Десятичный счетчик импульсов Советский патент 1992 года по МПК H03K23/72 

СО

С

Изобретение относится к области вычислительной и дискретной техники и может быть использовано для построения счетчиков с малой функциональной сложностью и малым потреблением энергии. Предлагается десятичный счетчик импульсов на трех IK-триггерах 1-3, одном RS-триггере 4, которые выполнены на элементах И-НЕ и одном дополнительном элементе И-НЕ 4.1, и разностном элементе 5 управления, который выполнен на трех элементах ИЛИ-НЕ. Отличительная особенность примененных IK- триггеров, выполненных каждый на четырех элементах И-НЕ, заключается в наличии двух дополнительных связей между элементами управления и двух дополнительных выходов с выходов элементов управления. Отличительными особенностями счетчика являются также дополнительные связи между IK-триггерами и RS-триггером и выполнение разностного элемента управления. 3 ил.

J

|Ю

oS

Ю

о

Изобретение относится к области вычислительной и .измерительной техники и может быть использовано для построения быстродействующих счетчиков с большим быстродействием и с малыми аппаратурными затратами.

Известен счетчик на IK-триггерах. Этот счетчик содержит входную шину и IK-триг- геры, первые IK-входы этих триггеров соединены вместе. Прямые выходы IK-триггеров каждого разряда из первых трех разрядов соединены с соответствующими парами IK-входов IK-триггеров последующих разрядов.

Недостатками этого устройства являются большая сложность и малая надежность, так как каждый IK-триггер состоит из 6 или 8 элементов И-НЕ.

Целью изобретения является схемное упрощение и повышение надежности его работы.

Десятичный счетчик импульсов, содержащий входную шину и в первых трех разрядах IK-триггеры, первые пары IK-входов которых объединены, прямой выход IK-триг- гера первого разряда соединен с вторыми парами IK-входов IK-триггеров второго и третьего разрядов, прямой выход IK-тригге- ра второго разряда соединен с третьей парой IK-входов IK-триггеров третьего разряда, содержит также разностный элемент управления, элемент И-НЕ и RS-триг- гер в четвертом разряде, а каждый из IK-триггеров дополнительно содержит выходы элементов установки в нулевое и единичное состояния выходного триггера IK-триггера, выход элемента И-НЕ соединен с входом установки в нулевое состояние RS-триггера, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ, входная шина соединена с входом разностного элемента управления, выход которого соединён с IK-входами IK-триггеров и с вторым входом элемента И-НЕ, выход элемента установки в единицу выходного триггера IK- триггера первого разряда соединен с третьей парой IK-входов IK-триггера второго разряда и с третьим входом элемента И-НЕ, выход элемента установки в единицу выходного триггера IK-триггера второго разряда соединен с четвертой парой IK-входов IK- триггера третьего разряда, выход элемента установки в нуль выходного триггера IK- триггера которого соединен с входом установки в единицу RS-триггера и с четвертым входом элемента И-НЕ, выход которого соединен с выходной шиной переноса и с первым дополнительным 1-входом IK-триггера второго разряда, второй дополнительный I- вход IK-триггера которого соединен с инверсным выходом RS-триггера, разностный элемент управления выполнен на первом - третьем элементах ИЛ И-НЕ, выходы которых соединены соответственно с первыми

входами второго, первого и с вторым входом второго элемента И Л И-НЕ, выход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с выходом разностного

0 элемента управления, вход которого соединен с вторыми входами первого и третьего элементов И-НЕ, каждый IK-триггер выполнен на первом - четвертом элементах И-НЕ причем выходы первого, второго элементов

5 И-НЕ соединены соответственно с первыми входами второго, первого элементов И- НЕ и соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого элементов И-НЕ, выходы которых соединены соответ0 ственно с прямым и инверсным выходами IK-триггера соединены соответственно с вторыми входами четвертого и третьего элементов И-НЕ и соединены соответственно с вторыми входами второго и первого эле5 ментов И-НЕ, выходы которых соединены соответственно с выходами установки в нулевое и единичное состояние выходного триггера IK-триггера, дополнительные входы первого и второго элементов И-НЕ явля0 ются соответственно I- и К-входами IK-триггера.

На фиг.1 изображена структурная схема счетчика; на фиг.2 - принципиальная схема счетчика; на фиг.З - временные диаграммы

5 работы счетчика.

