Синхронный двоичный счетчик Советский патент 1990 года по МПК H03K23/40 

Изобретение относится к дискретной и импульсной технике и может найти применение в различных вычислительных устройствах для счета импульсов,

Целью изобретения является повышение быстродействия счетчика.

На чертеже изображена функциональная схема 4-разрядного синхронного двоичного счетчика.

Счетчик содержит элементы И-НЕ 1-1- 1-4: 2-1-2-4: 3-1-3-4.- 4-1-4-4; 5-1-5-4:6-1-6- 4;7-10.

В каждом разряде выход элемента 1 соединен с первым входом элемента 2, а в первом разряде - и с вторым входом элемента 6. выход элемента 2 соединен с первыми входами элементов 1 и 3. выход элемента 3 соединен с первым входом элемента 4. а выход последнего - с первым входом элемента 5. В первом разряде выход 4-1 соединен также с третьим входом элемента 1-1. Выход элемента 5 в каждом разряде соединен с первым входом элемента 6 и является прямым выходом разряда счетчика. Выход элемента 6 является инверсным выходом разряда счетчика и соединен с вторым входом элемента 2 своего разряда. JaK- товый вход Т счетчика соединен с вторыми входами элементов 1-1-1-4. 4-1-4-4. 7 и 10. Выход элемента 2-1 соединен с третьими входами элементов 2-2 - 2-4 и с вторым входом элемента 8. Выход элемента 2-2 соединен с четвертыми входами элементов 2- 3 и 2-4 и с третьим входом элемента 8. четвертый вход которого подключен к пятому входу элемента 2-4 и к выходу элемента 2-3. а выход элемента 2-4 соединен с пятым входом элемента 8. Кроме того, выход элемента 4-3 подключен к второму входу элемента 6-2. выход элемента 4-4 - к второму входу элемента 6 и к третьему входу элемента 6-2. выход элемента 10 соединен с четвертым входом элемента 6-2. с третьим входом элемента 6-3 и с вторым входом

СО

с

ел ю сх

5

4f

элемента 6-4, а выход элемента 9 является выходом сигнала переноса счётчика Каждый из элементов 4-1-4-4 содержит по m дополнительных входов, причем j-e дополнительные входы этих элементов соединены между собой, с 0+2)-м входом элемента 1U и с J-M входом 11 переноса счетчика/

Синхронный двоичный счетчик работает следующим образом.

Пусть исходное состояние счетчика - нулевое, т.е. a-iaaaaai 0000, а на шине Т - сигнал логического нуля. В этом состоянии все элементы 1 и 4 и элементы 7 и 10 поддерживают на выходах сигнал логической 1 . а элементы 2-2 - 2-4 и элемент 8 заперты сигналом О с выхода элемента 2-1. Закрытые состояния элементов 4-2 - 4-4 (и элемента 10) поддерживаются сигналами

0с выходов элементов 3-2:3-4 (и элемента 9).

С приходом первого счетного импульса Т-1 открывается только элемент 4-1 устанавливая в 1 первый выходной триггер счетчика: а4аза2а1 0001. После этого элемент 2-1 приобретает на выходе состояние

1, разрешая работу элементов 2-2 - 2-4 и 8. которые заперты сигналами О с выходов элементов 2-1 - 1-4 и 7, сработавших по Т - 1. Во время паузы (Т 0) запираются элементы 1-1 - 1-4, 4-1 - 4-4 и 7,10, а на выходе элемента 2-2 появляется сигнал О запирающий элементы 2-3, 2-4 и 8 По второму счетному импульсу счетчик принимает состояние 0010. Заметим, что первый разряд счетчика представляет собой извест- ную схему Dt-триггера на основе трех триггеров, которые работают в счетном режиме независимо от состояний элементов остальных разрядов. Во время второй паузы () вырабатывается запрещающий уровень О

с выхода элемента 2-1. а по третьему счетчик г1ринимает состояние 0011. Во время третьей паузы выходной сигнал элемента 2-3 равен О, и элементы 2-4 заперты По четвертому импульсу первый разряд сбрасывается в О, а сигналом О с выхода элемента 4-3 устанавливается в О второй разряд и в Т третий; таким образом состояние счетчика станет равным 0100.

Далее счетчик с каждым новым импуль- со прибавляет к своему содержимому по единице, вплоть до 15-го импульса, по окончании которого счетчик принимает состояние 1111, по которому все запреты на входах элемента 8 с выходов элементов 2-1-2-4 будут сняты, и затем по 16-му импульсу

5

10

25

сигналом О с выхода элемента 10 будут установлены в О разряды второй, третий и четвертый, а первый разряд сбрасывается в и сигналом О с выхода элемента 4-1. Таким образом, счетчик возвращается в исходное состояние.

Формула изо бретения Синхронный двоичный счетчик, имеющий п разрядов и содержащий в каждом разряде шесть элементов И-НЕ, в каждом разряде выход первого из них соединен с первым входом второго, -выход которого соединен с первыми входами первого и треть- его элементов И-НЕ, выход последнего 15 подключен к первому входу четвертого элементов И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом третьего и первым входом пятого элемента И-НЕ, выход последнего f/fuc входом шестого элемента (3 И НЕ, выход которого соединен с вторыми входами второго и пятого элементов И-НЕ вторые входы первого и четвертого элементов И-НЕ.соединены с тактовым входом счетчика, в. первом разряде счетчика выход первого элемента И-НЕ соединен с вторым входом шестого элемента И-НЕ, а выход четвертого элемента И-НЕ связан с третьим входом первого элемента И-НЕ, о т л и - чающийся тем, что, с целью повышения JO его быстродействия, в него введены седь- . мой, ВОСЬМОЙ, девятый и десятый элементы И-НЕ, а также m входо переносов, причем J-й вход переноса .т) соединен с j-мя дополнительно введенными входами четвертых элементов И-НЕ всех разрядов и с (j+2)-M входом десятого элемента И-НЕ, вы- ход второго элемента И-НЕ 1-го разряда (1-1,п) подключен к дополнительно введен- ным (i-t2)-M входам вторых элементов И-НЕ 40 старших разрядов и к входу восьмого элемента И-НЕ, выход четвертого элемента И-НЕ 1-го разряда соединен с(1-1+1)-м дополнительно введенным входом шестого элемента И-НЕ 1-го разряда (Г 2ГгН; К I), выход седьмого элемента И-НЕ соединен с первым входом восьмого элемента И-НЕ, выход которого подключен к первым входам седьмого и девятого элементов И-НЕ, выход последнего является выходом переноса счетчика и связан с первым входом десятого элемента И-НЕ, второй вход которого соединён с вторым входом седьмого элемента И-НЕ и с тактовым входом счетчика, а выход десятого элемента И-НЕ соединен с дополнительно введенными (п+2-1)-ми входами шестых элементов И-НЕ 1-х разрядов.

35

5

0

5

77

,

W

Изобретение относится к дискретной и импульсной технике. Цель изобретения - повысить быстродействие счетчика. Каждый I-й разряд счетчика содержит два коммутирующих и один выходной триггеры, построенные на элементах И - НЕ. Цель изобретения достигается за счет введения четырех элементов И - НЕ, формирующих сигналы переполнения счетчика и группового переноса, дополнительных входов в элементы И - НЕ выходных и коммутирующих триггеров. 1 ил.