Счетчик на кольцевом регистре Советский патент 1980 года по МПК H03K23/02 

Изобретение относится к устройствам электронной вычислительной техники и автоматики может быть использовано для построения схем счетчиков на кольцевых регистрах с предварительной установкой и для построения схем рас пределителей импульсов. Известен счетчик на кольцевом регистре, содержащий кольцевой регистр, каждый разряд которого построен на трех элементах И-НЕ, восемь дополнительных элементов И-НЕ, элемент И. В этом устройстве на шести дополнительных элементах И-НЕ выполнен по схеме трех триггеров Tt триггер, остальные два дополнительных элемента служат для инверсии сигналов заем и перенос It триггера 1. В описанном устройстве на каждый разряд счетчика расходуются три элемента И-НЕ, а для организации двух сдвинутых относительно друг друга серий тактовых импульсов требуется восемь элементов И-НЕ. Известен также счетчик на кольцевом регистре, каждый разряд которого состоит из триггера на двух элементах И-НЕ, содержащий две тактовые шины, шину установки в исход1ное состояние и четыре дополнительньгх элемента И-НЕ. Прямой выход каждого разряда кольцевого регистра соединен с первыми вхоП1ами установки в О и Гпредыдущего в кольце разряда, инверсный выход соединен со вторым входом установки в 1 последующего в кольце разряда, выход первого дополнительного элемента И-НЕ соединен с первым входом второго, выход которого соединен с первыми входами первого и третьего дополнительных элементов И--НЕ, выход последнего из которых соединен с первым входом четвертого, выход которого соединен со вторыми входами первого и третьего дополнительных элементов И-НЕ, второй вход четвертого, третий вход первого и третий вход четвертого, четвертый вход первого дополнитишных элементов И-НЕ соединены соответственно с первой и второй тактовыми шинами, шина установки в исходное состояние соединена с етвертым и пятым входами четвертого и пятого дополнительных элементов И-НЕ, со рторым входом установки в О первого

3.

разряда кольцевого .регистра, третий вход установки в О первого разряда которого и вторые входы установки в О всех последующих нечетных разрядов соединены с выходом первого дополнительного элемента И-НЕ,

со вторым входом установки в О последнего разряда кольцевого регистра, третий вход установки в О последнего разряда которого и вторые входы установки в О всех предыдущих четных разрядов соединены с выходом четвертого дополнительного элемента И-НЕ и с третьим входом установки в 1 второго разряда, третьи входы установки в 1 всех последующих разрядов, кроме последнего, соединены с прямым входом первого разряда кольцевого регистра, прямые выходы четных разрядов которого соединены со входами второго дополнительного элемента И-НЕ соответственно 2.

Недостатком этого устройства является

большое число входов второго дополнительного элемента И-НЕ, которое на единицу больше половины числа разрядов кольцевого регистра.

Цель изобретения - уменьшение..числа

входов второго дополнительного элемента И-Н т.е. упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в счетчике на кольцевом регистре, каждый разряд которого состоит из триггера на nejoc элементах И-НЕ, содержащего две тактовые шины, щину установки в исходное состояние и четыре дополнительных элемента И-НЕ, причем прямой выход каждого разряда кольцевого регистра соединен с первыми входами Зстановки в О и 1 предыдущего .в кольце разряда, инверсный выход которого соединен со вторым входом установки в 1 последующего в кольце разряда, выход первого дополнительного элемента И-НЕ соединен с первым входом второго, выход которого соединен с первыми входами первого и третьего дополнительных элементов И-НЕ, выход последнего из которых соединен с первым входом четвертого, выход которого .соединен со вторыми входами первого и третьего дополнительных элементов И-НЕ, второй вход четвертого, третий вход первого и третий вход четвертого, четвертый вход первого дополнительных элементов И-НЕ соединены соответственно с первой и второй тактовыми щмнами шина установки в исходное состояние соединена с четвертым входом четвертого дополнительного элемента И-НЕ и с третьим входом установки в 1 второго разряда кольцевого регистра, выходы первого и четвертого дополнительных элементов И-НЕ соединены со вторыми входами установки в О соответственпо четных и нечетных разрядов кольцевого ре14

гистра, инверсный выход первого разряда которого соединен с третьими входами устшювки в О последующих нечетных разрядов, щина установки в исходное состояние соединена с третьим входом установки в 1 первого разряда кольцевого регистра и со вторым входом второго дополнительного элемента И-НЕ, третий и четвертый входы которого соединены с прямыми выходами первого и третьего разрядов кольцевого регистра соответственно.

На фиг. 1 представлен счетчик на кольцевом регистре с коэффициентом пересчета десять, на фиг. 2 а, б представлены временные диаграммы работы устройства.

