Кольцевой счетчик Советский патент 1989 года по МПК H03K23/54 

75

СЛ

СО

кэ

М

315

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах обработки дискретной информации, а также в распределителях импульсов.

Целью изобретения является повышение надежности функционирования и расширение области применения.

Поставленная цель достигается за счет введения новых конструктивных признаков, обеспечивакнцих коррекцию состояния кольцевого счетчика в случае возникновения сбоя и возможность функционирования как с четным, так и с нечетным количеством разрядов.

На чертеже приведена схема кольцевого счетчика с количеством разрядов N, равным трем.

Кольцевой счетчик содержит D-триг гер 1, RS-триггеры 2-4, соответственно первого, второго и третьего разрядов, первые элементы И-НЕ 5.1 - 5.3 соответственно первого - третьего разрядов, вторые элементы И-НЕ 6,1 - 6.3 соответственно первого - третьего разрядов, первый 7, второй 8 формирователи импульсов, первый, второй элементы И 9 и 10, первую 11 и вторую 12 тактовые шины, счетный триггер 13 запуска, входную шину 14, шину 15 сброса.

Выходы элементов И-НЕ 5,1 - 5,3 соединены соответственно с инверсными R-входами RS-триггеров 2-4, инверсные R-входы которых соединены соответственно с выходами элементов И-НЕ 6.1 - 6.3, входная шина 14 соединена со входом синхронизации триггера 13, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с тактовыми шинами 11 и 12, первые входы элементов И-НЕ 5.1, 6.1, 5.3 и 6.3 соединены с тактовой шиной 12, первые входы элементов И-НЕ 5.2 и

6.2соединены с тактовой шиной 11, вторые входы элементов И-НЕ 5.1 5.3соединены соответственно с прямыми выходами D-триггера 1 и RS-триггеров 2 и 3, инверсные выходы которых соединены соответственно со вторыми входами элементов И-НЕ 6,1 - 6.3, вход синхронизации иВ-вход D-триггера

1 соединены соответственно со входной шиной 14 и с инверсным выходом RS-триггера 4, шина 15 сброса соединена с первым входом элемента И 9, выход которого соединен с первым вхо0

5

2134

дом элемента И 10, с инверсным входом установки нуля D-триггера 1 и с дополнительными инверсными R-входами RS-триггеров 2-4, прямой и инверсный выходы последнего из которых соединены соответственно с прямым и ин- версньм входами формирователя 7 импульсов и соединены соответственно с инверсньм и прямым входами формирователя 8 импульсов, инверсный выход которого соединен со вторым входом элемента И 9, инверсный выход формирователя 7 импульсов соединен со вторым входом элемента И 10, выход которого соединен с инверсным входом установки нуля триггера 13.

В устройстве введенный D-триггер 1 является дополнительным первым разрядом, поэтому код с выходов Q1 - Q4 кольцевого счетчика следует снимать соответственно с прямых выходов D-триггера 1 и RS-триггеров 2-4. При этом триггеры 2 и 4 становятся триггерами четных разрядов, а триггеры 1 и 3 - триггерами нечетных разрядов .

Кольцевой счетчик работает следующим образом.

Сбросовьй нулевой импульс с шины

15 счетчика через элемент И 10 устанавливает по сбросовым R-входам триггеров все разряды в нулевое состояние, при котором на выходах Q1 - Q4 счетчика устанавливаются нули и

5 одновременно сбрасывается в нуль триггер 13 запуска. При этом на первой тактовой шине 11 устанавливается О, а на второй шине 12 - 1, которая поступает на первые входы

0 элементов И-НЕ 6.1, 6.3 четных разрядов . Так как на их вторые входы с инверсных выходов триггеров нечетных разрядов также поступают единицы, то на выходах элементов И НЕ 6.1 и 6.3 четных разрядов образуются нули, поступающие на R-входы триггеров 2 и 4 четных разрядов и подтверждакщие нулевое состояние этих триггеров.

