СЧЕТНОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1995 года по МПК H03K23/00 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве многофункционального счетчика, например, в качестве помехоустойчивого счетчика адресов с произвольной выборкой для постоянных программируемых запоминающих устройств различных цифровых приборов, работающих в условиях воздействия помех и ионизирующих излучений.

Известно помехоустойчивое устройство для счета импульсов, содержащее n-разрядный комбинационный сумматор, 2n RC-элементов задержки, два элемента ИЛИ-НЕ и двухканальный n-разрядный мультиплексор. Один из входов первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с входной шиной, другой вход с шиной сброса и с одним из входов второго элемента ИЛИ-НЕ, другой вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ и с первым управляющим входом двухканального n-разрядного мультиплексора, второй управляющий вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ и с входом младшего разряда первого слагаемого n-разрядного комбинационного сумматора. Входы остальных разрядов первого слагаемого n-разрядного комбинационного сумматора соединены с общей шиной, входы разрядов второго слагаемого с выходами соответствующих разрядов двухканального n-разрядного мультиплексора. Выходы разрядов n-разрядного комбинационного сумматора через соответствующие первые RC-элементы задержки подключены к соответствующим входам первого канала двухканального n-разрядного мультиплексора, выходы разрядов которого через соответствующие вторые RС-элементы задержки соединены с соответствующими входами второго канала двухканального n-разрядного мультиплексора.

Недостатком известного устройства является ограниченность его функциональных возможностей, так как оно способно выполнять только функцию счета с шагом +1 количества импульсов и не способно выполнять какие-либо другие функции, а именно: оно не обладает способностью предварительной параллельной установки нужного кода, не может вести счет импульсов в режиме вычитания, вести счет с произвольным шагом, суммировать два двоичных числа, прекратить счет по внешней команде без потери информации и изменять режим работы по внешней команде.

Известно также помехоустойчивое устройство для счета импульсов, содержащее n-разрядный комбинационный сумматор, двухканальный n-разрядный мультиплексор, первые и вторые RC-элементы задержки, первый-пятый элементы ИЛИ-НЕ, дешифратор, инвертор, входную и выходную шины, шины сброса и управления. Первый вход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с входной шиной, второй вход с шиной сброса и первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ и первым управляющим входом мультиплексора, второй управляющий вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ и входом младшего разряда первого слагаемого сумматора. Входы остальных разрядов первого слагаемого сумматора объединены и подключены к выходу третьего элемента ИЛИ-НЕ, входы разрядов второго слагаемого соединены с выходами соответствующих разрядов мультиплексора, выходы разрядов через соответствующие первые RC-элементы задержки подключены к соответствующим входам первого канала мультиплексора. Выходы разрядов мультиплексора через соответствующие вторые RC-элементы задержки соединены с соответствующими входами его второго канала. Первый вход третьего элемента ИЛИ-НЕ соединен с шиной управления, второй вход с шиной сброса, третий вход с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ. Выходы разрядов мультиплексора соединены с соответствующими входами дешифратора, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соеинен с шиной управления, выход с первым входом пятого элемента ИЛИ-НЕ, выход переноса сумматора через инвертор соединен с вторым входом пятого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с выходной шиной.

Недостатком данного устройства является ограниченность его функциональных возможностей, так как оно способно выполнять только функцию счета количества импульсов с шагом +1 и функцию счета с шагом -1 (вычитания) и не способно выполнять какие-либо другие функции, а именно: оно не обладает способностью предварительной параллельной установки нужного кода, не может вести счет с произвольным шагом, суммировать два двоичных числа, прекратить счет по внешней команде без потери информации.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является помехоустойчивое устройство для счета импульсов, содержащее n-разрядный комбинационный сумматор, первые и вторые RC-элементы задержки, три элемента ИЛИ-НЕ, два двухканальных n-разрядных мультиплексора, инвертор, первый вход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с шиной сброса, выход с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с шиной сброса. Входы разрядов, кроме младшего, первого слагаемого n-разрядного комбинационного сумматора соединены с общей шиной, входы разрядов второго слагаемого с выходами соответствующих разрядов первого двухканального n-разрядного мультиплексора, входы первого канала которого подключены к выходам первых RC-элементов задержки, а разрядные выходы через вторые RC-элементы задержки соединены с соответствующими входами его второго канала. Выход переноса n-разрядного комбинационного сумматора соединен с выходной шиной. Первый вход третьего элемента ИЛИ-НЕ соединен с входной шиной и входом младшего разряда первого слагаемого n-разрядного комбинационного сумматора, второй вход с шиной сброса, третий вход с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ, выход с входом инвертора и с первым управляющим входом первого двухканального n-разрядного мультиплексора, второй управляющий вход которого подключен к выходу инвертора. Выходы разрядов второго двухканального n-разрядного мультиплексора соединены со входами первых RC-элементов задержки, входы первого канала с выходами, соответствующих разрядов n-разрядного комбинационного сумматора, входы второго канала с соответствующими кодовыми шинами, второй управляющий вход с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ, первый управляющий вход с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с шиной команды записи.

