Счетчик импульсов Советский патент 1980 года по МПК H03K23/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в различных областях техники и промышленности для десятичного счета числа однотипных входных воздействий любой физической природы. Известен счетчик импульсов, содержащий последовательный полусумматор, один изI входов которого связа с линией задержки, а другой подключен к входной шине, схему коррекции на двух последовательно соединенных триггерах, один из которых входом подключен к выходу суммы последовательного полусумматора, соединенного выходом переноса со входом второго триггера и со входом линии задержки, подключенной вторым входом к выходу второго триггера l j. Недостатком этого счетчика импуль сов является его относительная слож ность . Известен также счетчик импульсов содержащий регистр, входной триггер первый и второй триггеры коррекции, первый и второй элементы И и элемент ИЛИ, первый вход регистра соединен с выходом первого триггера коррекций первый вход которого соединен с выходом второго триггера коррекции, второй вход первого триггера коррекции соединен со вторым входом регистра и выходом первого элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с управляющим входом счетчика импульсов и прямым выходом входного триггера, первый вход и инверсный выход которого соединены соответственно с информац юнным входом счетчика и первым входом второго элемента И 2. Недостатком данного счетчика импульсов является его относительно. высокая сложность. Цель изобретения - упрощение счетчика импульсов. Поставленная цель достигается тем, что в счетчике импульсов, содержащем регистр, входной триггер, первый и второй триггеры коррекции, первый и второй элементы И и элеме ИЛИ, в котором первый вход регистра соединен с выходом первого триггера коррекции, первый вход которого соединен с выходом второго триггера коррекции,второй вход первого триггера коррекции соединен со вторым входом регистра и выходом первого элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с управляющям входом счетчика импульсов и прямым выходом входного триггера, -первый вход и инверсный выход которого соединены соответственно с информационным входом счетчика и первы входом второго элемента И, вход второго триггера коррекции соединен с выходом ВТОРОГО элемента W., второй вход которого соединен с выходом эле мента ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с прямым выходом входного триггера и выходом регистра, который соединен с вторым входом входного триггер. Структурная схема счетчика импуль сов показана на Чертеже. Счетчик импульсов содержит регист 1, входной триггер 2, первый 3 и второй триггеры 4 коррекции, первый 5 и второй 6 элементы.И и элемент ИЛИ 7, первый вход регистра 1 соединен с выходом первого триггера корре ции 3, первый вход которого соединен с выходом второго триггера коррекции 4, второй вход первого триггера коррекции 3 соединен со вторым входом регистра 1 и выходом nepBoroj И 5, первый и второй входы которого соединены соответственно с управляющим входом 8 счетчика импульсов и прямым выходом входного триггера 2, первый вход иГ инверсный выход которого соединены соответственно с информацион ным входом 9 счетчика и первым входом второго элемента И 6, вход второ го триггера коррекции 4 соединен с выходом второго элемента И 6, второй вход которого соединен с выходом эле мента ИЛИ 7, первый и второй входы которого соединены соответственно с npHNWM выходом входного триггера 2 и выходом регистра 1, который соединен с вторым входом входного триггера 2. Счетчик импульсов работает следу ющим образом. . 1 егйстр 1 совместно с последовательно соединенными триггерами коррекции 3 к 4, каждый из которых реализует функцию задержки сигнала на один период тактовой частоты f, образует пдследовательный регистр на Vln двоичных разряда,..- где п - число десятичных разрядов. Время задержки С между входом триггера коррекции 4 и выходом регистра 1 определяется емкостью счетчика Ю и частотой тактовых сигналов f по формуле .4n/. Величина задержки С должна удов летворять неравенству F-si/Ci, где F - максимальная частота поступления импульсов на информационный вход 9 счетчика. Величина задержки t импульсного игнала в регистре 1 определяется одом коррекции и равна с-г . На управляющий вход 8 счетчика епрерывно поступает серия импульсов коррекции с частотой f/4. Каждый десятичный разряд счетчика одируется тетрадой двоичных кодов огласно таблице. Подготовка счетчика к работе осуествляется установкой в нулевое сосояние входного триггера 2 и триггеа 4 коррекции на время большее, ем величина tr . Принудительная усановка триггера 4 коррекции в нулеое состояние на время большее,чем еличина -г обеспечивает разрыв цепи иркуляции регистра 1 с его выхода Десятичный Двоичный код тетрады эквивалент на вход, осуществляя этим очистку регистра 1. Разрыв связи с прямого выхода входного триггера 2 на второй вход элемента И 5 обеспечивает поступление импульсов коррекции с управляющего входа 8 на вторые входы регистра 1 и триггера коррекции 3. Импульс коррекции записывает по второму входу в регистр 1 код единицы во втором разряде тетрады и, задержавшись на один разряд в триггере коррекции 3, записывает по первому входу регистра I код единицы в третьем разряде тетрады. Так как импульсы коррекции с управляюдего входа S поступают на вторые входы регистра 1 и триггера коррекции 3 через каждые четыре двоичных разряда в течение времени, большего величины 55j, то начальный код ОНО записывается по всем п тетрадам регистра 1.