0 При поступлении на шину 14 первого счетного импульса переключается триггер 13. запуска, на первой тактовой шине 11 образуется 1, а на шине 12 - О, который блокирует эле5 менты И-НЕ 5.1, 6.1, 5.3, 6.3 всех четных разрядов. Одновременно переключается в единицу триггер 1 первого разряда, на D-вход которого поступает 1 с инверсного выхода триггера А последнего разряда, на перво выходе Q1 счетчика устанавливается 1 и образуется выходной код 1000,

При поступлении на шину 14 второго счетного импульса триггер 13 запуска переключается в О, на перво тактовой шине 11 устанавливается О а на второй шине 12 - 1. Так как на оба входа элемента И-НЕ 5.1 второго разряда поступают единицы, то на его выходе образуется О, который переключает RS-триггер 2 второго разряда в единицу и на выходе Q2 образуется 1. Элементы И-НЕ 6.1 и 6.2 второго и третьего разрядов заперты нулями, поступающими на них с инверсных выходов триггеров соответственно первого и второго разрядов. Устанавливается выходной код счетчика 1100.

При поступлении в счетчик третьего счетного импульса переключается триггер 13 запуска, а на первой шине 11 устанавливается единица и срабатьшает элемент Й-НЕ 5.2 третьего разряда, так как на его обоих входах присутствуют единицы, что приводит к переключению RS-триггера 3 третьего разряда в единицу и образованию 1 на выходе Q3. В счетчике устанавливается выходной код 1110.

С поступлением четвёртого счетного импульса срабатывает последний триггер А и на выходах Q1 - Q4 устройства устанавливаются единицы, образуя выходной код счетчика 1111. После переключения последнего триггера 4 в т по сигналам с его прямого и инверсного выходов, поступающим на входы первого формирователя 7, на выходе последнего формируется короткий импульс нулевого уровня, который через первый элемент И 10 сбрасывает триггер 13 запуска в нуль, т.е. производится коррекция фазы триггеров 13, при которой на первой тактовой шине 11 устанавливается О, а на второй шине 12 - 1.

При поступлении в счетчик пятого импульса триггер 13 запуска переключается в единицу, на ппше 11 устанав- лива(втся 1, а на шине 12 - О, по которому запираются вторые элементы И-НЕ 6.1, 6.3 всех четных разрядов. Одновра енно по пятому импульсу триггер 1 первого рязряда возвращается в О, так как на его D-вход по цепи

1531213

0

5

0

5

0

5

0

5

перекрестной обратной связи поступает О с инверсного выхода триггера 4 (последнего) разряда счетчика и на выходе Q1 образуется нулевой уровень. Выходной код счетчика при этом будет 0111.

При поступлении шестого импульса триггер 13 запуска переключается в нуль, на первой шине 11 устанавливается О, а на второй шине 12 - 1. При этом на выходе второго элемента И-НЕ 6.1 второго разряда вырабатывается О и триггер 2 второго разряда возвращается в нулевое состояние. Триггеры последующих разрядов остаются в состоянии единиц, а выходной код счетчика при этом будет 0011.

При поступлении седьмого импульса возвращается в нуль триггер 13 третьего разряда, образуя код счетчика 0001.

С поступлением в счетчик восьмого импульса возвращается в нуль триггер 4 последнего разряда. После его переключения в О по сигналам с инверсного и прямого выходов, поступающим на входы второго формирователя 8, на выходе последнего формируется короткий импульс нулевого уровня, который через элемент И 9 поступает на сбросовые R-входы триггеров всех разрядов, подтверждая их нулевое состояние. Этот же импульс через элемент И 10 сбрасывает триггер 13- запуска в нуль, т.е. при переключении последнего триггера в О производится коррекция фазы триггера 13, при которой на первой тактовой шине 11 устанавливается О, а на второй шине 12 - 1. Образовавшийся выходной код 0000 соответствует исходному состоянию счетчика, который готов к следующему циклу работы.

