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

(541

СЧЕТЧИК НА КОЛЬЦЕВОМ РЕГИСТРЕ

Изобретение относится к устройствам электронной вычислительной техни ки и автоматики и может быть использовано для построения схем счетчиков на кольцевых регистрах с предварительной установкой и для построения схем распределителей импульсов. Известен счетчик на кольцевом регистре с парафазными запрещающими связями, содержащий разряды на четырех элементах И-НЕ и Т, -триггер, построенный на восьми элементах И-НЕ (собственно Т, -триггер построен на шести элементах И-НЕ и два элемента И-НЕ используются для инверсии сигналов Перенос и Заем 1. Недостатком счетчика является его сложность. Известен также счетчик на кольце.вом регистре, каждый разряд которого состоит из триггера на двух элементах И-НЕ и управляющего элемента И-Н и содержащий восемь дополнительных элементов И-НЕ, элемент И, две такто , вые шины, шину установки, п эямой вы ход триггера каждого разряда, кроме последнего, соединен с первым входом управляющего элемента И-НЕ последующего разряда. Выход управляющего эле мента И-НЕ каждого четного и нечетно го разрядов соединены с входами устасвоих триггеров разряновки в дов, а с входами установки в триггеров последующих четных и нечетных разрядов соответственно. Прямой выход последнего разряда соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с шиной установки в исходное состояние, а выход - с первым входом управляю- . щёго элемента И-НЕ первого разряда. Выход первого дополнительного элемента И-НЕ соединен с первым входом второго дополнительного элемента И-НЕ, выход которого соединен с первыми входами первого и третьего дополнительных элементов И-НЕ, выход последнего из которых соединён с первым входом четвертогоДополнительного элемента И-НЕ, выход которого соединен с 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 шинами. Выходы первого и четвертого дополнительных элементов И-НЕ соединены с первыми входами пятого и шесто.го дополнительных элементов И-НЕ соответственно, выход последнего из ко торЕЛХ соединен с вторыми входами пятого и второго дополнительных элемен тов Й-НЕ, а второй вход - с выходом пятого дополнительного элемента И-НЕ Выход третьего элемента И-НЕ соединен через седьмой дополнительный эле мент И-НЕ с вторыми входами управляю щих элементов И-НЕ нечетных разрядов Выход второго дополнительного элемен та И-НЕ соединен через восьмой допо тнительный элемент И-НЕ с вторыми, входами управляющих элементов И-НЕ четных раэрядов. В этом счетчике выход последнего разряда регистра соединен с входом первого без инверсии, на первом-шестрм дополнительных элементах И-НЕ по строен Т, -триггер, седьмой и восьмой дополнительные элементы И-НЕ служат для инвертирования сигналов Перенос и Заем Т,-триггера соответ ственно (2 . Недостатком сч,етчика является его сложность, так как каждый разряд кольцевого регистра построен на трех элементах .И-НЕ, а Т -триггер с формированием сигналов Перенос и Заем на восьми элементах И-НЕ. Цель изобретения - упрощение счет чика на кольцевом регистре. Поставленная цель достигается тем что в счетчике на кольцевом регистре, каждый разряд которого состоит и триггера на двух элементах И-НЕ, и содержащем две тактовые шины,шину ус тановки в исходное состояние и четыре дополнительных элемента И-НЕ, выход последнего разряда кольцево;;о ре гистра соединен с входом первого раз ряда без инверсии, выход первого дополнительного элемента И-НЕ соединен с первым входом второго дополнительного элемента И-НЕ, выход которого соединен с первыми входами первого и третьего дополнительных элементов И-НЕ, выход последнего из которых соединен с первым входом четвертого дополнительного элемента И-НЕ, выход которого соединен с 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 шинами, первые вхокаждогоды установки в разряда кольцевого регистра соединены с прямым выходом последующего раз ряда. Инверсный выход каждого разряда соединен с вторым входом установки в 1.. последующего разряда. Выход первого дополнительного элемента И-НЕ соединен с вторыми входами устайовки в О нечетных разрядов кольцевого регистра, .Выход четвертого дополнительного элемента И-НЕ соединен с вторыми входами установки четных разрядов кольцевого регистра,, прямые выходы которых соединены с остальными входами второго дополнительного элемента И-НЕ. Прямой выход первого разряда кольцевого регистра соединен с третьими входами установки в Ч последующих разрядов, кроме второго и последнего. Шина установки в исходное состояние соединена с четвертым и пятым входами первого и четвертого дополнительных элементов И-НЕ, с третьими входами установки в О не третьим входом установки в первого, последнего и второго разрядов кольцевого регистра соответственно. На фиг. 1 представлен счетчик на кольцевом регистре с .коэффициентом счета 10; на фиг. 2 даны временные диаграммы работы счетчика на кольцевом регистре; на фиг. 3,4,5 - варианты построения многоразрядных счетчиков . Счетчик на кольцевом регистре содержит кольцевой регистр, каждый разряд которого состоит из триггера на двух элементах И-НЕ 1 -1 , , четыре дополнительных элемента И-НЕ 3, 4,5,6, первую шину 7 тактовых импульсов, шину S установки в исходное состояние и вторую шику 9 тактовых импульсов . В каждом разряде кольцевого регистра первые входы установки в i и О соединены с прямым выходом последующего разряда. Например, пери 2 соевые входы элементов И-НЕ 1 динены с выходом элемента И-НЕ 1, первые входы элементов И-НЕ 1 о соединены с выходом элемента И-НЕ 1 и т.д. Инверсный выход каждого разряда соединен с вторым входом установки в последующего разряда. Например, выход Элемента И-НЕ 2 соединен с вторым входом элемента И-НЕ 1. , выход элемента 2 соединен с вторым входом элемента И-НЕ 1 и т.д. . В нечетных разрядах вторЕле .входы (вторые входы элеустановки в ментов И-НЕ 2, 2, 2 2 , а) соединены с выходом элементаИ-НЕ 3 и с первым входом элемента И-НЕ 5, в четных разрядах вторые входы установки в О {вторые входы элементов И-НЕ, 2, 2 , 2, 2g, ) соединены с выходом элемента И-НЕ 4 и с первыми входами элементов И-НЕ 3, 6. Выход элемента 1 первого разряда соединен с третьими входами элементов И-НЕ Ц-lq . Выход элемента И-НЕ 5 соединен с вторыми входами элементов И-НЕ 3, 6, выход последнего из которых соединен с первым входом элемен-. .та. И-НЕ 4. Второй вход элемента И-НЕ 4 и третий вход элемента И-НЕ 3 соединены с первой тактовой шиной 7, третий вход элемента И-НЕ 4 и четвертый вход элемента И-НЕ 3 соединены с второй тактовой шиной 9, шина установки в исходное состояние соединены с четвертым входом элемента И-НЕ 4, с пятым входом элемента И-НЕ 3, с третьими входами элементов 2, , 2 (третьи входы ус.тановки в О первого и Ьоследкего разрядив регистра) и с третьим входом (третий вход установки в второго разряда регистра) элемента 1.