Данное устройство обладает перед предыдущим определенным преимуществом, поскольку, кроме счета импульсов в двоичном коде, оно обладает возможностью предварительной параллельной установки кода нужного числа.

Недостатком данного устройства перед заявляемым является ограниченность его функциональных возможностей, обусловленная тем, что оно ведет счет количества импульсов только с шагом +1 и обладает способностью предварительной начальной установки кода, но не способно выполнять какие-либо другие функции, а именно: не может вести счет имплуьсов в режиме вычитания, вести счет с произвольным шагом, не может суммировать два n-разрядных двоичных числа и не может прекратить счет по внешней команде без потери информации. Это связано с принятым алгоритмом функционирования и принятым схемотехническим решением устройства.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности выполнения следующих дополнительных функций: счета импульсов в двоичном коде в режиме вычитания, счета в двочном коде с произвольным шагом, сложения двух n-разрядных двоичных чисел; прекращения счета импульсов (блокировки) по внешней команде.

Поставленная цель достигается тем, что в счетное устройство, содержащее входную шину, n-разрядный комбинационный сумматор, выход переноса которого подключен к выходной шине, первый двухканальный n-разрядный мультиплексор, входы первого канала которого подключены к выходам соответствующих RC-элементов первой группы, а выходы разрядов через соответствующие RC-элементы второй группы подключены к соответствующим входам его второго канала, второй двухканальный n-разрядный мультиплексор, входы второго канала которого соединены с соответствующими первыми кодовыми шинами и первый элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с шиной сброса, а выход с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с шиной сброса, введены блок управления, n-канальный ключ, вторые кодовые шины и три шины управления, причем второй вход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с входной шиной, выход с первым управляющим входом первого мультиплексора, второй управляющий вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ-НЕ и к первому входу блока управления, второй вход которого подключен к шине сброса, третий пятый входы соответственно к первой-третьей шинам управления, первый выход к входу переноса комбинационного сумматора, второй и третий выходы соответственно к первому и второму управляющим входам второго мультиплексора, а четвертый выход к управляющему входу n-канального ключа, входы каналов которого соединены с соответствующими вторыми кодовыми шинами, входы разрядов первого и второго слагаемых комбинационного сумматора соединены соответственно с выходами соответствующих разрядов второго мультиплексора и с выходами соответствующих каналов n-канального ключа, а выходы разрядов с входами соответствующих RC-элементов первой группы, входы первого канала второго мультиплексора подключены к выходам соответствующих разрядов первого мультиплексора.

Указанная совокупность признаков позволяет расширить функциональные возможности устройства путем обеспечения возможности выполнения дополнительных по отношению к прототипу функций: счета импульсов в двоичном коде в режиме вычитания, счета импульсов в двоичном коде с произвольным шагом, сложения двух n-разрядных двоичных чисел, прекращения (блокировки) счета по внешней команде без потери информации.

Известно техническое решение, содержащее ряд отличительных признаков заявляемого объекта, свойства которых в заявляемом объекте и известном техническом решении совпадают и заключаются в следующем.

Соединение второго входа первого элемента ИЛИ-НЕ с входной шиной, соединение выходов первого и второго элементов ИЛИ-НЕ соответственно с первым и вторым управляющим входами первого мультиплексора обеспечивают подачу управляющих сигналов на первый мультиплексор.

Соединение выходов разрядов комбинационного сумматора с входами соответствующих RC-элементов первой группы обеспечивает запись информации с выходов разрядов комбинационного сумматора в RC-элементы первой группы.

Не обнаружено технических решений, в которых содержатся остальные отличительные от прототипа существенные признаки, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "существенные отличия".

Свойства остальных отличительных признаков в заявляемом объекте, приводящие к получению положительного эффекта, следующие.