Следовательно, при правильной работе предлагаемого счетчика в направлении от первого разряда к последнему распространяется непрерывная вол- .11

0

на единиц, которая затем переходит в непрерывную волну нулей, распространяющуюся в том же направлении с поступлением каждого счетного импульса. В случае сбоев в работе счетчика он принимает какое-либо запрещенное состояние, например 0100 или 1011, нарушающее непрерывность волны нулей или волны единиц. Правильная работа счетчика восстанавливается благодаря связи сбросовых входов триггеров счетчика с выходом

элементов И 9 и 10; при переключе- кии последнего триггера в нуль, в независимости от правильности состояния при этом счетчика, на выходе формирователя 8 формируется короткий импульс нулевого уровня, по которому счетчик всегда устанавливается, в разрешенное (исходное) состояние 000 ... 0.

Коэффициент пересчета счетчика четный и равен 2N, где N включает разряд на триггере t. Для получения нечетного коэффициента пересчета, равного 2п-1, достаточно подключить k счетчику дополнительный элемент И; один его вход соединить с инверсным выходсж последнего триггера, другой вход - с инверсным выходом предпоследнего триггера, а iD-вход триггера первого разряда соединить с выходом этого дополнительного элемента И.

Таким образом коррекция фазы триггера запуска по моментам переключений последнего К-го триггера иэ О в 1 или из 1 в О обеспечивает правильную очередность переключений триггеров первого и вторго разрядов в независимости от того четное или нечетное число N разрядов имеет предлагаемый счетчик и позволяет сохранить постоянство (неизменность) структуры счетчика при различном числе разрядов благодаря наличию введенных конструктивных признаков, которые позволяют также восстанавливать правильную работу счетчика при сбоях.

Формула изобретения

Кольцевой счетчик, содержащий входную шину, две тактовые шины, счетный триггер запуска и N разрядов, каждый из которых содержит RS-триг- гер и первый и второй элементы И-НЕ, выходы которых соединены соответст- , венно с инверсньми S- и R-входами RS-триггера, входная юша соединена

5

0

0

5

0

5

45

с входом синхронизации счетного триггера запуска, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с первой, второй тактовыми шинами,в каждом нечетном разряде первые входы первого и второго элементов И-НЕ соединены с второй тактовой шиной, в каждом четном разряде первые входы первого, второго элементов И-НЕ соединены с первой тактовой шиной, в каждом разряде, кроме первого, вторые входы первого, второго элементов И-НЕ соединены соответственно с прямьм и инверсным выходами RS-триггера предыдущего разряда, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности функционирования и расширения области применения, в него введены два формирователя импульсов, два элемента И, шина сброса и D-триггер, вход синхронизации, D-вход, прямой и инверсньА выходы которого соединены соответственно с входной шиной, с инверсным выходом триггера последнего разряда и с вторыми входами первого, второго элементов И-НЕ первого разряда, шина сброса соединена с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первьм входом второго элемента И, с инверсньм входом ус- тановки нуля D-триггера и с дополнительными инверсньми R-входами RS- триггеров всех разрядов, прямой и инверсный выходы RS-триггера последнего разряда соединены соответственно с прямым и инверсным входами первого формирователя импульсов и соединены соответственно с инверсным и прямым входами второго формирователя импульсов, инверсный выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, инверсный выход первого формирователя импульсов соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с инверсньм входе установки нуля счетного триггера запуска.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах обработки дискретной информации, а также в распределителях импульсов. Цель изобретения - повышение надежности функционирования и расширение области применения. В счетчик введены D-триггер 1, формирователи 7,8 импульсов, элементы И 9,10 и шина 15 сброса. Счетчик также содержит RS-триггеры 2-4, элементы И-НЕ 5.1-5.3, 6.1-6.3, счетный триггер 13 запуска и входную шину 14. Обеспечивается коррекция состояния при возникновении сбоя, а также возможность работы как с четным, так и с нечетным количеством разрядов. 1 ил.