Счетный элемент с контролем Советский патент 1990 года по МПК H03K21/40 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля и коррекции сбоев счетных элементов в устройствах различного назначения.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, которое достигается за счет введения новых конструктивных признаков, обеспечивающих не только контроль правильности функционирования счетного элемента, но и его коррекцию в случае присчета или недосчета одного импульса .

На фиг. 1 представ ена функциональная схема счетного элемента с контролем; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

На фиг. 1 оЬозначено: контролируемый счетчик 1, блок 2 выделения первого импульса, первый элемент 3 задержки, первый и второй элементы НЕ 4 и 5, второй, третий и первый

рт15699744

10, прямой выход- которого соединен с, выходной шиной 11 сигнала ошибки, выход элемента И 8 соединен с первыми входами элементов И 17 и 24, выход элемента И 7 соединен с первым входом

5

0

элемента И 25, с импульсным S-входом RS-триггера 18 и с импульсным входом одновибратора 15, выход которого соединен через элемент НЕ 16 с вторым входом элемента И 17, выход которого соединен с импульсным R-входом RS- триггера 18, инверсный выход которого соединен через элемент 19 задержки с входом эпемента НЕ 20, выход которого соединен с первым входом элемен - та И 21, второй вход и выход которого соединены соответственно с входной шиной 14 и с- первым входом элемента ИЛИ 22, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом одновибратора 28 и со счетным входом 29 контролируемого счетчика 1, выход элемента И 7 соединен с импульсным

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля и коррекции сбоев счетных элементов в устройствах различного назначения. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается за счет введения одновибраторов 15, 23, 28, элементов И 17, 25, 24, 21, элементов НЕ 16, 20, элементов 19, 27 задержки, элемента ИЛИ 22 и триггеров 18, 26. Счетный элемент с контролем также содержит контролируемый счетчик 1, блок 2 выделения первого импульса, элемент 3 задержки, элементы НЕ 4, 5, элементы И 6, 7, 8, 12, элементы ИЛИ 9, 13, триггер 10, выходную шину 11 сигнала ошибки и входную шину 14. В счетном элементе с контролем помимо обнаружения сбоя в счетчике 1 производится коррекция его состояния в случае присчета или недосчета одного импульса. 1 ил.

элементы И 6-8, первый элемент ИЛИ 9, 2с входом одновибратора 23 выход котопервый RS-триггер 10, выходную шину 11 сигнала ошибки, четвертый элемент И 12, второй элемент ИЛИ 13, входную шину 14, первый одноытбратор 15, третий элемент НЕ 16, пятый элемент И

рого соединен с вторыми входами элементов И 24 и 25, выходы которых соединены соответственно с импульсными входами R и S RS-триггера 26, инверсный выход которого соединен

17, второй RS-триггер 18, второй эле-30 через элемент 27 задержки с импульс35

40

мент 19 задержки, четвертый элемент НЕ 20, восьмой элемент И 21, третий элемент ИЛИ 22, второй одновибратор 23, тестой и седьмой элементы И 24 и 25, третий RS-триггер 26, третий элемент 27 задержки, третий одновибратор 28 и счетный вход 29 контролируемого счетчика 1.

На фиг. 1 счетный вход 29 контролируемого счетчика 1 соединен с С- входом блока 2 выделения первого импульса, выход переноса контролируемого счетчика 1 соединен с первыми входами элементов И 8 и 6,и через эле- ент НЕ 4 - с первыми входами элемен- 45 тов И 7 и 12, выход блока 2 выделения

,)вого импульса соединен через эле- ..iT 3 задержки с R-входом блока 2 выделения первого импульса, с вторыми входами элементов И 6 и 7 и через элемент НЕ 5 - с вторыми входами элементов И 8 и 12, выходы элементов И 7 и 8 соединены соответственно с первым и вторым входами ИЛИ 9, выходы элементов И 12 и о соедине- 4 ны соответственно с первым, вторым входами элемента ИЛИ 13, выходы элементов ИЛИ 9 и 13 соединены соответственно г S- и R-входами RS-триггеря

50

55

ным входом одновибратора 28.