Введение блока управления, n-канального ключа, соединение управляющего входа n-канального ключа с четвертым выходом блока управления, входов разрядов с вторыми кодовыми шинами, выходов разрядов с входами разрядов второго слагаемого комбинационного сумматора, соединение входов разрядов первого слагаемого комбинационного сумматора с выходами соответствующих разрядов второго мультиплексора, выходов разрядов с входами соответствующих RC-элементов первой группы, соединение первого и второго управляющих входов второго мультиплексора с вторым и третьим выходами блока управления обеспечивают предварительную установку устройства в состояние, соответствующее числу, код которого подается по первым или вторым кодовым шинам, сложение двух n-разрядных двоичных чисел, подаваемых по первым и вторым кодовым шинам, и сложение числа, имеющегося в устройстве, с числом, имеющимся на вторых кодовых шинах, что расширяет функциональные возможности устройства.

Соединение выходов разрядов первого мультиплексора с входами соответствующих разрядов первого канала второго мультиплексора, соединение первого и второго управляющих входов второго мультиплексора соответственно с вторым и третьим выходами блока управления и соединение входа переноса комбинационного сумматора с первым выходом блока управления обеспечивают подачу на выход комбинационного сумматора кода нового состояния устройства при работе последнего в режиме счета количества импульсов, что способствует расширению функциональных возможностей устройства.

Соединение первого входа блока управления с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ, второго входа с шиной сброса, третьего пятого входов с первой-третьей шинами управления обеспечивает выбор нужного режима работы устройства, что ведет к расширению его функциональных возможностей.

На фиг. 1 приведена схема заявляемого счетного устройства в четырех-разрядном варианте; на фиг.2 схема блока управления; на фиг.3, 4 схемы возможных вариантов реализации n-канального ключа.

Устройство (см. фиг. 1) содержит n-разрядный комбинационный сумматор 1, первый 2 и второй 3 двухканальные n-разрядные мультиплексоры, блок 4 управления, n-канальный ключ 5, первую 6-9 и вторую 10-13 группы RC-элементов, первый 14 и второй 15 элементы ИЛИ-НЕ. Первый вход элемента 14 ИЛИ-НЕ соединен с шиной 16 сброса, второй вход с входной шиной 17, выход с первым входом элемента 15 ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с шиной 16 сброса. Выходы элементов 14,15 ИЛИ-НЕ соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами мультиплексора 2. Первый 18 вход блока 4 управления соединен с выходом элемента 15 ИЛИ-НЕ, второй 19 вход с шиной 16 сброса, третий 20, четвертый 21 и пятый 22 входы соответственно с первой 23, второй 24 и третьей 25 шинами управления, первый 26 выход с входом переноса сумматора 1, второй 27 и третий 28 выходы соответственно с первым и вторым управляющими входами мультиплексора 3, четвертый 29 выход с управляющим входом ключа 5. Входы разрядов второго канала мультиплексора 3 соединены с первыми кодовыми шинами 30, входы разрядов первого канала с выходами соответствующих разрядов мультиплексора 2, выходы с входами соответствующих разрядов первого слагаемого сумматора 1, входы разрядов второго слагаемого которого подключены к выходам соответствующих разрядов ключа 5, входы разрядов которого соединены с вторыми кодовыми шинами 31. Выход переноса сумматора 1 соединен с выходной шиной 32, выходы разрядов с входами соответствующих RC-элементов 6-9, выходы которых соединены с входами соответствующих разрядов первого канала мультиплексора 2. Выходы разрядов мультиплексора 2 через соответствующие RC-элементы 10-13 соединены с входами соответствующих разрядов его второго канала. Информация о состояниях устройства снимается через выходные шины 33, подключенные к выходам разрядов мультиплексора 2.

Сумматор 1 выполнен на комбинационном сумматоре 564ИМ1. Может быть реализован также на комбинационных сумматорах микросхем других серий, например, на 133ИМ3, 155ИМ3, 533ИМ6.

Мультиплексоры 2, 3 выполнены на серийно выпускаемых мультиплексорах 564ЛС2. Могут быть выполнены также на аналогичного типа мультиплексорах микросхем других серий, например, на К561ЛС2, Н564ЛС2.

