Двоичное пересчетное устройство с контролем Советский патент 1992 года по МПК H03K21/40 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в аппаратуре с ограниченным временем ее контроля, преимуществен но в аппаратуре, содержащей таймеры большого времени.

Цель изобретения - уменьшение времени контроля устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены новые конструктивные признаки.

На фиг. 1 изображена схема устройства,- на фиг,2 и 3 -графики егоработы.

Устройство состоит из двоичного счетчика 1, логических элементов И 2, триггеров 3, дифференцирующего элемента 4, счетчика 5 тактов, одновибраторов 6 и 7, логических элементов И-НЕ 8 и 9, элемента 10 индикации Норма, шины 11, входной шины 12, клеммы 13 выхода, элемента 14 индикации Нормы нет.

Входная шина 1.2 устройства соединена с входами счетчика 1, дифференцирующего элемента 4 и счетчика 5 тактов.

Количество элементов И 2 и количество триггеров в группах равно N-1, т.е. на единицу меньше числа разрядов счетчика 1. Каждый триггер 3 и соответствующий ему элемент И 2 поразрядно подключены к счетчику 1 за исключением старшего разряда.

Первые входы элементов И 2 объединены и соединены с шиной 11 контроля, вторые их входы также объединены и соединены с выходом дифференцирующего элемента 4. .

Третьими входами каждый из элементов И 2 соединен с прямым выходом триггера 3.

Выходы элементов И 2 соединены с установочными входами в 1 счетных ячеек счетчика 1.

Выходы разрядов счетчика 1 соединены с входами соответствующих триггеров 3, а выход старшего разряда счетчика 1 соединен с клеммой выхода 13 и входом первого одновибратора 6. Вход другого одновибра- тора 7 соединен с выходом счетчика 5 тактов.

Первый элемент И-НЕ одним входом соединен с выходом одновибратора б, другим входом соединен с выходом одновибратора 7 и входом второго элемента И-НЕ 9, . второй вход которого соединен с выходом первого элемента И-НЕ 8 и входом элемента 10 индикации. Выход второго элемента И-НЕ 9 соединен с входом другого элемента Т4 индикации.

Коэффициент пересчета счетчика 5 тактов устанавливается равным К N+1, где N

- количество разрядов контролируемого счетчика 1.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчик 1, триггеры 3 и счетчик 5 тактов обнулены. На клемму 11 подано напряжение Лог.1.

При поступлении на вход 12 счетных импульсов начинается параллельная работа

0 счетчика 1 и счетчика 5 тактор. Переключение ячеек в счетчиках 1 и 5 происходит по заднему фронту входных импульсов. На выходе дифференцирующего элемента 4 формируются положительные импульсы в

5 полупериодах входных сигналов в моменты

изменения уровня напряжения из О в 1.

. По заднему фронту первого импульса на

входе устройства ячейка в младшем разряде

счетчика 1 переключается из состояния О

0 в состояние 1. По переднему фронту второго счетного импульса на выходе дифференцирующего элемента 4 формируется положительный импульс, но состояние выхода элемента И 2 при этом не изменяется,

5 поскольку третий его вход находится в состоянии О. По заднему фронту второго импульса ячейка первого разряда возвращается в О, аячейка:второго разряда счетчика 1 устанавливается в 1.

0 Одновременно срабатывает триггер 3, соответствующий младшему разряду счетчика 1, Вследствие этого состояние третьего входа элемента И 2 изменяется из О . Далее в момент прохождения передне5 го фронта третьего импульса на счетном вход 12 импульс с выхода дифференцирующего элемента 4 через элемент И 2 поступает на установочный вход ячейки младшего разряда счетчика 1 и вновь переводит ее в

0 состояние 1. Состояние других разрядов счетчика 1 при этом не изменяется. К моменту окончания третьего импульса ячейки первого и второго разряда находятся в состоянии 1, По заднему фронту третьего

5 импульса обе ячейки переключается в состояние О, а ячейка третьего разряда счетчика 1 устанавливается в 1. Одновременно срабатывает триггер 3, соответствующий второму разряду счетчика 1... Следующий

0 импульс с дифференцирующего элемента 4 переводит ячейки первого и второго разряда из О в Г.

По заднему фронту четвертого импульса первая, вторая и третья ячейки переключа5 ются в О, а в четвертую ячейку записывается 1 и т.д.

