Двоично-десятичный счетчик Советский патент 1980 года по МПК H03K23/24 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах деления частоты импульсов на десять и управления ключевыми схемами в условиях высоких уровней наводок, помех и возможных кратковременных изменениях напряжения питания. Известен двоично-десятичный счет чик, содержащий три счетных триггера, к единичному выходу первого из которых подключены первые элементы И и И-НЕ, вторые входы которых соед нены соответственно с нулевым и еди ничным выходами четвертого разряда, выход первого элемента И-НЕ подключен к первому входу второго элемент И, второй вход которого соединен с входом установки нуля первого тригг ра и шиной начальной установки, а выход - с входами установки нуля третьего и второго триггеров, приче счетный выход последнего подключен к выходу первого элемента И, а единичный выход - к счетному входу тре тьего триггера, нулевой выход котор го соединен с первым входом второго элемента И-НЕ 1. Недостатком этого счетчика являе ся относительно низкая помехоустойчивость. Действительно, этот счетчик при помехах, наводках или кратковременных изменениях напряжения питания может попасть в одно из трех запрещенных состояний. Известен также двоично-десятичный счетчик, содержгидий первый, второй и третий триггеры со счетным входом, и триггер с раздельными входами и элемент И, первый вход которого соединен с прямым выходом первого триггера со счетным входом, выход элемента И соединен со счетным входом второго триггера со счетным входом, прямой выход которого соединен со счетным входом третьего триггера со счетным входом, выход которого соединен с первым входом триггера с раздельными входами 2. . Недостатком этого двоично-десятичного счетчика является относительно низкая помехоустойчивость. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости . Поставленная цель достигается тем, что в двоично-десятичный счетчик, содержащий первый, второй и третий триггеры со счетным входом и триггер с раздельными входами, и элемент И, первый вход которого соединен с

прямым выходом первого триггера со счетным выходом, выход элемента И соедийен со счетным входом второго триггера со счетным входом, прямой выход которого соединен со счетным входом третьего триггера со счетным входом, выход которого соединен с первым входом триггера с раздельными вхрдалт, дополнительно введены инвертор, первый, второй и третий элементы ИтНЕ и элемент совпадения, второй вход элемента И соединен с выходом инвертора, вход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ и выходом второго элемента И-НЕ, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого и третьего элементов И-НЕ, первый и второй входы третьего элемента И-НЕ соединены с выходами соответственно третьего триггера со счетным входом и триггера с раздельными входами,второй вход которого соединен с входами сброса второго и третьего триггеров со счетными входами и выходом элемента совпадения, первый вход которого соединен с входом сброса первого триггера со счетным входом и шиной сброса двоично-десятичного счетчика, а второй вход и выход первого элемента И-НЕ соединены соответственно с прямым выходом первого триггера со счетным входом и вторым входом элемента совпадения, а триггер с раздельными входами содержит первый и второй вспомог ьтельные элементы И-НЕ, выход каждого из которых соединен с первым входом другого, второй вход и выход первого вспомогательного элемента И-НЕ соединены с первым входом и выходом триггера с раздельными входами, второй вход которого соединен с вторым входом второго вспомогательного элемента И-НЕ.

На чертеже показана структурная схема двоично-десятичного счетчика.

Двоично-десятичный счетчик содержит первый 1, второй 2 и третий 3 триггеры со счетным входом, триггер 4 с раздельными входами, элемент И 5 и инвертор б, первый 7, второй 8 и третий 9 элементы И-НЕ и элемент 10 совпадения, первый вход элемента И 5 соединен с прямым выходам первого триггера 1 со счетным входом, выход элемента И 5 соединен со счетным входом второго триггера 2 со счетным входом, прямой выход которого соединен со счетным входом третьего триггера 3 со счетным входом, выход которого соединен с первым входом триггера 4 с раздельными входами, второй вход элемента И 5 соединен с выходом инвертора 6, вход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ 7 и ВЫХОДСЯ4 второго элемента И-НЕ 8, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого 7 и третьего 9 элементов И-НЕ, первый и второй входы третьего элемента И-НЕ 9 соединены с выходами соответственно третьего триггера 3 со счетным входом и триггера 4 с раздельными входами, второй вход которого соединен с входами сброса второго 2 и третьего 3 триггеров со счетными входами и выходом элемента 10 совпадения, первый вход которого соединен с входом сброса первого триггера 1 со счетным входом и шиной 11 сброса двоично-десятичного счетчика, а второй вход и выход первого элемента И-НЕ 7 соединены соответственно с прямым выходом первого триггера 1 со счетным входом и вторым входом элемента 10 совпадения. Триггер 4 с раздельными входами содержит первый 12 и второй 13 вспомогательные элементы И-НЕ, выход каждого из которых соединен с первым входом другого, второй вход и выход первого вспомогательного элемента И-НЕ 12 соединены с первым входом и выходом триггера с раздельны ми входами 4, второй вход которого соединен с вторым входом второго вспомогательного элемента И-НЕ 13.

