Синхронный счетчик Советский патент 1980 года по МПК H03K23/02 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к проектированию синхронных счетчиков. Известен синхронный счетчик, содержащий п разрядов, каждый из которых состоит из асинхронного счет ного триггера, выполненного на логи ческих элементах, и вентиля 1, Недостатком такого счетчика явля ется сравнительно большое число вен тилей, необходимых для организации межразрядных связей и невысокая степень синхронности (одновременности) срабатывания разрядов счетчика, каждый из которых является асинхронным счетным триггером (триг гер с одним информационным входом). Целью изобретения является повышение степени синхронности работы ::четчика. Поставленная цель достигается тем, что в синхронный счетчик, содержащий п разрядов, каждый из которых состоит из асинхронного счет ного триггера, выполненного на лог ческих элементах, и вентиля, введен элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которо го соединен с входной шиной, а выход с тактовым входом асинхронного счетного триггера каждого разряда. единичный выход которого подключен к первому входу вентиля последующего разряда, второй вход которого соединен с выходом вентиля предыдущего разряда и со входом асинхронного счетного триггера предыдущего разряда, а выход - с другим входом элемента ИЛИ-НЕ. Выход единичного плеча i-ro счетного триггера счетчика подключен к первому входу, вентиля 2И (i-fl)-ro счетного триггера, второй вход которого подключен к входу i-ro счетного триггера и к выходу его вентиля 2И, при этом выход каждого веигиля 2И подключен к входу элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к тактовым входам всех вспомогательных триггеров. Схема предлагаемого синхронного счетчика приведена на чертеже. Син-. хронный счетчик содержит асинхронный счетный триггер 1, выполненный на двух тактируемых триггерах - основном 2 и вспомогательном 3, вентили (элемент 2И) 4 и элемент ИЛИ-НЕ 5. Вход синхронного счетчика через элемент, 2И 4 подключен к входу первого асинхронного счетного триггера 1 и к входу элемента ИЛИ-НЕ 5, а

выход единичного плеча счетного триггера каждого разряда подключен к первому входу элемента 2И 4, последующего разряда второй вход которого подключен к входу асинхронного счетного триггера 1 предыдуще го разряда, а выход элемента 2И 4 каждого разряда подключен к входу элемент ИЛИ-НЕ 5, выход которого подключен к тактовым входам всех вспомогательных триггеров 3 синхронного счетчика.

Устройство работает по следующей технологической схеме.

В исходном состоянии на. входе синхронного счетчика сигнал отсутствует ). В этом случае на выход элемента ИЛИ-НЕ 5 действует уровень

логической

и тем самым разрешается пере(ача кода из всех основных триггеров 2 во вспомогательные триггеры 3. При поступлении сигнала на вход синхронного счетчика () на выходе элемента ИЛИ-НЕ 5 сформируется уровень логической , блокирующий прием информации во вспомогательные триггеры 3 всех разрядов счетчика.

Если до прихода первого сигнала все разряды счетчика находятся в нулевом состоянии:{Q Q2 Q 0), то на выходах всех элементов 2И-4 дейО

ствует уровень логического

и, в результате с поступлением первого импульса только триггер 2 первого разряда счетчика установится в единичное состояние(Q 1) . По окончании первого импульса () на выходе элемента ИЛИ-НЕ 5 сформируется уровень логический и вспомогательный триггер 3 первого разряда, примет состояние основного т.е. на его выходе тоже сформируется уровень; логической i () . при поступлении второго импульса сформируется сигнал переноса на -выходе элемента 2И 4 второго разряда и его основной триггер 2 установится в единичное состояние. lQi.l) ,а основной триггер первого разряда -сбросится в нулевое состояние ().

Теперь на выходе элементна ИЛИ-НЕ 5 уровень логического О формируется под действием входного сигнала и сигнала с .выхода элемента 2И 4 второго разряда. По окончании входного сигнала на выходе элемента ИЛИ-НЕ 5 сформируется уровень логической 1 ив счетчике зафиксируется код 01 (, ) .Когда в зчетчике устанавливается код HI (Q Q2.Qifl)/то во время действия входного сигнала по мере его прохождения через цепочку из элементов 2И.4, на входах элемента ИЛИ-НЕ 5 всегда присутствует уровень логической , и следовательно, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 5 действует уровень логического О . По окончании входного

сигнала на всех элементах 2И 4 устанавливаются уровни логического О, а на его выходе уровень логический И, и, следовательно, в счетчике устанавливается код 000 (,) ., Таким образом, схема предложенного счетчика выполнена с одним двухвходовым элементом 2И на разряд, против двух вентилей 2И в известной схеме.Следовательно, схема реализуется с меньшими затратами в числе вентилей, т.е. она является более простой по схемотехнической реализации, Йеньшее число вентилей является причиной и меньщей мощности потребляемой счетчиком как в статике, так и в динамике. Наличие дополнительного элемента ИЛИ-НЕ практически не приводит к заметному увеличению мощностных ,

затрат, но способствует более высокой степени синхронности (одновременности) срабатывания всех разрядов счетчика. Последнее объясняется тем, что в известной схеме на одновременность срабатывания всех разрядов ;

счетчика влияют как разброс в задержках элементов, образующих вспомогательные триггеры всех разрядов, так и разброс в задержках элементов 2И, включенных на входах триггеров счетчика.

Впредложенной схеме степень одновременности срабатывания всех разрядов определяется только лишь разбросы в задержках элементов, образующих вспомогательные триггеры.

Формула изобретения

Синхронный счетчик, содержащий п разрядов, каждый из которых состоит из асинхронного счетного триггера, выполненного на логических элементах, и вентиля, отличающий-ся тем, что, с целью повышения степени синхронности его работы, в него введен элемент ИЛИ-НЕ, первый вход : которого соединен с входной шиной, а выход - с тактовым входйм асинхронного счетного триггера каждого разряда, единичный выход которого подключен к первому входу вентиля последующего разряда, второй вход которого соединен с ьыходом вентиля предыдуще5 го разряда и со входом асинхронного учетного триггера предыдущего разряда, а выход другим выходом элемента ЙЛИ-НЕ.

0 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Букреёв И.Н. и др. МиКроэлектррнные схемы цифровых устройств.М.,

Советское радио ,1975, с. 256, 5 рис.5.80(в) .