Реверсивное счетное устройство Советский патент 1989 года по МПК H03K23/62 

Изобретение относится к автоматике, изме рительной и вычислительной технике и может быть использовано для подсчета предметов (объектов, меток, рисок), движущихся относительно двух датчиков в каком-то одном направле- нии, или для подсчета разности количества предметов (объектов, меток, рисок), движущихся относительно двух датчиков в противоположных направлениях, например для отсчета перемещений рабочих органов станков, снабженных импульсными датчиками перемещений ,

Целью изобретения является упрощение реверсивного счетного устройства.

На (}иг. 1 показана структурная схема реверсивного счетного устройства; на фиг.2 - то же, счетной декады.

Реверсивное счетное устройство (фиг.1) содержит первую 1 и вторую 2 входные щины (которые могут быть подключены к выходам соответствующих датчиков) и счетные декады 3,1, . 3,2...3.1,..,3,п, каждая из которых снабжена первым 4 и вторым 5 входом, , а также выходом 6. Первый вход 4 первой счетной декады 3,1 соединен с

|01

4 4

;о

первой входной шиной 1 устройства. Вторые входы 5 всех 3.1,3,2,,.3,1... З.п счетных декад соединены с второй входной шиной 2 устройства. Выход 6 каждой предыдущей счетной декады подключен к первому входу 4 последующей счетной декады.

Каждая счетная декада (фиг.2) , содержит по числу входящих в нее раз рядов четыре счетных триггера 7-10, четыре элемента И 11-14 и четыре элемента ИЛИ 15-18,, Выход каждого К-го (К 1,2,3) счетного триггера 7-9 соединен с первым входом К-го элемента И 11-13, выход которого соединен с первым входом К-го элемента ИЛИ 15-17, выход которого .- соединен со счетным входом (К+1)-го счетного триггера 8-10, счетный вход К-го счетного триггера 7-9 соединен с вторым входом Кто элемента ИЛИ 15-17, счетный вход первого счетного триггера 7 является первым входом 4 счетной декады, вторые входы К-X элементов И 11-13 соединены между собой, причем выход ,четвертого счетного триггера 10 соединен с первым входом четвертого элемента И 14, выход которого соединен с первым вхо дом четвертого элемента ИЛИ 18, счетный вход четвертого счетного тригера 10 соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ 18, выход которого являeтcяJ выходом счетной декады 6 и соединен с третьими входами первого 11 и второго 12 элементов И, второй вход четвертого элемента И 14 соединен с вторыми входами К-х элементов И 11-13 и является вторым входом счетной декады 5.

Реверсивное счетное устройство работает следующим образом (фиг.1).

Если импульсные сигналы поступили вначале на первую 1, а затем на вторую 2 входные щины, то в результате в реверсивном счетном устройстве реализуется операция прямого счета. Если импульсные сигналы поступили вначале на вторую 2, а за гем на первую

входные шины, то в результате в реверсивном счетном устройстве реализу- .ется операция обратного счета, Если импульсные сигналы дважды поступили на одну и ту же входную шину (первую 1 или вторую 2), то результат в реверсивном счетном устройстве .остается неизменным. Входные шины 1 и 2 могут быть подключены к выходам

0

5

0

двух соо- ветствующих датчиков. Каждый датчик фиксирует перемещение относительно него предмета (объекта, метки, риски) и формирует при этом и 1пульсный сигнал на соответствующую шину. Совокупность двух датчиков позволяет определять направление перемещения предмета (объекта, метки,риски). Если импульсный сигнал поступает вначале от первого датчика (на первую входную шину 1), а затем от второго датчика (на вторую входную шину 2), то считают, что предмет вошел в контролируемую зону (соответствует реализации в счетном устройстве операции прямого счета). Если импульсный сигнал поступает вначале от второго датчика (на вторую входную шину 2), а затем от первого датчика (на первую входную шину 1), то считают, что предмет покинул контролируемую зону (соответствует реализации в счетном устройстве операции обратного счета). Если импульсный сигнал дважды поступает с выхода одно- го из датчиков (на первую 1 или VTO- рую 2 входные шины), то считают, что предмет вошел в пространство меяг- ду датчиками и вновь покинул это пространство в обратном направлении (соответствует сохранению результата в счетном устройстве). При этом понимается относительное перемещение предметов (объектов, меток, рисок) и датчиков, так как перемещаться могут либо фиксируемые объекты относительно датчиков, либо датчики относи- т ельно фиксируемых объектов, либо те и другие.