На фиг. 2 обозначены диаграммы 30-41 для а) случая нормальной работы счетчика 1; б) случая пропуска счетного импульса; в) случая присчета импульса помехи, где 30 - счетные импульсы на шине 14 устройства; 31 iзадержанные первые импульсы (выход элемента 3); 32 - импульса переноса

с выхода переноса счетчика 1; 33 сигналы на выходах триггеров 26 (б) и 18 (в); 34 - сигналы на выходах элементов 27 (б) и 19 (в) задержки; 35 - сигналы на выходе элемента НЕ 20; 36 - сигнал на выходе элемента НЕ 16; 37 - сигнал на выходе одно- вибратора 28; 38 - сигнал на счетном входе 29 счетчика 1; 39-41 - импульсы на выходах трехразрядного счетчика 1 .

I

Для определенности считаем, что

одновибраторы 15, 23 и 28 откр1- ч- .т ся передним фронтом входного попо- жительного импульса и выдают на выходе положительный импульс заданной длительности, RS-триггеры 18 и 26 срабатывают от заднего фронта вход- чих по тэ -ггельныу чмпуп сор.

рого соединен с вторыми входами элементов И 24 и 25, выходы которых соединены соответственно с импульсными входами R и S RS-триггера 26, инверсный выход которого соединен

через элемент 27 задержки с импульс5

0

5

0

5

ным входом одновибратора 28.

На фиг. 2 обозначены диаграммы 30-41 для а) случая нормальной работы счетчика 1; б) случая пропуска счетного импульса; в) случая присчета импульса помехи, где 30 - счетные импульсы на шине 14 устройства; 31 iзадержанные первые импульсы (выход элемента 3); 32 - импульса переноса

с выхода переноса счетчика 1; 33 сигналы на выходах триггеров 26 (б) и 18 (в); 34 - сигналы на выходах элементов 27 (б) и 19 (в) задержки; 35 - сигналы на выходе элемента НЕ 20; 36 - сигнал на выходе элемента НЕ 16; 37 - сигнал на выходе одно- вибратора 28; 38 - сигнал на счетном входе 29 счетчика 1; 39-41 - импульсы на выходах трехразрядного счетчика 1 .

I

Для определенности считаем, что

одновибраторы 15, 23 и 28 откр1- ч- .т ся передним фронтом входного попо- жительного импульса и выдают на выходе положительный импульс заданной длительности, RS-триггеры 18 и 26 срабатывают от заднего фронта вход- чих по тэ -ггельныу чмпуп сор.

51569974

етный элемент с контролем рабоследующим образом.

исходном состоянии на выходе оса контролируемого счетчика 1 блок 2 открыт и на выходе эле3 О. Эти сигналы, пройдя челементы НЕ А и 5, открывают четй элемент И 12, с выхода котородг х н эл с р сл г ны на ки НЕ ви эл с ми 2 ст НЕ

го сигнал 1 устанавливает первый триггер 10 в состояние О. В то же время, на втором входе третьего элемента И 7 и на первом входе первого элемента И 8 - сигналы О, поэтому на выходах элементов И 7 и 8 О, благодаря чему пятый, шестой и седьмой элементы И 17, 24 и 25 (на их выходах О) не изменяют состояния RS-триггеров 18 и 26, г р дваритепь- но устанавливаемых в сиг гс..че 1 (т.е. Q « 0; цепи установки КЗ-григ- геров 18 и 26 и счетчика 1 в исходное состояние на фиг. 1 не показаны) Поскольку на выходах элементов 19 и 27 задержки и одновибратора 28 при отсутствии входных сигналов будет О, а на выходе четвертого элемента НЕ 20 1, то восьмой элемент И 21 открыт для входных сигналов (счетных импульсов) устройства с шины 14, которые через третий элемент ИЛИ 22 пропускаются на счетный вход 29 контролируемого счетчика 1 и на синхронизирующий (С) вход блока 2 выделения первого импульса.