Таким образом, после прохождения через счетный вход 12 импульсов, количество которых равно N+1, на выходе счетчика 1 появляется сигнал переполнения, время выхода которого от начала работы устройства контролируется счетчиком 5 тактов.

Поскольку коэффициент пересчета счетчика 5 тактов также равен величине N+1, то сигналы на входах первого и второго одновибраторов 6 и 7 появляются одновременно. Формируемые на их выходах импульсы равны по длительности.

При исправном счетчике 1 импульсы на выходах одновибраторов совпадают во вре- мени, на выходе элемента И-НЕ 8 появляется отрицательный импульс, который поступает на вход элемента индикации Норма. На выходе элемента И-НЕ 9 сигнала в этот момент не возникает, так как на одном его входе действует положительный импульс, а на другом - отрицательный одинаковой длительности.

В случае неисправной работы счетчика 1 (обрыв цепи, отказ комплектующего эле- мента,козффициент деления счетной ячейки не равный 2) состояние выхода элемента И-НЕ 8 не изменяется в течение всего вре- мени контроля и элемент индикации 10 не срабатывает.

После окончания работы счетчика 5-тактов сигналом с его выхода запускается од- новибратор 7.

На входе элемента И-НЕ 9 появляется импульс положительной полярности, на другой вход подана 1 с выхода элемента И-НЕ 8, в результате чего срабатывает элемент 14 индикации Нормы нет,

Для переключения устройства из режима контроля в режим двоичного счета на клемму 11 контроля подается напряжение Лог. О. Вследствие этого вся группа элементов И 2 блокируется по входу, коэффициент пересчета счетчика 1 становится равным 2.

В качестве примера на фиг2 приведена циклограмма работы пятиразрядного счетчика в режиме ускоренного контроля.

На фиг.З для сравнения привеДены.гра- фики зависимости времени контроля (коли- чества импульсов на счётном входе) от количества разрядов контролируемого счетчика для предлагаемого устройства и известного.

По сравнению с известным предлагаем мое устройство требует меньше времени для контроля счетчика.

Контроль счетчика осуществляется при подаче на счетный вход устройства минимального количества тактовых сигналов.

Время контроля предлагаемого устройства

Тк tn(N+1),

а время контроля известного устройства Т tn (2N 1-H1).

Положительный эффект наиболее сильно проявляется при контроле многоразрядных счетчиков в программно-временных устройствах большого времени, проверка которых в реальном масштабе времени практически не осуществляется.

Для контроля, например, 16-разрядного счетчика в предлагаемом устройстве требуется - « в 3,8. 103 раз меньше времени, чем в известном.

Кроме того, достигается побочный эф- фектгпри контроле счетчика выявляются не только неисправности вида отказ элемента или обрыв цепи монтажа, но и неисгфавно- сти типа перехода счетной ячейки из режима деления на 2 в режим повторителя (), что будет зафиксировано элементом 14 индикации. .

Формула из обр е т е н и я Двоичное пересчетное устройство с контролем, содержащее первый элемент индикации, входную шину, М-разрядный двоичный счетчик, каждый разряд которого, кроме последнего, содержит вход установки в 1, выход последнего разряда двоичного счетчика соединен с входом первого одно- вибратора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью уменьшения времени контроля, в него введены дифференцирующий элемент, первый, второй элементы И-НЕ, второй од- новибратор, шина контроля и счетчик по модулю N+1, второй элемент индикации, а в каждый разряд, кроме последнего, двоичного счетчика введены элемент И и триггер, вход динамической установки в 1 которого соединен с выходом данного разряда, вход установки в 1 которого соединен с выходом элемента И, перый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом дифференцирующего элемента, с шиной контроля и с прямым выходом триггера, входная шина соединена с входом дифференцирующего элемента, со счетным входом N-разрядного двоичного счетчика и со счетным входом счетчика по модулю N+1, выход которого соединен с входом второго одновибратора, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого одновибратора и с выходом первого элемента И-НЕ, входы первого и второго элементов индикации соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И-НЕ.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в аппаратуре с ограниченным временем ее контроля; преимущественно в аппаратуре, содержащей таймеры большого времени. Сущность изобретения: устройство содержит дифференцирующий элемент 4, элементы И-ЙЕ 8,9, одновибра- торы 6,7, шины .11,12, счетчик 5, элементы 10,14 индикации, N-1 элементов И 2, N-1 триггеров 3, двоичный счетчик 1, клемму 13 выхода. В предлагаемом устройстве требуется меньшее количество тактов для проверки работоспособности счетчика. 3 ил.