Функционирование реверсивного счетного устройства определяется работой входящих в его состав счетных декад 3,1 ,3.2,, ,,,3.i,...З.п. Каждая счетная декада (фиг,2) функционирует в соответствии с таблицей переходов (см.таблицу) ,

Счетная декада имеет десять чательных состояний, которые в таблице пронумерованы О, 1, 2, 3,

I-II «leli J

II M-7II tlQlt tiQli

8

9, Перед

началом работы счетные декады уста-. навливаются в любое предусмотренное таблицей начальное состояние подачей сигнало на установочные входы триггеров 7-10 (не показаны). При этом со- стоянию О счетной декады соответствует начальная установка триггеров 7 и 8 в единичное, а триггеров 9 и 10 51

в нулевое (код с избытком три) сос- яние. Каждому устойчивому состоянию декады соответствует вполне определенное состояние триггеров 7-10. В устройстве использованы триггеры, которые переключаются по заднему фронту единичных сигналов, поступающих на счетные входы. Если триггер находится в нулевом состоящей, то единичный сигнал на его выходе от - сутствует, если триггер находится в единичном состоянии, то единичный сигнал на его выходе присутствует.

Все сигналы с входа 4 полного ращения в любом случае проходят ы выход 6 счетной декады, откуда по

Появление сигналов на счетных вхо- )5 пают на вход 4 следующей декады.

дах триггеров 7-10 и .на выходе 6 счетной декады возможно только при наличии сигналов на входах 4 или 5 этой счетной декады.

Сигнал с входа 4 счетной декады поступает на счетные входы триггеров 7-10 всех счетных разрядов данной декады. По окончании действия сигнала с входа 4 происходит обращение содержимого всех счетных разря- .дов декады, поэтому вход 4 назван входом полного обращения.

Сигнал с входа 5 счетной декады поступает на счетные входы только части триггерол. По окончании действия сигнала с входа 5 происходит обращение содержимого триггеров только части счетных разрядов данной де- о

кады, поэтому вход 5 назван входом частичного обращения. Часть триггеров счетных разрядов, подлежащая обращению по окончанию действия си:- нала с входа 5, определяется по правилу, которое имеет одно исключение и заключается в следующем. Обращению подлежат триггеры тех старших разрядов, которые следуют за самым первым, начиная с младшего, разрядом, храня1цим единичное значение, Искпкг- чением является такое состояние счетной декады, при котором в двух ее старщих разрядах (в триггерах 9 и 10) записано нулевое значение (строки 1 и 39 таблицы переходов). В состояСигналы с входа 5 частичного о щения проходят на выход 6 во всех состояниях счетной декады, кроме ляющегося исключением (когда в тр 20 герах 9 и 10 записано нулевое зна ние) .

В соответствии с таблицей перех окончательные состояния декады О

II 1 «I ИтП lloll II/.IIItrll lltll Г1-7И

I, г , J,4, Ь, О, 7

25 8, 9 представлены в строках 1 9, 13, 17, 21, 25, 29, 33. и 37 с ответственно, В этих состояниях с налы на входах 4, 5 и выходе 6 де ды отсутствуют. Переход в окончат

30 ное состояние с большим на еди ниц номером (в том числе и переход из состояния 9 в состояние О) о ществляется последовательной пода сигналов вначале на вход 4 полног а затем на вход 5 частичного обра ния. Переход в окончательное сост ние с меньшим на единицу номером том числе и переход из состояния в состояние 9) осуществляется п

40 следовательной подачей сигналов в чале на вход 5 частичного, а затем на вход 4 полного обращения. Перех из одного окончательного состояния другое (соседнее) окончательное с

45 тояние осуществляется через промеж точное состояние (9), (8), (7 (6), (5), (4), (3), (2) (1)- и (о) декады (промежуточ ные состояния представлены в строк

35

Последовательное поступление двух сигналов на один из входов (4 - полного обращения или 5 - частичного обращения) приводит к двойному полному или двойному частичному обращению, т.е. содержимое декады не изменяется. Одновременное действие сигналов на входах 4 и 5 счетной декады эквивалентно действию сигнала только на входе 4.