Первый счетный импульс входной последовательности (фиг. 2, ЗОа) поступает вышеописанным, путем на счетный вход 29 контролируемого счетчика 1 и одновременно - на С-вход блок 2, а с его выхода - нр вход первого элемента 3 задержки, через который указанный сигнал проходит с задержкой С«. , выбираемой (при заданных рабочей частоте счетных импульсов и числе разрядов контролируемого счетчика 1), равной времени между импульсами переноса счетчика 1 (для определенности число разрядов счетчика на фиг. 2 принято равным трем). Поэтому, если входная последовательность счетных импульсов не искажена добавочными импульсами помехи или пропусками и если контролируемый счетчик 1 исправлен, то импульс на выходе переноса счетчика 1 (в данном случае соответствующий восьмому входному импульсу фиг. 2, 32а) появляется одновременно с задержанным

0

5

0

первым входным импульсом, снимаемым с выхода элемента 3 задержки (фиг. 2, 31). При этом импульс с выхода переноса и задержанный импульс подаются на входы первого и третьего элементов И 7 и 8 таким образом, что один из указанных импульсов подается на один из входов одного из этих элементов И непосредственно, а на один из входов другого элемента И - через инвертор. Следовательно, в случае одновременного прихода указанных импульсов на выходах обоих элементов И 7 и 8 будет (так же, как и в исходном состоянии) . Поскольку сигналы с выходов элементов И 7, 8, 17, 24 и 25 подаются на импульсные R и S-входы триггеров 18 и 26, то в рассматриваемом случае начальная установка этих триггеров не изменяется, т.е. на инверс- ных выходах триггеров 18 и 26 Q О, на выходах элементов 19 и 27 задержки О, на выходе четвертого элемента НЕ 20 1, на выходе третьего одно- вибратора 28 О, на выходе третьего элемента ИЛИ 22 - сигнал, совпадающий с входным сигналом (счетными импульсами) устройства (так как элемент И 21 отперт для входного сигнала устройства сигналом 1 с выхода элемента НЕ 20).

Если во входной счетной импульсной последовательности произошел пропуск очередного импульса, то импульс переноса (фиг. 2, 326) придет позже задержанного первого импульса (фиг. 2, 316), т.е. на обоих входах элемента И 7 будет 1, а на обоих входах элемента И 8 О. Пришедший первым задержанный импульс своим передним фронтом запускает второй одновибратор 23, который формирует

5

0

0

5

0

5

импульс длительностью Јм+ С где С и и Сг, - соответственно дли-

п

тельности счетных импульсов входной последовательности и паузы между этими импульсами. Таким образом, в течение времени D Ов1 элементы И 24 и 25 остаются отпертыми. Сначала задержанный первый импульс через И 25 проходит на S-вход RS-триггера 26, подтверждая состояние Q 0 или переводя его (по-своему заднему фронту) в состояние Q 0. Затем через элемент И 24 проходит импульс с выхода переноса и по своему заднему фронту переводит триггер 26 в состояние Q 1 . Передний (положительный)

фронт сигнала с инверсного выхода триггера 26 задерживается элементом

27 задержки на время порядка 0,3 2И (чтобы четко отделить добавляемый импульс от предыдущего импульса) и прдается на (импульсный) вход третьего одновибратора 28, формирующий из него короткий импульс (фиг. 2, 37б) с длительностью также порядка. Q,3Vn , который через элемент ИЛИ 22 подается на вход 29 контролируемого счетчика 1 (фиг. 2, 386). Вместе с тем, в рассматриваемом случае (пропуск импульса, когда мпульс перено- са приходит после первого задержанного импульса) первый задержанный импульс своим передним фронтом заставляет сработать одновибратор 15, формирующий импульс с длительностью по- рядка ои,2 ц + „ который перекрывает (после инвертирования с помощью третьего элемента НЕ 16) ранее отпертый элемент И 17, в результате чего импульс переноса, при- шедший позже (на время Ор ) на второй вход элемента И 17, не проходит на R-вход триггера 18. Задержанный первый импульс, пост/пая на S-вход триггера 18, только подтверждает состояние Q 0 этого триггера.