Работа двоично-десятичного счетчика происходит следующим образом.

Для установки счетчика в начашьно состояние достаточно перед подач ей сигналов счета на шину 11 подать импульс нулевого логического уровня для начальной установки. При этом, поскольку шина сброса 11 непосредственно подключена к входу сброса триггера 1, на его прямом выходе установится нулевой логический уровень, а на инверсном выходе - единичный логический уровень. При этом устанавливается единичный логический сигнал на выходе первого элемента И-НЕ 7 и нулевой логический сигнал на выходе элемента И 5, а также происходит формирование нулевого логического сигнала на выходе элемента 10 совпадения. Этот сигнал в свою очередь, попадая на входы сброса второго 2 и третьего 3 триггеров, формирует на их пря11«11х выходах нулевые логические сигналы. Единичный логический сигнал с инверсного выхода триггера 3 попадает на первый вход И-НЕ 12. На его втором входе в это время присутствует единичный логический сигнал, который сформировался на выходе элемента И-НЕ 12 вследствие наличия на его входе нулевого логического сигнгша с выхода элемента 10 совпадения. Поскольку на обоих входах элемента И-НЕ 12 единичные логические сигналы, на его выходе появляется нулевой логический сигнал, который вызывает формирование единичного логического сигнала на выходе элемента И-НЕ 9. Поскольку на выходе первого элемента И-НЕ 7 присутствует единичный ло гический сигнал, на обоих входах элемента И-НЕ 8 оказываются единичные логические сигналы. Вследствие этого на выходе элемента И-НЕ 8 присутствует нулевой логический сиг нал, а на выходе инвертора 6 оказывается единичный логический сигнал. Пока на входе элемента И 5 присутст вует высокий потенциал с выхода инвертора 6, а на входе элемента И-НЕ 7 - нулевой логический сигнал,тригг ры 1, 2 и 3 оказываются включенными по схеме последовательного двоичног трехразрядного счетчика. Таким образом, после окончания первого сигнала счета двоично-десятичный счетчик переходит в логическое состояние 0001, после окончания второго - в логическое состояние 0010, а после третьего - в логическое состояние ООН, По окончании четвертого сигнала триггер 1 перехо дит в нулевое состояние, затем триг гер 2, после чего в единичное состо ,ние переходит триггер 3. При этом н его выходе формируется нулевой логи ческий сигнал. Он формирует единичны логический сигнал на выходе элемента И-НЕ 12. После этого на обоих входах элемента И-НЕ 13 .оказываются единичные логические сигналы, а на его выходе появляется нулевой логический сигнал. Триггеры 3, 12 и 13 по-прежнему будут работать в режиме двоичного счетчика. По окончании восьмого входного им пульса счета происходит переключение триггера 1 в логическое состояние О, при этом на его прямом выходе устанавливается нулевой логический сигнал, который подтверждает единичный логический сигнал на выходе элемента И-НЕ 7 и переводит логический уровен на выходе элемента И 5 из единичного в нулевой. Таким образом, на счетном входе триггера 2 происходит изменение единичного логического сигнала на нулевой. Такое изменение вызывает переброс триггера 2 и на его инверсном выходе формируется еди ничный логический сигнал, в то время как на его прямом выходе - нулевой логический сигнал. Этот сигнеш, попадая на счетный вход триггера 3, приводит к перебросу последнего. Пос ле этого на обоих входах элемента И-НЕ 9 оказываются единичные логические уровни и на его выходе фор-, мируется нулевой логический сигнал, который вызывает появление единичного логического сигнала на выходе эле мента И-НЕ 8. Затем на выходе инвертора 6 формируется единичный логичес кий сигнал. По окончании девятого входного им пульса счета происходит переброс триггера 1 и на его выходе устанавливается единичный