Счетчик (фиг.1) содержит в первых трех разрядах IK-триггеры 1-3, в четвертом разряде RS-триггер 4 и один разностный элемент 5 управления. Каждая из IK-триггеров

0 имеет, KpoMje выходов прямого Q и инверсного плеча Q выходного триггера IK-триггера, еще и выходы элементов установки этого триггера в единичное (это выходы элементов 1-1,2-1, 3-1, фиг.2)и нулевое состояние

5 (это выходы элементов 1-2, 2-2, 3-2). В четвертом разряде RS-триггер 4 имеет элемент И-НЕ 4-1 для установки этого RS-триггера в нулевое состояние, вход которого соединен с прямым Q-выходом RS-триггера. Вы0 ход разностного элемента РЭУ 5 управления соединен с I и К-входами каждого IK-триггера. Выход Q прямого плеча каждого IK-триггера (выходы элемента 1-3, 2-3, 4-3, фиг.2) соединен с I- и К-входами I К-триг5 геров следующих разрядов. Выход элемента 1-1 установки в единицу выходного триггера IK-триггера. первого разряда соединен с входами I и К IK-триггера второго разряда и с входом 4-1 элемента И-НЕ установки RS-триггера в нулевое состояние.

Выход 2-1 элемента установки в единицу выходного триггера 1К-триггера второго разряда соединен с входами I и К IK-триггера разряда. Выход 3-2 элемента установки в нуль выходного триггера IK-триггера треть- его разряда соединен с входом установки в , единицу RS-триггера и с входом 4-1 элемента И-НЕ 4-1. Выход нулевого плеча RS-триггера 4 (выход 4-3 элемента, фиг.2) и выход элемента И-НЕ соединены с входами I второ- го IK- триггера, кроме того, выход элемента И-НЕ с выходом переноса 7 счетчика.

РЭУ 5 выполнен на трех элементах ИЛИ-НЕ5-1,5-2и5-3.

Входы первого 5-1 и третьего 5-3 элементов соединены с входом 6 счетчика. Выход первого элемента 5-1 соединен с входом второго элемента 5-2, выход которого соединен с входом первого элемента 5-1. Выход третьего элемента 5-3 соединен с входом второго элемента 5-2 и с выходом РЭУ, который соединен с I и К-входами IK- триггеров. Каждый IK-триггер выполнен на четырех элементах И-НЕ. Например, первый IK-триггер выполнен на элементах 1-1, 1-2, 1-3 и 1-4. Третий и четвертый из этих элементов соединены триггерными связями и образуют выходной триггер (1-3, 1-4). Первый элемент 1-1 является элементом установки в единицу выходного триггера. Вы- ход первого элемента 1-1 соединен с входом третьего элемента 1-3. Входы первого элемента 1-1 являются 1-входами IK- триггера. Второй элемент 1-2 является элементом установки в нуль выходного триггера. Выход второго элемента 1-2 соединен с входом четвертого элемента. Входы второго элемента являются К-входами IK- триггера. Первый 1-1 и второй 1-2 элементы соединены триггерными связями. Выход третьего элемента 1-3 соединен с входом второго элемента 1-2. Выход четвертого элемента 1-4 соединен с входом первого элемента 1-1. Выходы первого 1-1 и второго 1-2 элементов являются дополнительны- ми выходами IK-триггера.

Счетчик работает следующим образом. Предположим, в первоначальный момент все IK-триггеры и RS-триггер находятся в нулевом состоянии (момент ТО, фиг.З). В момент Т1 на вход б счетчика приходит первый счетный импульс. На выходе разностного элемента управления, т.е. на выходе элемента 5-3. через время, равное времени на задержку одного элемента гз , т.е. в мо- мент Т2, появляется положительный импульс, длительность которого равна длительности задержки на срабатывание трех элементов, т.е. 3 гз . Этот импульс поступает на входы всех IK-триггеров и на входы элемента 4-1.