На фиг. 1 обозначено; Ij-Ijo - первые элементы И-НЕ триггеров разрядов кольцевого регистра, 2i-2io - вторые элементы триггеров разрядов кольцевого регистра, 3 -б дополнительные элементы И-НЕ, 7 - первая тактовая шина, 8 - щина установки в исходное состояние, 9 - вторая тактовая шина.

В кольцевом регистре в каждом разряде прямой выход соединен с первыми входами установки в О и 1 предыдущего в кольце разряда. Так, например, выход элемента И-НЕ li соединен с первыми входами элементов И-НЕ 2j|j, lio, выход элемента Ь - с первыми входами элементов И-НЕ 2,, li и т.д. Инверсный выход каждого разряда кольцевого регистра соединен со вторым входом установки в 1 последующего в кольце разряда. Так, например, выход элемента И-НЕ 2)0 соединен со вторым входом элемента И-НЕ li, выход элемента И-НЕ 2i - со вторым входом элемента И-НЕ l и т.д., выход элемента И-НЕ 3 соединен со вторыми входами элементов И-НЕ 2, 2,2, 2e,-2to и с первым входом элемента И-НЕ 5, выход KOToiporo соедю1ен с первыми входами элементов И-НЕ 3, 6. Выход последнего соединен с первым входом элемента И-НЕ 4, выход которого соединен со вторыми входами элементов И-НЕ 2,, 2з, 2s, 2т, 2, и 6, 3. Шина установки в исходное состояние соединена со вторым входом элемента И-НЕ 4, с третьими входами элементов И-НЕ li, Ij и со вторым входом элемента И-НЕ 5, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходами элементов И-НЕ li, 1з. Выход элемента И-НЕ 2j соединен с третьими входами элементов 2з, 25, 27, 29, шины тактовых импульсов 7, 9 соединены с третьими и четвертыми входами элементов И-НЕ 3, 4 соответственно.