Блок 4 управления выполнен по схеме фиг.2 и содержит элементы 34-37 ИЛИ-НЕ, элементы 38, 39 И-НЕ, элементы 40-42 И. Блок 4 управления может быть выполнен также по другим схемам, реализованным по известным правилам алгебры логики на основании выполняемых этим блоком функций. Принцип работы блока 4 управления ясен из табл.1, где приведены комбинации его входных управляющих сигналов, сигналы на его выходах и функции, выполяемые устройством. При этом в табл.1 буквой "С" обозначены счетные импульсы, а символ "*" означает, что состояние входа блока может быть любым.

Ключ 5 выполнен по схеме фиг.3 на двунаправленном ключе 43 типа 564КТ3 и резисторах 44-47, может быть выполнен по схеме фиг.4 на мультиплексоре 48 типа 564ЛС2 и инверторе 49.

Постоянная времени RC-элементов 6-13 одинаковая и выбирается с учетом требуемого уровня помехоустойчивости устройства. Резисторы на выходах RC-элементов 6-13 не является обязательными элементами, они нужны лишь в частных случаях, например, для защиты микросхем отдельных серий (564, 164 и т.д) от так называемого "тиристорного эффекта" при больших длительностях фронта и среза входных сигналов. В устройстве фиг.1 номинальное значение сопротивления всех резисторов принято равным 100 кОм, емкости конденсаторов равным 360 пФ.

Построение заявляемого счетного устройства с количеством разрядов более четырех, то есть, больше, чем показано на фиг.1, осуществляется путем простого увеличения разрядов сумматора 1, мультиплексоров 2, 3, ключа 5 и количества RC-элементов. Остальные элементы устройства при увеличении разрядности устройства остаются без изменения.

Счетное устройство (фиг.1) работает следующим образом.

Перед работой устройство устанавливается в исходное (нулевое) состояние подачей по шине 16 сброса импульса с уровнем логической "1" (здесь и далее в тексте уровни сигналов соответствуют устройству, выполненному на базе микросхем с положительной логикой). На остальных шинах 23-25 управления и на входной шине 17 устройства при этом могут поддерживаться уровни логического "0" или логической "1". В течение этого импульса сброса на выходах элементов 14, 15 ИЛИ-НЕ и, следовательно, на входе 18 блока 4 управления и на первом и втором управляющих входах мультиплексора 2 будет уровень логического "0", на входе 19 блока 4 управления уровень логической "1". При этом на всех выходах блока 4 управления будут поддерживаться (см. фиг.2 и табл.1) уровни логического "0". Поэтому в течение импульса сброса на первом и втором управляющих входах мультиплексоров 2, 3 и на управляющем входе ключа 5 уровни логического "0". При наличии уровня логического "0" на обоих управляющих входах мультиплексоров 2 и 3, на их выходах активно поддерживаются уровни логического "0", на выходах ключа 5 также уровни логического "0". При этом конденсаторы RC-элементов 10-13 начинают разряжаться (если до этого были заряжены) через малые выходные сопротивления разрядных выходов мультиплексоров 2. Поскольку на разрядных входах первого и второго слагаемых и на входе переноса сумматора 1 в течение импульса сброса присутствуют уровни логического "0", то на его выходах также будут поддерживаться уровни логического "0", поэтому конденсаторы RC-элементов 6-9 также начинают разряжаться (если до этого были заряжены) через малые выходные сопротивления разрядных выходов сумматора 1. Длительность импульса сброса выбирается такой, что в течение этого импульса конденсаторы элементов задержки 6-13 полностью разряжаются (до уровня остаточного напряжения логического "0" на выходах сумматора 1 и мультиплексора 2).

