой вход второй группы входов сумматора соединен с выходом второго дополнительного элемента ИЛИ, в каждом разряде выход сумматора, соотпетст- вующий числу п, соединен с вт(1рым входом первого элемента ИЛИ, третий вход первого элемента И

первого разряда и вторые входы вторых элементов ИЛИ разрядов с второго по п-й соединены соответственно с выходами, соответствующими числам с (п-1)-го по нулевое, сумматора первого разряда, в первой группе элементов ИЛИ входы i-ro элеме1 та ИЛИ, где ...п, соединены с выходами, соответствующими числам с нулевого по n-i, сумматора первого разряда.