На фиг. 2 на временной диаграмме положительные импульсы, вызванные действием .отрицательных тактовмх импульсов на входах триггеров разрядов регистра, зачернены; на фиг. 3,4,5, блок 10 предлагаемый счетчик накольцевом регистре.

Устройство работает следующим образом.,

Предположим, что в первоначальный момент времени Т на шину 7 счетчика приходит первый положительный импуль (см. фиг. 2), и устройство находится с высокими потенциалами на выходах элементов 3, 4 , 5 ,1., , 1., , 1 , 1, ,1,, , 1 , 1-, , In ; Ig 7 2д , 2|Q и низкими на выходах элементов 6,2, ,2 , 2j ,2 ,2 , 2 ,2, ,2g и 2|Q . Временная диаграмма (фиг. 2) приведена с учетом применения в схеме элементов И-НЕ для положительных сигналов на входе и с учетом задержек на срабатывание элементов.

Положительный импульс на шине 7 вызовет срабатывание элемента 3 и на выходе его через время, равное времени задержки срабатывания одного элемента, появится отрицательный импульс (момент Tg). Этот отрицательны импульс поступает на входы элементов 2.| , 2 , 2д , 2 , 2д и вызывает на выходах Данных элементов в момент Tj положительный импульс. Высокий потенциал с выхода элемента 2, поступает на вход элемента 1| и вызывает на выхбде элемента 1. в момент Т низкий потенциал/ который, поступая навходы

,2

элементов 1

вызывает на выходе

/о

10

в момент Т высбкий поэлемента 1

10 тенциал.

В момент Т, оканчивается действие отрицательного импульса на выходе элемента 3 и на выходе его появляется высокий потенциал, который вызывает низкий потенциал на выходе элементов 5,2,2 ,2 ,2д . Низкий потенциал с выхода элемента 5 поступает на вход элемента 6 и вызывает на его выходе в момент Tg высокий потенциал В это же время на шину 7 приходит второй положительный импульс, в момент Tg на выходе элемента 4 оказывается низкий потенциал, так как на его входах с момента Т действуют высокие потенциалы.

Низкий потенциал на выходе элемента 4, поступая на входы элементов 2 ,2. ,2,,: вызывает на выходах этих

элементов в момент Т,

появление вы10

сокого потенциала и поддерживает высокий потенциал на выходах элементов 3 и 6, Высокий потенциал на выходе элемента 2 вызывает в момент Т, на выходе элемента 1 низкий потенциал, Лоторый, поступая на вход элемента Ij , вызывает .появление на его выход в момент T.g высокий потенциал, который, поступая на элементов I,Q и 2 , не вызывает на их выходах изменения потенциала до

0 момента Т, , так как на входе элемента IIQ действует низкий потенциал с выхода элемента 2д , а на входе элемента 2,0 низкий потенциал с выхода элемента 4, который в момент Т окан5чивается, и поэтому на выходе элемён т а 2|Q в момент Т, появляется низкий потенциал, а также низкий потенциал на выходе элементов 2,2,2g.

В момент Т,5 на шину 7 приходит

0 третий положительный импульс, который аналогично вызывает последовательное срабатывание элементов 3, затем элементов 2,25,2 ,2д, потом элемента 1 и элемента 12 .