После окончания импульса сброса на выходе элемента 14 ИЛИ-НЕ устанавливается уровень логической "1" на выходе элемента 15 ИЛИ-НЕ сохраняется уровень логического "0", на всех входах блока 4 управления устанавливаются уровни логического "0". При этом на выходе 27 блока 4 управления устанавливается уровень логической "1" (см.фиг.2 и табл.1), на выходах 26, 28 и 30 сохраняются уровни логического "0". Таким образом, после окончания импульса сброса на первых управляющих входах мультиплексоров 2, 3 будут уровни логической "1", на вторых управляющих входах уровни логического "0". При такой комбинации сигналов на управляющих входах мультиплексоров 2 и 3 на их разрядные выходы "выдаются" сигналы, имеющиеся на входах их первых (Х1-Х4) каналов (точнее активно формируются уровни, соответствующие уровням сигналов на входах первого канала). Это приводит к тому, что на разрядные выходы мультиплексора 2 выдаются уровни логического "0" с конденсаторов RC-элементов 6-9, разряженных в течение импульса сброса, и разряженные состояния конденсаторов этих RC-элементов после окончания импульса сброса поддерживаются по замкнутой цепи: "выходы RC-элементов 6-9 входы первого канала и выходы мультиплексора 2 входы первого канала и выходы мультиплексора 3 входы первого слагаемого и выходы сумматора 1 входы RC-элементов 6-9". Таким образом, после окончания импульса сброса устройство принимает свое исходное состояние, при котором конденсаторы всех его RC-элементов 6-13 разряжены, на шинах 16, 17, 23-25 уровни логического "0", на выходе 27 блока 4 управления уровень логической "1", на выходах 26, 28 и 29 последнего уровни логического "0", на выходах сумматора 1 и мультиплексоров 2, 3 уровни логического "0". Такое состояние устройства сохраняется до подачи по шинам 23-25 управляющих сигналов или счетных импульсов по входной шине 17 в соответствии с табл.2 в зависимости от требуемого режима работы устройства.

Необходимо отметить, что в указанное исходное состояние устройство само устанавливается при включении питания благодаря разряженным конденсаторам RC-элементов и не нуждается в начальном сбросе.

Рассмотрим для примера работу устройства в одном из указанных в табл.2 режимов, например, в режиме счета с шагом 1 (режим "А+1"), то есть, в режиме суммирования импульсов.

В табл.2 приняты следующие условные обозначения:
1) знак "*" означает, что уровень сигнала на данной шине может быть как логическим "0", так и логической "1";
2) запись типа "Х= А" или "Y=А" означает, что на выход мультиплексора проходит код числа А, присутствующий на входах его первого или второго канала соответственно;
3) запись в виде дроби означает, что информация на выходах элементов в течение периода импульсного сигнала на входной шине 17 изменяется, при этом в числителе дроби указана информация в течение длительности этого сигнала, в знаменателе после его снятия;
4) буква "С" означает счетный импульс.

Для обеспечения работы устройства в выбранном нами режиме режиме "А+1" необходимо поддерживать (см.табл.2) на шине 16 сброса и шинах 23-25 уровни логического "0", а на входную шину 17 подавать счетные импульсы с уровнем логической "1".

При поступлении первого счетного импульса на выходе элемента 14 ИЛИ-НЕ устанавливается уровень логического "0", а на выходе элемента 15 ИЛИ-НЕ уровень логической "1", которые поступают на управляющие входы мультиплексора 2. При такой комбинации сигналов на управляющих входах на выходы мультиплексора 2 "выдаются" уровни логического "0", имеющиеся на входах его второго канала, то есть, с разряженных конденсаторов RС-элементов 10-13. Это приводит к поддержанию в течение первого счетного импульса уровней логического "0" на разрядных выходах (А) устройства и кода исходного нулевого состояния устройства на конденсаторах RC-элементов 10-13. Одновременно в течение первого счетного импульса на входе 18 блока 4 управления будет присутствовать уровень логической "1", а на входах 19-22 уровни логического "0". При такой комбинации сигналов на входах на выходы 26 и 27 блока 4 управления будут выданы (см. табл.1) уровни логической "1" (в течение длительности счетного импульса С=1), на остальные его выходы уровни логического "0". Наличие указанного сочетания сигналов на выходах блока 4 управления приводит к тому, что в течение первого счетного импульса на выходы мультиплексора 3 будет выдан код 0000 исходного состояния устройства, поступающий на входы его первого канала, с выходов мультиплексора 2, на выходах ключа 5 сохраняются уровни логического "0" (двоичный код 0000). Поскольку на входе переноса РО сумматора 1 в течение первого счетного импульса будет присутствовать уровень логической "1", то есть, счетный импульс, а на входах первого и второго слагаемых будут присутствовать уровни логического "0", то есть, коды 0000, то на его выходах будет код числа 1-0001 (здесь и далее в тексте младший разряд кодов справа). Следовательно, в течение первого счетного импульса идет процесс заряда конденсатора RC-элемента 6. Если длительность счетного импульса достаточна, конденсатор RC-элемента 6 успевает зарядиться до уровня логической "1", то есть, на конденсаторах RC-элементов 6-9 оказывается записанным код 0001 числа 1. Таким образом, к концу первого счетного импульса код нового состояния устройства 0001 запоминается на конденсаторах RC-элементов 6-9, а конденсаторы RC-элементов 10-13 в это время еще хранят (притом активно) код 0000 предыдущего состояния устройства.