Все сигналы с входа 4 полного обращения в любом случае проходят ыа выход 6 счетной декады, откуда посту

пают на вход 4 следующей декады.

Сигналы с входа 5 частичного обращения проходят на выход 6 во всех . состояниях счетной декады, кроме являющегося исключением (когда в триг- 0 герах 9 и 10 записано нулевое значение) .

В соответствии с таблицей переходов окончательные состояния декады О,

II 1 «I ИтП lloll II/.IIItrll lltll Г1-7И

I, г , J,4, Ь, О, 7,

5 8, 9 представлены в строках 1,5, 9, 13, 17, 21, 25, 29, 33. и 37 соответственно, В этих состояниях сигналы на входах 4, 5 и выходе 6 декады отсутствуют. Переход в окончатель0 ное состояние с большим на еди ницу номером (в том числе и переход из состояния 9 в состояние О) осуществляется последовательной подачей сигналов вначале на вход 4 полного, а затем на вход 5 частичного обращения. Переход в окончательное состояние с меньшим на единицу номером (в том числе и переход из состояния О в состояние 9) осуществляется по0 следовательной подачей сигналов вначале на вход 5 частичного, а затем на вход 4 полного обращения. Переход из одного окончательного состояния в другое (соседнее) окончательное сос5 тояние осуществляется через промежуточное состояние (9), (8), (7), (6), (5), (4), (3), (2), (1)- и (о) декады (промежуточные состояния представлены в строках

5

Изобретение относится к автоматике, измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для разностного или реверсивного счета. Цель изобретения - упрощение реверсивного счетного устройства. Каждая счетная декада снабжена входами полного обращения и частичного обращения, выходом и содержит четыре счетных триггера, четыре элемента И и четыре элемента ИЛИ. Если импульсные сигналы поступают вначале на первую, а затем на вторую входные шины, то в счетных декадах реализуется операция прямого счета. Если импульсные сигналы поступают в начале на вторую, а затем на первую входную шину, то в счетных декадах реализуется операция обратного счета. Если импульсные сигналы дважды поступают на одну и ту же входную шину, то результат в счетных декадах сохраняется. Импульсные сигналы на входные шины могут подаваться с выходов двух соответсвующих датчиков, очередность поступления сигналов с которых определяет направление перемещения предмета (объект, метки, риски). 2 ил., 1 табл.

НИИ, являющемся исключением, по окон- 50 3 7 11 15 19 23 27 31 35 чании сигнала с входа 5 счетной дека- н 39 соответственно таблицы переходы ни один из триггеров 7-10 не переключается,Для обеспечения запрета прохождение сигнала с входа 5 на счетные входы триггеров в исключительном состоянии декады используется обратная связь с выхода 6 счетной декады на третьи входы элементов И 1 1 и 12,

дов).

Действие единичного сигнала на од ном из входов (4 или 5) счетной дека 55 ды проявляется на счетных входах

тех триггеров, которые указаны в соо ветствующей четной строке таблицы пе реходов. При этом триггеры не изменя ют своего состояния (неизменное соедов).

Действие единичного сигнала на од- ном из входов (4 или 5) счетной дека- ды проявляется на счетных входах

тех триггеров, которые указаны в соответствующей четной строке таблицы переходов. При этом триггеры не изменяют своего состояния (неизменное соетояние декады и триггеров счетных разрядов обозначено в таблице ) до тех пор, пока единичные сигналы на их счетных входах не изменятся на нулевые.