5

Таким образом, после момента T,g третий триггер установится в состояние с низким потенциалом на выходе элемента 1 и высоким на выходе элемента 2. Приход четвертого импульса на шину 7 вызовет срабатывание элеDмента 4, так как на всех его входах в этот момент действуют высокие потенциалы срабатывания элемента 4 перепишет низкий потенциал в четвертый триггер, т.е. на выходе элемента 1

5 появится низкий потенциал. Аналогично низкий потенциал с выхода первых элементов триггеров переписывается с приходом импульса на шину в следующий триггер.

0

Схема на элементах 3,4,5 и 6 обеспечивает при каждом npHxojie на вход 7 положительного импульса последовательное срабатывание элементов 3 и 4, причем на нечетные импульсы срабаты5вает один элемент, а на четные - другой .

Низкий потенциал с выходачетных триггеров регистра, т.е. с выходов элементов lj,,l,l,lg и l , поступая на вход элемента 5 вызывает на

0 его выходе высокий потенциал в моменты начала прихода нечетных импульсов на шину 7, а затем появление отрицательных импульсов на выходе элемента 3 поддерживает высокий потен5циал на выходе элемента 5 на время действия этих импульсов.

По окончании отрицательного импульса на выходе элемента 3.на выходе элемента 5 появляется низкий по0тенциал, который поступает на вход элемента б и вызывает на выходе элемента б высокий потенциал, приходя1ЦИЙ перед началом действия четных положительных импульсов на шину 7.

5 Высокий потенциал на выходе элемента 6 вызывает срабатывание элемента 4 при приходе на его вход четных поло жительных И1 тульсов на шину 7. Чтобы не было срабатыв;анйя элемента 3 в момент действия низкого потенциала на выходе элемента 4 и чтобы поддержать высокий потенциал на выходе эл мента б на время действия положитель ного импульса на входе элемента 4, выход элемента 4 соединен с входами элементов 3 и 6, - Выход первых элементов триггеров регистра являются выходами счетчика а шина 9 - дополнительным входом счётчика и может быть использована при построении быстродействующих мно горазрядных счетчиков (фиг. 3 и 4). Выход элемента Ц может быть использован для обнуления следующего разр:яда счетчика (фиг. 3). На фиг. 4 показана трехразрядная схема счетчик когда обнуляющий сигнал подается одновременно на все разряды счетчика. Обнуляющий сигнал можно подавать и на входы элементов 1,1, 1д,1, 1 , Ig , 1л , (фиг. 1) тогда нет необходимости соединения выхода элемента с входами перечисленных элементов я но тогда требуется источник обнуляю щего сигнсша большой мощности, т.е. чтобы мог пропускать большой ток, что не всегда желательно особенно в многоразрядном счетчике. Выходы элементов 2д и 2,(j являются выходами в следующий разрядсчетчика и подсоединяются к шинам 8 и 9 следующего разряда. Если счетчик небыстродействующий, то достаточно использовать выход только элемента 1л и подключить его к шине 8, тогда шину 9 можно не использовать (такое построение счетчика показано на фиг. 5). Формула изобретения Счетчик на кольцевом регистре, каждый разряд КОТОРОГО состоит из триггера на двух элементах И-НЕ, и содержащий две тактовые шины, шину установки в исходное состояние и четыре дополнительных элемента И-НЁ, выход последнего разряда кольцевого регистра соединен с входом первого разряда без инверсии, выход первого шополнительного элемента И-НЕ соединен с первым входом второго дополнительного элемента И-НЕ, выход которого соединен с первыми входами первого и третьего дополнительных элементов И-НЕ, выход последнего из которых соединен с первым входом четвертого дополнительного элемента И-НЕ, выход которого соединен с 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 шинами, отличаю щ и и с я тем, что, с целью упрощения, первые входы установки в i и О Кс1ждого разряда кольцевого регистра соединены с прямым выходом последующего разряда, инверсный выход 1 а1ждого разряда соединен с втс- рым входом установки в 1 последующего разряда, выход первого дополнительного элемента И-НЕ соединен с вторыми входами установки в О нечетных разрядов кольцевого регистра, выход четвертого дополнительного элемента И-НЕ соединен с вторыми входами установки в четных разрядов кольцевого регистра, прямые выходы которых соединены с остальными входами второго дополнительного элемента И-НЕ, прямой выход первого разряда кольцевого регистра соединен с третьими входами установки в i последующих разрядов, кроме второго и последнего, шина установки в исхЬдное состояние соединена с четвертым и пятым входами первого и четвертого дополнительных элементов И-НЕ, с третьими входами установки в О и с третьим входом установки в Ч первого, последнегои второго разрядов кольцевого регистра соответственно. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Букреев И.Н. и др. Mикpoэлekтронные схемы цифровых устройств. М., Сов.радио , 1975, с. 294, рис .6.26.., 2.Букреев И.Н. и др. Микроэлектронные схекы цифровых устройств. М., Сов.радио , 1975, с. 291,рис.6.24 (прототип).

/ в iff Л да ifo 7 iw