При снятии первого счетного импульса на выходе элемента 14 ИЛИ-НЕ восстанавливается исходный уровень логической "1", на выходе элемента 15 ИЛИ-НЕ уровень логического "0", на всех выходах блока 4 управления также восстанавливаются исходные уровни, то есть, уровень логической "1" на выходе 27 и уровни логического "0" на всех остальных выходах. Это приводит к тому, что на выходы мультиплексора 2 выдается код 0001 нового состояния устройства с конденсаторов RC-элементов 6-9, мультиплексор 3 "пропускает" этот код на входы первого слагаемого сумматора 1. А поскольку на входах второго слагаемого и входе переноса сумматора 1 после снятия счетного импульса-уровни логического "0", то на выходах сумматора 1 будет код 0001. Это приводит к поддержанию этого кода нового состояния устройства на конденсаторах RC-элементов 6-9, запомненного в течение первого счетного импульса, то есть после снятия счетного импульса со входной шины 17 код 0001 нового состояния устройства активно поддерживается (как и в исходном состоянии) по замкнутой цепи: "выходы RC-элементов 6-9 входы первого канала и выходы мультиплексора 2 входы первого канала и выходы мультиплексора 3 входы первого слагаемого и выходы сумматора 1 входы RC-элементов 6-9". Одновременно идет процесс заряда конденсатора RС-элемента 10, который завершается до поступления следующего (в нашем случае второго) счетного импульса, если интервал между счетными импульсами достаточен для заряда указанного конденсатора до уровня логической "1".

При поступлении второго счетного импульса устройство работает аналогично: в течение счетного импульса на выходах мультиплексора 2 поддерживается код 0001 предыдущего состояния, запомненный на конденсаторах RC-элементов 10-13, мультиплексор 3 "пропускает" этот же код на входы первого слагаемого сумматора 1, на выходах сумматора появляется код 0010 числа 2 (поскольку на входе переноса последнего есть "счетный импульс"), что приводит к заряду конденсатора RС-элемента 7 и разряду конденсатора RС-элемента 6. После снятия второго счетного импульса новое состояние устройства 0010 активно поддерживается, как и в предыдущих состояниях, по замкнутой цепи: "выходы RС-элементов 6-9 входы первого канала и выходы мультиплексора 2 входы первого канала и выходы мультиплексора 3 входы первого слагаемого и выходы сумматора 1 входы RC-элементов 6-9". Одновременно идет процесс запоминания кода 0010 нового состояния устройства конденсаторами RC-элементов 10-13, который завершается до поступления третьего счетного импульса.

При поступлении третьего и последующих счетных импульсов устройства работает аналогично и последовательно принимает свои состояния до кода 1111 числа 15.

При поступлении шестнадцатого счетного импульса на выходе переноса сумматора 1 появляется сигнал с уровнем логической "1" с длительностью, равной длительности счетного импульса, который выдается на выходную шину 32 в качестве импульса переполнения. А после снятия шестнадцатого счетного импульса конденсаторы всех RC-элементов 6-13 устройства оказываются разряженными, то есть, устройство возвращается в исходное нулевое состояние.

Таким образом, в рассмотренном режиме работы (режим счета "А+1") устройство изменяет свое "текущее" состояние по срезу счетного импульса и только в том случае, если длительность этого импульса окажется больше некоторого заданного значения и будет достаточной для перезаряда конденсаторов RC-элементов. В противном случае после снятия счетного импульса устройство сохраняет свое текущее состояние.

В остальных режимах работы устройство функционирует аналогично. Комбинация входных управляющих сигналов устройства, соответствующие каждой из них, режимы работы устройства и выходные сигналы блока 4 управления, сумматора 1 и мультиплексоров 2 и 3 приведены в упомянутой выше табл.2. При этом следует только обратить внимание на следующие особенности работы устройства в указанных режимах.

В режиме вычитания ("А-1") до подачи по входной шине 17 счетных импульсов на кодовые шины 31 должен быть подан код 1111 числа 15.

В режиме счета с шагом S ("А+S") до подачи счетных импульсов до входной шине 17 на кодовые шины 31 должен быть подан код числа S.