Таким образом, после установки счетчика в исходное состояние в регистре записывается начальный код ОНО по всем п тетрадам, который с выхода регистра 1 через элементы ИЛИ 7, И 6 и триггеры коррекции 3 и 4 поступает на первый вход регистра .1. Цепь циркуляции начального код в регистре 1 загиыкается, так как входной триггер 2 находится в нулевом состоянии, что обеспечивает открытое состояние по первому входу элемента И б и закрытое состояние по второму входу элемента И .5. Исходное состояние счетчика не изменяется до прихода первого импульса на информационный вход 9 счетчика.

Десятичный счетчик осуществляется счетчиком следующим образом.

На информационный вход 9 счетчика поступают счетные импульсы инверсной полярности. Первый счетный импульс, действующий на информационном входе 9, устанавливает входной триггер 2 в единичное состояние к моменту считывания с выхода регистра 1 первого разряда младшей тетрады начального кода. Переход входного триггера 2 в единичное состояние приводит к запиранию элемента И 6 по первому входу и отпиранию по второму входу . элемента И 5, который остается закрытым по первому входу до четвертого разряда тетрады. Так как в первом разряде младшей тетрады начального кода ОНО записан нулевой код, который поступает с выхода регистра 1 на инверсный вход установки входного триггера 2 в нулевое состояние, то входной триггер 2 во:звращается в нул вое состояние. Причем, переключение входного триггера 2 из единичного состояния в нулевое сопровождается задержкой перепада на прямом выходе по отношению к перепаду на инверсном выходе. Перепад уровней сигнала на прямом выходе триггера 2 дополнительно задерживается элементом ИЛИ 7 по отношению к перепаду уровней сигнал на инверсном выходе триггера 2. В результате на первый вход элемента И 6 поступает перепал уровней сигнал с инверсного выхода триггера 2, а на второй вход спустя суммарное время задержки переключения триггера 2 и элемента ИЛИ 7 приходит перепад уровней сигнала с прямого выхода триггера 2. На выходе элемента И 6 формируется импульсный сигнал, который устанавливает триггер 4 в единичное состояние, соответствующее единичному коду первого разряда младшей тетрады. После переключени триггера 2 в нулевое состояние элемент И 6 открывается по первому входу, а элемент И 5 закрывается по второму входу. По первому входу элемента ИЛИ 7 действует нулевой сигнал прямого выхода триггера 2, Поэтому

все последующие разряды начального кода, начиная со второго разряда младшей тетрады, переписываются без изменения последовательным способом с выхода регистра 1 на его первый вход через последовательно соединенные элементы ИЛИ 7, И 6 и триггеры 4 и 3. Таким образом, первый счетный импульс изменил состояние младшей тетрады с начального ОНО на следующее состояние О HI.

0

Дальнейший счет в младшей тетраде осуществляется аналогичным образом по следующему алгоритму. Входной импульс счетчика устанавливает триггер 2 в единичное состояние, при котором элемент И б закрыт по

5 первому входу. Запирание элемента И 6 сигналом с прямого выхода триггера 2 обеспечивает стирание единичных кодов младшей тетрады, считываемых с выхода регистра 1. Так будет про0должаться до первого нулевого кода младшей тетрады, который, поступая на инверсный вход установки триггера 2 в нулевое состояние, обеспечивает переключение триггера 2 в нуле5вое состояние. Переключение триггера. 2 из единичного состояния в нулевое приводит к формированию импульса на выходе элемента И 6 за счет за держки сигнала на его втором входе

0 по отношению к сигналу на его первом входе. Сформированный элементом И 6 из перепадов триггера 2 импульсный сигнал записывает в триггер 4 единичный код вместо нулевого кода,который

5 обеспечил переключение триггера 2 из единичного состояния в нулевое. Возврат триггера 2 в исходное состояние обеспечивает после первого нулевого кода перепись без изменения всех кодов с выхода регистра ;, на

0 его первый вход через послеливательно соединенные элементы ИЛИ 7, И 6, триггеры 4 и 3.