логический сигнал. Таким образом, на входах элемента И-НЕ 7 присутствуют логические уровни, а на его выходе формируется нулевой логический сигнал. После его появления на выходе элемента 10 совпадения формируется нулевой логический сигнал, который подтверждает нулевые состояния триггеров 2 и 3 и приводит к возникновению единичного логического сигнала на выходе элемента,И-НЕ 13. После этого на обоих входгис элемента И-НЕ 12 будут присутствовать единичные логические сигналы, логический сигнал на его выходе - нулевой. Это приводит в единичное логическое состояние сигнал на выходе элемента И-НЕ 9, однако логический сигнал на выходе элемента И-НЕ 8 остается попрежнему единичным, поскольку ранее на выходе элемента И-НЕ 7 появился нулевой логический сигнал. По окончании десятого входного импульса происходит переключение триггера 1 в состояние логического нуля, на его единичном выходе 4 возникает нулевой логический сигнал. Нулевой логический сигнал на выходе триггера 1 подтверждает нулевой логический сигнал на выходе первого элемента,И 5 и переводит в единичное логическое состояние сигнал на выходе элемента И-НЕ 7. Этот сигнал, в свою очередь, попадает на входы элемента 10 совпадения и элемента И-НЕ 8. Поскольку на других входс1х этих элементов уже присутствуют единичные логические сигналы, на выходе элемента 10 совпадения появляется единичный логический сигнал, а на выходе элемента И-НЕ 8 - нулевой, что вызывает формирование единичного логического сигнала на выходе инвертора б. Такое же соотношение было в счетчике перед начале его работы после начальной установки. Дальнейшее функционирование счетчика происходит аналогично. Формула изобретения 1. Двоично-десятичный счетчик, содержащий пepвый второй и третий триггеры со счетным входом, триггер с раздельными входами и элемент И, первый вход которого соединен с пря1«1м выходом первого триггера со счетным входом, выход элемента И соединен со счетным входсйи второго триггера со счетным выходом, прямой выход которого соединен со счётным входом третьего триггера со счетным входсж, выход которого соединен с входом триггера с раздельными входами, отличающийс я тем что, с целью повышения помехоустойчивости, в него дополнительно введены инвертор, первый, второй и третий элементыИ-НЕ и элемент совпадения, второй вход элемента И соединен с выходом инвертора, вход которого соединен с первым уходом первого элемента И-НЕ и выходом второго элемента И-НЕ, первый и второй вхрды которого соединены с выходами соответственно первого и третьего элементов И-НЕ, первый и второй входы третьего элемента 41-НЕ соединены с выходами соответственно третьего триггера со счетным входом и триггера с раздельными входами, второй вход которого соединен с входами сброса второго и третьего триггеров со счетными . входами и выходом элемента совпадени первый вход которого соединен с выходом сброса первого триггера со счетным входом и итной сброса двоично-десятичного счетчика, а второй вход и выход первого элемента И-НЕ соединены соответственно с прямым выходом-первого триггера со счетным входом и вторым входом элемента совпадения. 2. Счетчик ПОП.1, отличающийся тем, что триггер с раздельными входами содержит первый и второй вспомогательные элементы И-НЕ, выход каждого из которых соединен с первым входсм другого, второй вход и выход первого вспомогательного элемента И-НЕ соединены с первым входом и выходом триггера с раздельными входс1ми, второй вход которого соединен с вторым входом второго вспомогательного элемента И-НЕ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №477544, кл. Н 03 К 23/02, 15,07.75. 2.Лебедев О.Т. Расчет и конструирование электронной аппаратуры на основе интегральных схем, л., Машиностроение, 1976, с. 250, рис. 143,6 (прототип).