При переходе предыдущей декады иэ окончательного состояния с номером в окончательное состояние с номером О формируются импульсные сигна лы: вначале на входе 4 следующей декады, что приводит к полному ее обращению; затем на входе 5 следующей декады, что приводит к частичному ее обращению.

Таким образом, обеспечивается увеличение результата в старшей декаде на единицу.

При переходе предыдущей декады

из окончательного состояния с номером О в окончательное состоякие с номером 9 формируются импульсные сигналы: вначале на входе 5 следующей декады, что приводит к частично- му ее обращению; затем на входе 4 следукяцей декады, что приводит к полному ее обращению.

Таким образом, обеспечивается уменьшение результата в старшей де- каде на единицу.

Во всех остальных случаях при п е- реходе предыдущей декады из одного окончательного состояния в другое происходит двойное полное обращение содержимого старшей декады и результат в старшей декаде остается прежним.

Отсутствие состояния в работе реверсивного счетного устройства обес- печивается при сравнительно одинаковом или более высоком быстродейстВИИ логических элементов по сравнению с триггерами.

Формула изобретения

Реверсивное счетное устройство, содержащее первую и вторую входные шины и счетные декады, первый и второй входы первой счетной дека,цы соединены соответственно с первой и второй входными шинами, а каждая счетная декада содержит по четыре счетных триггера, элемента И и элемента ИЛИ, выход каждого К-го (К 1,2,3) счетного триггера соединен с первым входом К-го элемента И, выход которого соединен с первым входом К-го элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом (К+1)-го счетного триггера, счетный вход К-го счетного триггера соединен с вторым входом К-го элемента ИЛИ, счетньш вход первого счетного триггера является первым пходом счетной декады, вторые входы К-х элементов И соединены между собой, выход каждой предыдущей счетной декады подключен к первому входу последующей счетной декады, отличающееся тем, что, с целью упрощения, выход четвертого счетного триггера соедине с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, счетный вход четвертого счетного триггера соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ,выход которо- го является выходом счетной декады и соединен с третьими входами первог и второго элементов И, второй вход четвертого элемента И соединен с вторыми входами К-х элементов И и является вторым входом счетной декады, а вторые входы второй и последую щнх счетных декад соединены с второй входной шиной.

о

о

о

1

о

о

о

1

о

о

о

1

о

о

о

1

о

о

о

1

о

о

о

1

о

о

о

1

о

о

о

1

о

о

о

1

о

о

о

1

о 1 о

о 1 о

о 1 о

о 1 о

о 1 о

о 1 о

о 1 о

о 1 о

о 1 о

о

1 о

о

1

о

1

о

1

о

1

о

1

о

1

о

1

о

1

о

1

о

о

о

о

1

о

1

о

1

о

1

о

1

о

1

о

1

о

1

о

о

о

1

о

о

о

1

о

1

о

1

о

1

о

1

о

1

о

1

о

о

о

I

о

1

о

1

о

1

о

1

о

I

о

1

о

о

о

1

о

о

о

1

о

о

о

1

о

1

о

1

о

о

о

I

о

1

о

1

о

о

о

1

о

1

о

1

о

о

о

1

о

1

о

1

о

о

о

1

о

о

о 1

о о о 1

о о о 1

о о о 1

о о о 1

о о о 1

о о о 1

о о о 1

о о о 1

о о о 1

о о

о

I

.

о

«

1

о

# о

4(

1

о

1

1

к

о

«

о

1

о

к1

«1

о

А

о

1

1

-

о

I

о

1

о

1

ко

о

к}

о

(1

Ifо

I

1

о

1

к1

о

1

Q

о

1

о

1

1

«

о

#

I

«

о

«

о

-«

1

о

1

#

1

о

1

о

о

1

1

-1

о

)

о

1

«

1

о

«

о

I

f,

1

г

о

«

о

«

1

1

«I

о

о

1

I

о

-

о

1

-its

Hi

s

-,

а«о

fS

«г

I I

I

LiJ

I I I II L§J

« «