Реверсивный двоичный счетчик Советский патент 1993 года по МПК H03K23/62 

Изобретение относится к электронной и. вычислительной технике и может быть применено в устройствах автоматики и вычислительных устройствах, а также в других областях техники, гд$ используются электронные счетчики среднего быстродействия.

Целью изобретения является упрощение устройства реверсивного двоичного счетчика. Поставленная цель достигается при снижений быстродействия счетчика.

На фиг. 1 представлена функциональная схема трехразрядного реверсивного :двоичного счетчика; на фиг. 2 -временная диаграмма его работы: на фиг. 3,4 -возможные варианты построения формирователей единичного импульса по переднему фронту входного сигнала

Реверсивный двоичный счетчик содержит первый, второй и третий счетные разря-. ды 1 ... 3, входную шину сложения 4 и входную шину вычитания 5. Каждый.счетный разряд содержит счетный триггер 1.1, 2.1,3.1. элемент ИЛИ 1.2. 2.2.3.2, формирователь единичного импульса по переднему фронту входного сигнала 1.3, 2.3, 3.3.

В соответствии с фиг. 1 входная шина вычитания 5 соединена с первыми входами элементов ИЛИ 1.2, 2.2, 2.3, входная шина сложения 4 соединена со вторым входом элемента ИЛИ 1.2. Выходы элементов ИЛИ 1,2,.2,2,3.2 соединены со счетными входами триггеров 1.1, 1.2, 3.1 соответственно, а инверсные выходы этих Триггеров соединены со входами формирователей единичных импульсов по переднему фронту входного сигнала 1.3, 2.3, 33. Выходы формирователей единичных импульсов по переднему фронту входного сигнала 1.3 и 2.3 соединены соответственно со вторыми входами элементов ИЛИ 2.2 и ЗД.

Реверсивный двоичный счетчик работает следующим образом.

Пусть счетчик находится в состоянии 000, при поступлении счетных импульсов на входную шину сложения 4 будет выполняться операция прямого счета. По окончании

w

fe

00

первого счетного импульса счетный триггер 1.1 перейдёт в единичное состояние, и в счетчике будет записано двоичное число 001. По окончании следующего тактового импульса счетный триггер 1.1 перейдет из единичного состояния в нулевое, сигнал на его инверсном выходе изменится с нулевого на единичный, в результате чего с выхода формирователя единичного импульса по переднему фронту входного сигнала 1.3 через элемент ИЛИ 2.2 на вход счетного триггера 2.1 поступит импульс, переключающий этот триггер в единичное состояние. Таким образом, в счетчике окажется записанным число 010. Дальнейшая работа счетчика в режиме прямого счета будет осуществляться аналогично в соответствии с временной диаграммой (фиг, 2), причем при достижений счетчиком состояниям он последующим счетным импульсом переводится в состояние 000, и цикл его работы повторяётся. .,s . V -... :- -..-. .. . /:. -V .

Пусть реверсивный двоичный счетчик находится в состоянии III, при поступлении сметных импульсов на входную шину вычитания 5 будет выполняться операция обратного счета. Первый счетный импульс черед элементы ИЛИ 1.2, 2.2, 2.3 поступает на счетные входы триггеров 1.1. 2.1, 3.1, переводя их в единичное состояние. При этом реверсивный двоичный счетчик переходит в промежуточное состояние 000. На инверсных выходах счетных триггеров нулевой сигнал меняется на единичный, в результате чего с выходов формирователей единичного импульса пр переднему фронту входного сигнала 1.3 и 2.3 через элементы ИЛИ 2.2 и 2.3 на счетные входы счетных триггеров 2.1 и 3.1 поступают импульсы, переводящие эти триггеры в единичное состояние. Окончательное состояние реверсивного двоичного счетчика при этом будет 110. Дальнейшая работа счетчика в режиме обратного счета будет осуществляться аналогичное соответствии с временной диаграммой (фиг. 2). При достижении реверсивным двоичным счетчиком состояния 000 он последующим счет- ным импульсом переводится в состояние 111, и цикл работы повторяется.

Один из возможных вариантов формирователя единичного импульса по переднему фронту входного сигнала (фиг. 3) содержит соединенный одной обкладкой со входом формирователя 7 конденсатор 8, вторая обкладка которого соединена с анодом полупроводникового диода 9, который катодом подключен к выходу формирователя 10, а между анодом диода и минусом цепи питания включен резистор 11.

Другой возможный вариант формирователя единичного импульса по переднему

фронту входного сигнала (фиг. 4) содержит конденсатор 12, соединенный со входом 7 и

выходом 10 формирователя, и полупроводниковый диод 13, соединенный катодом со входом 7, а анодом - с выходом 10 формирователя.

Электрические параметры диодов 9,13, конденсаторов 8,12 и резистора 11 выбираются с учетом типа элементов ИЛИ и счетных триггеров, используемых в

реверсивном счетчике (в зависимости от напряжения питания микросхем, их времени задержки, уровней сигналов логического О и логической 1),

Технико-экономический эффект от изобретёния обусловлен упрощением устройства. По сравнению с прототипом, в каждом разряде которого содержится счетный триггер, э/гемент ИЛИ и два элемента И, в прёд- лагаемом реверсивном двоичном счетчике

каждый разряд содержит счетный триггер, элемент ИЛИ и формирователь единичного импульса по переднему фронту входного

сигнала. ; ; .;. /. . .-. . Схемотехническая реализация схем И в

существующих сериях интегральн ых микросхем значительно сложнее, чем реализация формирователя единичного импульса по переднему фронту входного сигнала, два варианта представлены в данном описании.

За счет упрощения устройства достигнуто улучшение следующих преимущест- венных показателей: снижение стоимости устройства, его массы и габаритов, повышение его надежности, ..

Формул а изобретения

Реверсивный двоичный счетчик, содержащий входную шину сложения, входную шину вычитания и счетные разряды, каждый из которых содержит элемент ИЛИ, с выходом которого соединен счетный вход счетного триггера, первый вход элемента ИЛИ

первого счетчика разряда подключен к шине вычитания, а второй его вход - к шине сложения, о т л и чаю щ и и с я тем, что, с

целью упрощения счетчика, входная шина вычитания соединена с первым входом элемента ИЛИ каждого разряда, начиная с второго, в каждый разряд дополнительно введен формирователь единичного импульса по переднему фронту входного сигнала, вход которого соединен с инверсным выходом счетного триггера, а выход -с вторым входом элемента ИЛИ последующего разряда.

f ООН 81

ФиЦ

Использование: изобретение относится к электронной и вычислительной технике и может быть применено в устройствах автоматики и вычислительных устройствах, а также в других областях техники, где используются счетчики среднего быстродействия. Сущность изобретения:реверсивный двоичный счетчик содержит входные шины сложения (4) и вычитания (5) и три счетных разряда (1-3), три элемента ИЛИ (1,) и три формирователя единичного импульса по переднему фронту входного сигнала (1.3- 3,3).:.4.ил.

п

Нг

А

№

Фиг.4