Счетчик импульсов, сохраняющий информацию при перерывах питания Советский патент 1991 года по МПК H03K23/76 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано преимущественно в программно-временных устройствах, при эксплуатации которых возможны перерывы питающего напряжения.

Цель изобретения - расширение области применения счетчика за счет уменьшения его чувствительности к разбросу параметров элементов схемы и входных сигналов при увеличенном температурном диапазоне работы.

На Лиг. 1 представлена схема счетчика импульсов; на фиг.2 - циклограмма его работы (индексами Kl-Кб обозначены точки съема импульсов).

Счетчик состоит из последовательно включенных между собой ячеек 1 двоичного счета, инвертора 2, элемента 3 задержки и имеет счетный вход 4 и два счетных выхода - основ- ной 5 и дополнительный 6.

Счетная ячейка 1 включает в себя (Ьерритовый сердечник 7 с прямоуголь.-- ной петлей гистерезиса с тремя рабочими обмотками - выходной 8, записи 9 и считывания 10, и двумя технологическими - кодирования II и обнуления 12, двухвходовые логические элементы И-НЕ 13-15, логический элемент НЕ 16, Интегрирующую RC-цепочку, состоящую из резистора 17 и конденсатоО00

ОЭ 4 СО

pa 18, с нагрузочным резистором 19 и развязывающим диодом 20, а также ограничительные резисторы 21 и 22 и имеет счетные входы 23-26 и счетные выходы 27 и 28.

Конец обмотки 9 записи и начало обмотки 10 считывания об7 единены и подключены к общей шине питания поло- житетьного потенциала +ЕП. Конец вы- ходной обмотки 8 подключен к общей шине питания нулевого потенциала, а начало этой обмотки - к счетному выходу 27.

Каждая i-я счетная ячейка, где ,3,...,n, соединена в предыдущей (1-1)-й посредством двух сигнальных линий, Вместе с тем счетный вход 23 у 1-й счетной ячейки подсоединен к выходу инвертора 2, а соответствую- щий вход 24 подсоединен к счетному входу 4. Счетный выход 28 последней счетной ячейки является одновременно и основным выходом 5 устройства, а счетный выход 27 - соответст- вуквдим дополнительным выходом 6. Счетные входы 25 всех счетных ячеек объединены друг с другом, с выходом элемента 3 задержки и подсоединены к выходу инвертора 2. А счетные входы 26 всех счетных ячеек, также объединены друг с другом, соединены с входом элемента 3 задержки и подключены к счетному входу 4 устройства.

Счетчик работает следующим обра- зом.

В исходном состоянии Ъерритовые сердечники 7 всех счетных ячеек 1-1 находятся в О. При подключении устройства к источнику питания +Е г, на выходах элементов И-НЕ 13-15 устанавливается уровень логической 111 , а на выходе элемента НЕ 1 6 - уровень логического О. Напряжение на счетном выходе 27 первой счетной ячейки 1 отсутствует. I

Счетные импульсы положительной полярности длительностью порядка 3-5 мкс и периодов спедования Тп со счетного входа 4 поступают на вторые входы элементов И-НЕ 15 всех счетных ячеек и на вход элемента задержки 3, где происходит их задержка на время, равное t. Величина вре- задержки выбирается несколько большей длительности входных импульсов /фиг.2) для обеспечения временного разделения процессов записи и

0

считывания информации с ферритового сердечника 7,

Первый счетный импульс, поступающий со счетного входа 4, также на первый вход элемента И-НЕ 15 в первой счетной ячейке 1, вызывает подключение обмотки 10 считывания к источнику питания, Протекающий по обмотке 10 ток подтверждает нулевое состояние Ферритового сердечника 7. При этом на выходной обмотке 8, следовательно, и на счетном выходе 27 счетной ячейки 1 сигнал отсутствует. Во время действия первого импульса не происходит опроса Ъерритовых сердечников во второй счетной ячейке последующих счетных ячейках 1, ,..,,п, польку элементы И-НЕ 15 остаются закрытыми из-за блокировки нулевыми уровнями напряжений по их первым входам.

Через время t появляется сигнал логической 1 на первом входе элемента И-НЕ 13 и на втором входе элемента И-НЕ 14. Состояние выхода элемента И-НЕ 13 при этом не изменяется, а элемент И-НЕ 14 во время действия задержанного импульса находится в открытом состоянии. Вместе с тем током, протекающим через обмотку 9 в феррито- вом сердечнике, записывается I. Изменения состояния элементов второй счетной ячейки и последующих счетных ячеек задержанный импульс не вызывает.