Через время, равное задержке на срабатывание элемента 3 в момент ТЗ, на выходе элемента 1-1 появляется низкий потенциал (так как на всех входах его высокие потенциалы), который на время действия положительного импульса на выходе элемента 5-3 блокирует срабатывание элемента 1-2 и устанавливает в 1 выходной триггер первого IK-триггера, т.е. на выходе элемента 3-1 в момент Т4 появляется высокий потенциал. С момента Т4 на всех входах элемента 4-1 действуют высокие потенциалы и на выходе элемента 4-1 в момент Т5 появляется низкий потенциал. В момент Т7 на вход 6 счетчика приходит второй отрицательный импульс и на выходе элемента 5-3 в момент Т8 появляется положительный импульс, который, поступая на входы IK-триггера, устанавливает второй IK-триггер в состояние 1, а первый ГК-триггер в О. Третий импульс, приходящий на вход 6 счетчика, устанавливает в 1 первый 1К-триггер. С приходом первых семи импульсов на вход 6 счетчика в первых трех IK-триггерах счетчика имеются единицы. Восьмой импульс, приходящий в момент Т43 на вход 6 счетчика, устанавливает в О всё IK-триггеры, а отрицательный импульс в момент Т45 на выходе элемента 3-2 устанавливает, кроме того, в 1 в момент Т46 RS-триггёр.

Девятый импульс, приходящий на вход 6 в момент Т49, устанавливает в 1 первый IK-триггер. Десятый импульс, приходящий на вход 6 в момент Т55, устанавливает в О первый IK-триггер и в О RS-триггер, а второй IK-триггер он не может установить в состояние 1, так как на входах элемента 2-1 (на время действия высокого потенциала на выходе элемента 5-3) действуют низкие потенциалы. Выходы элементов 1-3, 2-3, 3-3 и 4-2 являются прямыми выходами разрядов счетчиков, выходы 1-4, 2-4, 3-4 и 4-3 являются инверсными выходами разрядов счетчика, а выход элемента 4-1 является выходом импульса переноса в следующий десятичный счетчик, т.е. в следующий разряд десятичного счетчика.

Таким образом, благодаря применению оригинальных IK-триггеров с дополнительными связями внутри триггера и дополнительными входами с элементов триггера, а также дополнительными связями между триггерами счетчика и применению RS- триггера в четвертом разряде счетчика в счетчике удалось сократить количество оборудования для построения счетчика и повысить надежность его работы.

Формула изобретения

Десятичный счетчик импульсов, содержащий входную шину и в первых трех разрядах I«-триггеры, первые пары IK-входов которых объединены, прямой выход 1К-триг- гера первого разряда соединен с вторыми парами IK-входов IK-триггеров второго и третьего разрядов, прямой выход IK-тригге- ра второго разряда соединен с третьей па- рой IK-входов IK-триггера третьего разряда, отличающийся тем, что, с целью схемного упрощения и повышения надежности, содержит также разностный элемент управления, элемент И-НЕ и RS-триггер в четвертом разряде, а каждый из IK-триггеров разрядов дополнительно содержит выходы элементов установки в нулевое и единичное состояние выходного триггера IK-триггера, выход элемента И-НЕ соединен с входом установки в нулевое состояние RS- триггера, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ, входная шина соединена с входом разностного элемента управления, выход которого соеди- нен с IK-входами IK-триггера первого разряда и с вторым входом элемента И-НЕ, выход элемента установки в 1 выходного триггера IK-триггера первого разряда соединен с третьей парой IK-входов IK-триггера второго разряда и с третьим входом элемента И-НЕ, выход элемента установки в 1 выходного триггера IK-триггера второго разряда соединен с четвертой парой IK-входов IK-триггера третьего разряда, выход эле- мента установки в О выходного триггера IK-триггера которого соединен с входом установки в 1 RS-триггера и с четвертым входом элемента И-НЕ, выход которого соединен с выходной шиной переноса и с первым дополнительным 1-входом IK-триггера второго разряда, второй дополнительный I- вход IK-триггера которого соединен с инверсным выходом RS-триггера, разностный элемент управления выполнен на первом - третьем элементах ИЛ И-НЕ, выходы которых соединены соответственно с первыми входами второго, первого и с вторым входом второго элементов ИЛ И-НЕ, выход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с выходом разностного элемента управления, вход которого соединен с вторыми входами первого и третьего элементов ИЛИ-НЕ, каждый IK-триггер выполнен на первом-четвертом элементах И- НЕ, причем выходы первого, второго элементов И-НЕ соединены соответственно с первыми входами второго, первого элементов И-НЕ и соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого элементов И-НЕ, выходы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами IK-триггера, соединены соответственно с вторыми входами четвертого и третьего элементов И-НЕ и соединены соответственно с вторыми входами второго и первого элементов И-НЕ, выходы которых соединены соответственно с выходами установки в нулевое и единичное состояние выходного триггера IK-триггера, дополнительные входы первого и второго элементов И-НЕ являются соответственно I и К входами IK-триггера.

Фиг. 2