Например, если в двух млад1иих .тетрадах счетчика после первого вход5ного импульса был записан код 0110. 0111, то второй входной импульс изменит согласно описанном алгоритму состояние счетчика на код 0111. 1000, который соответствует по таб0лице десятичному эквиваленту 2. При счете первых девяти входных импульсов совпадение импульсов коррекции, действующих на управляющем входе 8, с сигналом прямого выхода

триггера 2 не произойдет,так как триггер 2 возвраидается в нулевое состояние первым нулевым кодом младшей тетрады до момента поступления импульса коррекции на первый вход элемента И 5. Из таблицы соответствия кодов

0 следует, что единственным кодом, который не содержит нуля в тетраде является код 1111, соответствующий десятичному эквиваленту 9. Когда десятичный входной импульс, действ

5

ющий на информационном входе 9 счетчика/ установит входной триггер 2 в единичное состояние, а с выхода регистра 1 считывается в младшей. тетраде код 1111, то к моменту действия импульса коррекции на управляющем входе 8 триггер 2 останется в единичном состоянии, что приведет к срабатыванию элемента И 5 и стиранию информации Б младшей тетраде с помощью элемента И 6, закрытого сигналом с инверсного выхода триггера 2 Срабатывание элемента И 5 обеспечивает поступление импульса коррекции с управляющего входа 8 на вторые входы регистра 1 и триггера коррекции 3 По второму входу регистра 1 импульс коррекции записывает код единицы во втором разряде младшей тетрады. Задержавшись в триггере коррекции 3 на один период тактовой частоты, импульс коррекции поступает на первый вход регистра 1 и записывает код единицы в третьем разряде младшей тетрады. Таким образом, в : младшей тетраде восстанавливается начальный код ОНО. К моменту считывания начального кода ОНО второй тетрады триггер 2 остается в единичном состоянии. Первый нулевой код в первом разряде второй тетрада, поступающий с выхода регистра 1 на второй вход триггера 2, сбрасывает триггер 2 в нулевое состояние. Переключение триггера 2 из единичного состояния в нулевое приводит к формированию импульса на выходе элемента И б за счет задержки элементом ИЛИ 7 перепада на прямом выходе триггера 2 по отношению к перепаду на его инверсном .выходе. После установки триггера 2 в нулевое состояние,начиная со второго разряда второй тетрады, двоичный код с выхода регистра 1 переписывается без изменения на его первый вход через., элементы ИЛИ 7, И б, триггеры 3 и 4. В результате после десятого входного импульса счетчика двоичный код в двух младших тетрадах изменится с кода

0110.1111, соответствукндего десятичному эквиваленту 9, на код 0111. ОНО, соответствующий десятичному числу 10. Дальнейший счет в тетрадах, переход счета из тетрады в тетраду, а также восстановление начального, кода ОНО в предыдущей тетраде при переходе счета в последующую тетраду осуществляется аналогично.

Формула изобретения

Счетчик импульсов, содержащий регистр, входной триггер, первый и второй триггеры коррекции, первый и второй элементы И и элемент ИЛИ, первый вход регистра соединен с выходом первого триггера коррекции, первый вход которого соединен с вы:ходом второго триггера коррекции, второй вход первого триггера коррекции соединен с вторым входом регистр и выходом первого элемента И, первы и второй входы которого соединены соответственно с управляющим входом счетчика импульсов и прямым выходом входного триггера, первый вход и инверсный выход которого соединены соответственно с информационным входом счетчика и первым входом второго элемента И, отличающийся тем, что, с целью упроидения, вход второго триггера коррекции соединен с выходом второго элемента И, второ вход которого соединен с цыходом элемента ИЛИ, первый -и второй входы которого соединены соответственно с прямым выходом входного триггера и выходом регистра, который соединен с вторым входом входного триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 372568, кл. Н 03 К 23/00, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР 538492, кл. Н 03 К 23/00, 1977 (прототип).