В режимах ввода числа S, ввода числа D, сложения чисел S и D коды указанных чисел должны быть поданы на кодовые шины 31 и 30 устройства до подачи счетных импульсов по входной шине 17. При этом для нормального функционирования устройства длительность нужной комбинации управляющих сигналов должна быть достаточной для перезаряда конденсаторов RC-элементов устройства.

В режим блокировки счета (работы) устройство может быть переведено при подаче любой из трех указанных в табл.2 комбинаций управляющих сигналов. При этом в течение длительности комбинаций управляющих сигналов и после их снятия устройство сохраняет свое состояние, которое оно имело до подачи комбинации сигналов для блокировки.

Следует отметить, что шина 16 сброса устройства обладает приоритетом перед остальными шинами входных сигналов.

Из описания работы устройства видно, что заявляемое счетное устройство обладает существенным положительным эффектом более широкими функциональными возможностями. Расширение функциональных возможностей устройства достигнуто за счет обеспечения возможности его работы в дополнительных по отношению к прототипу режимах: счета с шагом S_y сложения двух двоичных чисел S и D, счета с шагом 1 и блокировки счета (работы) без потери информации.

Расширение функциональных возможностей счетного устройства значительно расширяет область его применения, поскольку оно может использоваться не только в качестве помехоустойчивого двоичного счетчика импульсов, но и в качестве вычитающего двоичного счетчика, двоичного счетчика с шагом S, в качестве многоразрядного элемента памяти с параллельной записью информации и в качестве сумматора двух, многоразрядных двоичных чисел, и, кроме того, способствовать заявляемого счетного устройства работать как в основном, так и в указанных дополнительных режимах позволяет использовать его и в цифровых автоматах, содержащих ППЗУ, в качестве помехоустойчивого счетчика адресов, обеспечивающего произвольную выборку адресов.

В институте собран и испытан макет заявляемого счетчика в четырехразрядном варианте по схемам фиг.1, 2, 3 на базе микросхем серии 564, конденсаторов К10-17 и резисторов С2-33н. При этом сопротивления резисторов всех RС-элементов были выбраны равными 100 кОм ±5% а емкости конденсаторов равными 360 пФ±5% то есть, номинальное значение постоянной времени всех RC-элементов было равно 36 мкс.

Испытания макета проводились во всех режимах работы счетного устройства. При испытаниях устройство сохраняло свое предыдущее состояние при длительности входных управляющих сигналов или их комбинаций менее 25 мкс и нормально функционировало во всех указанных в табл.2 режимах при длительности входных управляющих сигналов или их комбинаций более 33 мкс. При этом в режиме блокировки устройство останавливалось сразу после подачи любой из требуемых комбинаций управляющих сигналов и сохраняло свое состояние в течение длительности указанных комбинаций сигналов и после их снятия.

Таким образом, испытания макета показали реализуемость и работоспособность заявляемого счетного устройства, подтвердили достижение цели изобретения.

СЧЕТНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее входную шину, n-разрядный комбинационный сумматор, выход переноса которого подключен к выходной шине, первый двухканальный n-разрядный мультиплексор, входы первого канала которого подключены к выходам соответствующих RC-элементов первой группы, а выходы разрядов через соответствующие RC-элементы второй группы подключены к соответствующим входам его второго канала, второй двухканальный n-разрядный мультиплексор, входы второго канала которого соединены с соответствующими первыми кодовыми шинами, и первый элемент ИЛИ НЕ, первый вход которого соединен с шиной сброса, а выход с первым входом второго элемента ИЛИ НЕ, второй вход которого соединен с шиной сброса, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены блок управления, n-канальный ключ, вторые кодовые шины и три шины управления, причем второй вход первого элемента ИЛИ НЕ соединен с входной шиной, выход с первым управляющим входом первого мультиплексора, второй управляющий вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ НЕ и к первому входу блока управления, второй вход которого подключен к шине сброса, третий пятый входы соответственно к первой третьей шинам управления, первый выход к входу переноса комбинационного сумматора, второй и третий выходы соответственно к первому и второму управляющим входам второго мультиплексора, а четвертый выход к управляющему входу n-канального ключа, входы каналов которого соединены с соответствующими вторыми кодовыми шинами, входы разрядов первого и второго слагаемых комбинационного сумматора соединены соответственно с выходами соответствующих разрядов второго мультиплексора и с выходами соответствующих каналов n-канального ключа, а выходы разрядов с входами соответствующих RC-элементов первой группы, входы первого канала второго мультиплексора подключены к выходам соответствующих разрядов первого мультиплексора.