Второй счетный импульс, поступающий на счетный вход 4 устройства, с помощью элемента И-НЕ 15 в первой счетной ячейке производит считывание из Лерритового сердечника 7 ранее записанной в него 1. Импульс положительной полярности в обмотке 8, возникающий при переключении ферритового сердечника из состояния 1 в состояние О, поступает через диод 20 и резистор 17 на конденсатор 18 и заряжает его.После окончания действия импульса с обмотки 8 конденсатор 18 разряжается через резистор 19 и входное сопротивление элемента И-НЕ 13. 1иод 20 препятствует разряду конденсатора 18 через обмотку 8. Параметры RC-цепочки выбраны таким образом, чтобы конденсатор 18 успевал заряжаться до уровня логической I в течение действия импульса с обмотки 8 и сохранял бы уровень логической 1 к моменту действия задержанного импульса.

Второй счетный импульс после задержки в элементе 3 изменяет состояние элемента М-НЕ 13, в силу действия на его втором входе напряжения логической 1, На выходе указанного элемента Н-НЕ 13 Формируется импульс отрицательной полярноеги , длительность которого равна длительности задержанного счетного импульса (Фиг. 2). Этот импульс является пыходным счетНаибольший эффект достигается при использовании счетчика в иере- программир омых программно-временных

ной ячейки и служит сигналом переноса

1 в следующий разряд (счетную ячей- 15 Устройствах, требующих введения г

ку) счетчика. Вместе с тем, импульс с

выхода элемента Н-НЕ 13 прикладывается также и к первому входу элемента И-НЕ 4, блокируя действие в это самое время положительного импульса той же длительности с выхода элемента НЕ 16 по второму входу элемента И-НЕ 14. В результате состояние на выходе элемента П-НЕ 14 не изменяется, записи 1 в Ферритовый сердечник не происходит и он остается в состоянии

( 2)

Вторая счетная ячейка 11 получает разрешение на опрос своего сердечника только в момент поступления на вход устройства второго счетного импульса, т.е. в момент образования положительного импульса на выходной обмотке 8 предыдущей счетной ки 1. Этот импульс во времени совпадает с импульсом на втором входе элемента И-НЕ 15 второй счетной ячейки и вызывает его срабатывание. Работа второй и последующих счетных ячеек не отличается от работы первой счетной ячейки.

Таким образом, после прохождения на вход устройства двух импульсов первая счетная ячейка вновь оказывает- О

счетчик информации в двоичном коде при отключенном источнике питания.

Формула изобретения

20

30

35

ся в состоянии

а вторая счет-

1Г i II

ная ячейка - в состоянии I , т.е„ ячейки работают в двоичном счете.

После поступления третьего импульса в первой счетной ячейке записывается 1, вторая и все последующие ячейки запрещены для опроса. Таким образом, во второй ячейке сохраняется записанная 1.

При поступлении четвертого счетного импульса на вход устройства вновь

Счетчик импульсов, сохраняющий информацию при перерывах питания, содержащий инвертор и последовательн соединенные счетные ячейки, каждая

25 из которых содержит ферритовый с пря моугольной петлей гистерезиса сердеч ник с тремя рабочими обмотками - выходной, записи и считывания, последовательно соединенные первый резистор и конденсатор, л также второй резистор, отличающийся тем, то, с целью расширения области применения за счет уменьшения чувствительности к разбросу параметров элементов схемы и входных сигналов при увеличенном температурном диапазоне работы, дополнительно введен элемент задержки, вход которого подключен к входу устройства, а выход д- к третьим входам всех счетных ячеек, а в каждую счетную ячейку дополнительно введены три элемента И-НЕ, элемент НЕ, третий и четвертый резис торы и диод, анод которого соединен

д с началом выходной обмотки и вторым выходом этой счетной ячейки, а катод диода через последовательно уста новленные первый резистор и конденса тор соединен с концом выходно : сбмо

50 ки, соединенным также с общей шиной питания, второй резистор подключен параллельно конденсатору, общая оточ ка соединения первого и второго рези торов и конденсатора подсоединена к

разрешен опрос сердрчникл во второй 55 ВТ°Р°МУ входу первого элемента И-НЕ, счетной ячейке и на ее выходе во вре- его выход, являясь одновременно и мя деи. твия задержанного импульса Формируется выходной сигнал переноса 1 в следующий разряд счетчика и т.д.