Наоборот, если во входной последовательности между счетными импульсами попал импульс помехи (фиг. 2, ЗОв), то импульс переноса придет раньше задержанного первого импульса, т.е. - до срабатывания второго одновибратора 23, когда шестой элемент И 24 еще заперт, поэтому импуль переноса не сможет пройти на R-вход третьего RS-триггера 26. Пришедший вслед за окончанием импульса переноса задержанный первый импульс запускает одновибратор 23, выдающий положительный импульс, открывает седьмой элемент И 25 и проходит на S-вход тоетьего триггера 26, подтверждая

своим задним фронтом) О на инверсном выходе этого триггера. Вместе с тем, импульс переноса, поступая на первый вход пятого элемента И 17 (открытый по второму входу до прихода задержанного первого импульса), проходит через элемент И 1 на R- вход второго RS-триггера 1Г;. пере- ключая этот триггер своим задним фронтом в состояние Q ш 1 (фиг. 2, 4в) . После задержки элементом 19 (фиг. 2, 34в) на время j «2 2И+ I,,

и инвертирования элементом НЕ 20 .(фиг. 2, 35в) , этот импульс поступает на первый вход восьмого элемента И 21, на выходе которого появляется О при любом сигнале на входе 14 устройства, благодаря чему очередной счетный импульс не проходит на вход контролируемого счетчика 1. Пришедший вслед за импульсом переноса задержанный первый импульс вновь перебрасывает RS-триггер 18 в состояние Q 1, в результате чего поступление счетных импульсов на вход контролируемого счетчика 1 возобновляется. Таким образом, присчет импульса помехи приводит к последующему пропуску одного счетного импульса, что и ком- менсирует указанный присчет, так как общее число счетных импульсов остается постоянным.

Аналогичным образом корректируются сбои самого контролируемого счетчика.

Таким образом, предлагаемое уст ройство .помимо регистрации искажений (присчетов, пропусков) входной импульсной последовательности . ли сбоев контролируемого счетчика) корректирует эти искажения так, что число счетных импульсов входной последовательности несмотря на присчеты и пропуски остается постоянным. Кроме того, для коррекции присчетов и пропусков счетной последовательности импульсов не требуется подача эталонной последовательности.

Формула изобретения

Счетный элемент с контролем, содержащий входную шину, контролируемый счетчик, блок выделения первого импульса, первый элемент задержки, первый и второй элементы НЕ, первый, второй, третий и четвертый, элементы И, первый и второй элементы ИЛИ и первый RS-триггер, причем счетный вход контролируемого счетчика соединен с С-входом блока выделения первого импульса, выход переноса контролируемого счетчика соединен с гер-чы- ми входами первого и второго элементов И и через первый элемент НЕ - с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выход блока выделения первого импульса через первый элемент задержки соединен с R-яходом

91

блока выделения первого импульса, с вторыми входами второго и третьего элементов И и через второй элемент НЕ - с вторыми входами первого и четвертого элементов И, выходы третьего и первого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, выходы четвертого и второго элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с S- и R-входа ми первого RS-триггера, прямой выход которого соединен с выходной шиной сигнала ошибки, отличающий с я тем, что, с целью расширения функциональных возможь- стен, в него .введены третий и четвеу- - : ,i НЕ, второй и третий э;и -.. л .... злг.ерж- ки, пятый, шестой, седьмой и восьмом элементы И, третий элемент ИЛИ, первый, второй и третий одновибраторы с импульсными входами, а также второй и третий RS-триггеры с импульсными входами, выход первого элемента И соединен с первыми входами пятого и шестого элементов И, выход третье

го элемента И соединен с первым входом входом третьего одновибратора,

Редактор В.Бугренкова

Составитель И.Ранов Техред М.Ходанич

0

974

10

седьмого элемента И, с импульсным S-входом второго RS-триггера и с импульсным входом первого одновибрато- ра, выход которого соединен через третий элемент НЕ с вторым входом пятого элемента И, выход которого соединен с импульсным R-входом второго RS-триггера, инверсный выход которого соединен через второй элемент задержки с входом четвертого элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом восьмого элемента И, второй вход и выход которого соединены соответственно с входной шиной и с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом третьего одновибратора и счетным

0 входом контролируемого счетчика, выход третьего элемента И соединен с импульсным входом второго одновибра- тора, выход которого соединен с вторыми входами шестого и седьмого эле5 ментов И, выходы которых соединены соответственно с импульсными входами R и S третьего RS-триггера, инверсный выход которого соединен через третий элемент задержки с импульсным

5

Фиг. I

Корректор Э.Лончакова