Временная диаграмма фиг. 2 а, б приведена с учетом применения элементов И-НЕ для положительных сигналов на входе и с учетом задержек на срабатьшание элементов. Высокие потенциалы на выходах элементов устройства, которые вызваны низкими потенциал ми, поступающими с элементов 3, 4, на временной диаграмме зачерчены. Счетчик на кольцевом регистре работает следующим образом. В первоначальный момент времени То схема на фиг. 1 находилась в состоянии (см. фиг с высокими потенциалами на выходах элемен тов 4, 3, li, 22, Ь, 2з, 24, Is, 2s, 2б, 1,, 2,, 2g, Ig, 29, 2io, 6 к низкими потенциала ми на выходах элементов 2i, 14, U, Is, lio 5 и на шине 7. Так как на входах элемента 2 в момент TO действуют высокие потенциалы, то на выходе данного элемента в момент, равный вре мени на срабатывание одного элемента в момент TI появляется низкий потенциал. В момент Тз на входе 7 появляется положитель ный потенциал, который вызывает через врем равное времени задержки на срабатывание одного элемента в момент Тз появление на выходе элемента 4 низкою потенциала, так как с момента Tj на его входах действуют высокие потенциалы. Низкий потенциал с элемента 4 поступает на входы элементов 6, 2j, 2з, 2s, 27, 2д и вызывает появление в момент Т4 на выходе элемента 2i высокого потенциала, который, в свою очередь, вызывает в момент TS появление Низкого потенциала на выходе элемента 11. Низкий цотенциал с элемента Ь поступает на входы элементов 5 и lio и вызывает на их выходах в момент Т высокий потенциал Высокий потенциал на выходе элемента lio вызывает низкий потенциал в момент на выходе элемента Ig, который, в свою очередь вызывает в момент Tg на выходе элемента IB высокий потенциал. Высокий потенциал с элемента Ь ноступает на вход элемента IT, на выходе которого в момент Т9 появляется низкий потенциал, который, поступая на вход элемента Ig, вызьшает на выходе его в момент Тю высокий потенциал. Последний вызывает в момент Tj i низкий потенциал на выходе элемелта Is, который в свою очередь вызывает в момент TU высокий потенциал на выходе элемента UВысокие потенциалы на выходах элементов схемы, которые вызваны низкими потенциала ми поступающими с элементов 3 и 4, на временной диаграмме зачернеиы.. В момент Ti2 появляется на входе 7 низкий потенциал, который поступает на вход элемента 4. На его выходе в момент Tja появляется высокий потенциал. Появление вы сокого потенциала на выходе элемента 4 приводит к появлению на выходах элементов 2з и 6 в момент TI 4 низкого потенциала. В момент TJ S на вход 7 приходит задний фронт отрицательного импульса, т.е. появляется положительный потевдиал. На входе элемента 3 с данного момента действуют высокие потенциалы, и поэтому с момента TI на выходе его действует низкий потенциал. Последний поступает на вход элемента-22, и на его выходе момент в Tj, появляется высокий потенциал, который вызывает низкий потенциал на выходе элемента Ь, который, в свою очередь, вызывает последовательное срабатывание элементов Ij/.lio, Ь, le. I 1б, Is-В момент Т2 5 на входе 7 появляется низкий потенциал, который вызьшает высокий потенциал на выходе элемента 3, который, в свою очередь, вызывает низкий цотенциал на выходах элементов 24 и 5. Низкий потенциал на выходе элемента 5 вызывает высокий потенциал на выходе элемента 6. В момент Т28 на вход 7 приходит задний фронт третьего отрицательного импульса, который вызывает последовательное срабатывание элементов 4, 2з, 1з, Ь li, lio, Ь) Is, IT, 1б причем поте1щиал, который появляется на выходе каждого следующего элемента из Этого ряда - инверсный потенциал на выходе предыдущего элемента. В момент Т41 на вход 7 приходит задний фронт четвертого отрицательного импульса, который вызьюает последовательное срабатывание элементов 3, 24, 14, Ь, Ь, Ii, Ьо, Ь, 18, 17. в момент TS I на вход 7 приходит передний фронт пятого отрицательного импульса, срабатывает элемент 3, и на выходе нулевого плеча шестого триггера, т.е. на выходе элемента 2б, появляется низкий потенциал (отрицательный импульс). При приходе шестого отрицательного импульса на вход 7 момент Тб 4 отрицательный импульс появляется на нулевом выходе седьмого триггера (выход элемента 2,). При приходе седьмого, девятого отрицательных импульсов на вход 7 отрицательный импульс появляется последовательно на кулевых выходах восьмого, девятого и десятого тригг ов регистра. После прихода десятого импульса на вход 7 отрицательный импульс появляется на нулевом выходе первого триггера, т.е. на выходе элемента 2i, и при приходе следующих отрицательных импульсов на вход 7 счетчика никл работы счетчика повторяется. При приходе каждого следующего огриаательного импульса на вход 7 появляется потсшшпа us нулевом выходе каждого следующего триисра 1стистра четчика. 7. Выходами счетчика являются выходы нулевых плеч триггеров регистра, причем коду О счетчика соответствует тпкт тютениихт на нулевом выходе первого триггера регистра, коду 1 - низкий потенция, на нулевом выходе второго трщтера pei истра, колу 2 низкий потеициал и нулевом вь;холе третьего триггера. Аналогично кодам соответствует низкий потенциал на нулевых выходах соответственно 4-10-io триггеров регистра. Информация с выходов счетчика снимается после прихода заднего фронта отрицательного импульса на вход счетчика. .Шина 8 является шиной установки счетчика Е перволача;1ьное нулевое состояние. Установк осуществляется отрицательным импульсом. Формула изобветення Счетчик на кольцевом регистре, каждый разряд которого состоит из триггера на двух элеме1ггах И-НЕ, содержащего Две тактовые шины, шину установки в исходное состояние и четыре дополнительных элемента И-НЕ, причем прямой выход каждого разряда кольцевого регистра соединен с Первыми входами установки в О и 1 предыдущего в кольце разряда, инверсный выход которого соединен со вторым входом установки в 1 последующего в кольце разряда, выход первого дОцолнительного элемента И-НЕ соединен с первым входом второго дополнительного элемента И-НЕ, выход которого соединен с первыми входами первого и третьего дополнител ных элементов И-НЕ, выход последнего из которых соединен с первым входом четвертог . 8 дополнительного элемента И-НЕ, выход которого соединен со вторыми входами первого и третьего дополнительных элементов И-НЕ, второй вход четвертого, третий вход первого и третий вход четвертого, четвертый вход первого дополнительных элементов И-НЕ соединены соответственно с первой и в горой тактовыми щинами, ншна установки в исходное состояние соединена с четвертым входом четвертого дополнительного элемента И-НЕ и с третьим входом установки в 1 второго разряда кольцевого регистра, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы, выходы первого и четвертого дополнительных элементов И-НЕ соединены со вторыми входами установки в О соответственно четных и нечетных разрядов кольцевого регистра, инверсный выход первого разряда которого соединен с третьими входами установки в О последующих нечетных разрядов, игана установки в исходное состояние соединена с третьим входом установки в 1 первого разряда кольцевого регистра и со вторым входом второго дополнительного элемента И-НЕ, третий и четвертый входы которого соединены с прямыми выходами первого и третьего разрядов кольцевого регистра соответственно. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Букреев И. Н. и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств, М., Сов. радио, 1975, с. 291, рис. 6.24. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке N« 2561623/21, кл. Н 03 К 23/02, 30.12.77 (прототип).