первым выходом счетной ячейки, подсо динен к первому входу второго элемен та И-НЕ, а первый вход первого элеме

349П6

Предпагаеммй счетчик легки реализуется на стандартных микросхемах, позволяет непосредственно сопрягать его г другими устройствами, выполненными на микросхемах. В опытных образцах счетчиков применяются микросхемы серий 133 и 134. В одном разряде счетчика половина корпуса 1ГМС 134ЛБ1 и половина корпуса HYC I33JUS

Наибольший эффект достигается при использовании счетчика в иере- программир омых программно-временных

10

Устройствах, требующих введения г

счетчик информации в двоичном коде при отключенном источнике питания.

Формула изобретения

20

0

5

Счетчик импульсов, сохраняющий информацию при перерывах питания, содержащий инвертор и последовательно соединенные счетные ячейки, каждая

5 из которых содержит ферритовый с прямоугольной петлей гистерезиса сердечник с тремя рабочими обмотками - выходной, записи и считывания, последовательно соединенные первый резистор и конденсатор, л также второй резистор, отличающийся тем, то, с целью расширения области применения за счет уменьшения чувствительности к разбросу параметров элементов схемы и входных сигналов при увеличенном температурном диапазоне работы, дополнительно введен элемент задержки, вход которого подключен к входу устройства, а выход - к третьим входам всех счетных ячеек, а в каждую счетную ячейку дополнительно введены три элемента И-НЕ, элемент НЕ, третий и четвертый резисторы и диод, анод которого соединен

с началом выходной обмотки и вторым выходом этой счетной ячейки, а катод диода через последовательно установленные первый резистор и конденсатор соединен с концом выходно : сбмот-

0 ки, соединенным также с общей шиной питания, второй резистор подключен параллельно конденсатору, общая оточ- ка соединения первого и второго резисторов и конденсатора подсоединена к

ВТ°Р°МУ входу первого элемента И-НЕ, его выход, являясь одновременно и

первым выходом счетной ячейки, подсоединен к первому входу второго элемента И-НЕ, а первый вход первого элемен-

та И-НЕ соединен с третьим входом счетной ячейки, выход второго элемента И-НЕ через третий резистор подсоединен к началу обмотки записи, конец которой объединен с началом обмотки считывания и одновременно с общей шиной питания положительного потенциала, второй вход второго элемента И-НЕ соединен с выходом элемента НЕ, вход которого соединен с первым входом счетной ячейки, второй вход счетной ячейки соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого через четвертый резистор подсоединен к концу обмотки считывания, второй вход третьего элемента И-НЕ соединен с четвертым входом счетной ячейки,

при этом у первой счетной ячейки четвертый вход объединен с вторым входом и подсоединен к входу устройства, а ее первый вход соединен с выходом инвертора, у каждой i-й счетной ячейки, где ,3,...,n, первый вход соединен с первым выходом (1-1)-й ячейки, второй вход соединен

с вторым выходом предыдущей ячейки, третьи входы всех счетных ячеек подключены к входу инвертора, четвертые входы всех счетных ячеек объединены и подключены к входу устройства, первый выход п-й счетной ячейки подключен к осноятюму выходу устройства, а второй выход этой ячейки является его дополнительным выходом.

Изобретение относится к of пасти автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в программно-временных устройствах, при экс плуатации которых возможны перерывы питающего напряжения. Целью изобретения является расширение области применения счетчика за счет уменьшения чувствительности к разбросу параметров элементов г - емы и входных сигналов при увеличенном температурном диапазоне работы. Счетчик содержит последовательно включенные между собой счетные ячейки, основными элементами которых являются (Ъерритовый сердечник с прямоугольной петлей гистерезиса, логические элементы типа И-ЧЕ, НЕ, RC-цепочка, развязывающий диод, ограничительные резисторы, а также инвертор и элемент задержки. Во время действия сигналов на счетном входе счетчика производится считывание ин- сЪормации с разрешенных для опроса сердечников, а с помощью задержанных сигналов происходит формирование выходных сигналов. 2 ил. § (Л

Фиг. l