Реверсивный счетчик Советский патент 1981 года по МПК H03K23/24 

(5) РЕВЕРСИВНЬЙ СЧЕТЧИК

Изобретение относится к устройствам импульсной техники и может быть использовано в автоматике и вычислительной технике. Известен реверсивный счетчик, содержащий разряды, калсдый из которых содержит счетный триггер, и коммутирующие элементы, первые входа которы соединены с выходами счетного тригге ра, а вторые входы соединены с управ ляющими шинами Cl . Недостатком этого реверсивного счетчика является сравнительно низкое быстродействие. Известен также реверсивный счет чик, содержащий разряды, каждый из которых содержит первый, второй и третий RS-триггеры, а каждый разряд, кроме первого, содержит, также допол. нительный элемент И-НЕ, первый RS-TpH гер первого разряда содержит первый и второй элементы И-НЕ, первые входы .которых соединены с выходами соответ ственно второго и первого элементов И-НЕ этого RS-триггера, остальные входы первого и второго элементов И-НЕ соединены соответственно с единичньми и нулевыми выходами первого RS-триггера, второй RS-триггер первого разряда содерямт третий и четвертый элементы И-НЕ, первые входы которых соединены с выходами соответственно четвертого и третьего элементов И-НЕ, остальные входы которьсс соединены соо.тветственно с единичными и нулевыми входами второго RS-триггера, третьи RS-триггеры каждого разряда содержат пятый и шестой элементы И-НЕ, первые входы которых соединены с соответственно с выходами шестого и пятого элементов И-НЕ, сотальные входы которых соединены соответственно с нулевыми и единичными входами третьего RS-триггера, первый RS-триггер каждого разряда, кроме первого, содержит первый и второй элементы И-НЕ и первый вспомогательный элемент И-НЕ, первые входы первого, второго и периого вспомогательного элементов И-НЕ 1;оединены с выходами соответственно второго и первого вспомогательных э 1ементов И-НЕ, .остальные входы которого соединены с первой группой нулевых входов первого RS-триггера, вторая группа нулевых входов первого RS-триггера соединенас остальными входами второго элемента И-НЕ, а единичные входы первого RS-триггера соединены с остальными входами первого элемента И-НЕ второй RS-триггер каждого разряда, кроме первого, содержит третий и четвертый элементы И-НЕ и второй вспомогательный элемент И-НЕ, первые входы крторых соединены с выходами соответственно четвертого и третьего элементов И-НЕ второй вход третьего элементы И-НЕ соединен с выходом второго вспомогательного элемента И-НЕ, остальные вх ды которого соединены с первой группой нулевых входов второго RS-триг гера, вторая группа нулевых входов которого соединена с остальными входами четвердого элемента И-НЕ, а еди ничные входы Второго RS-триггера сое динены с остальными входами третьего элемента И-НЕ, выход пятого элемента И-НЕ каждого разряда соединен с единичным входом первого RS-тригг ра то же разряда, и взводами первых групп нулевых ЙХРДОВ первого и второго RS-триггеров следующего разряда, вто рые группы нулевых вхрдов которьпс соединены с выходом шестого элемента И-НЁ предыдущего разряда, счетный вх реверсивного счетчика соединен с нулевыми входами первого и второго RS-триггеров первого разряда, выход первого элемента И-НЕ каждого разряда соединен с единичным входом второ го RS-триггера того же разряда, выход четвертого элемента И-НЕ кадцого раз ряда соединен с нулевым входом треть го RS-триггера того же разряда и в первом разряде с нулевым входом перво го RS-триггера, а в кадцом из остальных разрядов с входом второй группы нулевых входов первого RS-триггера того же разряда, выход второго элемен та И-НЕ каждого разряда соединен с единичным входом третьего RS-триггера того же разряда, выход первого вспомогательного элемента И-НЕ каждо1ГО из разрядов соединен с единичным входом третьего RS-триггера того же разряда, нулевой вход которого соединен с входом первой группы нулевых 94 входов первого RS-триггера того же разряда и выходом второго вспомогательного элемента И-НЕ того же разряда, выход дополнительного элемента И-НЕ каждого разряда соединен с единичным входом второго RS-триггера того же разряда и входами- первой и второй групп нулевых входов Первого RS-триггера, выход шестого элемента И-НЕ калодого разряда, кроме первого, соединен с первым входом дополнительного элемента И-НЕ того же разряда, второй вход которого соединен с пшной Реверс, шина Сложение соединена с входами вторых групп нулевых входов первого и второго RS-триггеров каждого из разрядов, пшна Вычитание соединена с входами первых групп нулевых входов первого и второго RS-триггеров всех разрядов 21. Недостатком этого реверсивного счетчика является сравнительно большая сложность. Цель изобретения - упрощение ревер- сивного счетчика. Поставленная цель достигается тем, что в реверсивном счетчике, содержащем разряды, казкдый из которых со- дёрлшт первый, второй и третий RS- триггеры, а каждый разряд, кромепервого, содержит также дополнительный элемент И-НЕ, первый RS-триггер первого разряда содержит первый и второй элементы И-НЕ, первые входы которых соединены с выходами соответственно второго и первого элементов И-НЕ этого RS TpHrrepa, остальные входы первого и второго .элементов И-НЕ соединены соответственно с единичными и нулевыми входами первого RS-триггера, второй RS-триггер первого разряда содержит третий и четвертый элементы И-НЕ, первые входы которых соединены с выходами соответственно четвертого и .третьего элементов И-НЕ, остальные входы которых соединены соответственно с единичными и нулевыми ьходами второго RS-триггера, третьи RS-триггеры каждого разряда содержат пятый и шестой элементы И-НЕ, первые входы которых соединены соответственно с выходами шестого н пятого элементов И-НЕ, остальные входы которых соединены соответственно с нулевыми и единичными входами третьего RS-триггера, первый RS-триггер каждого разряда, кроме первого, содержит первый и второй элементы И-НЕ и первый вспомогательный элемент И-НЕ, первые вхрды первого, второго и первого вспомогатель ного элементов И-НЕ соединены с выхо дами соответственно второго, и перво го элементов И-НЕ, второй вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом первого вспомогательного элемента И-НЕ, остальные входы которого соединены с первой группой нулевых входов первого RS-триггера, вторая группа нулевых входов первого RS-три гера соединена с остальными входами второго элемента И-НЕ, а единичные входы первого RS-триггера соединены с остальньп-1И входами первого элемента И-НЕ, второй RS-триггер каждого разряда кроме первого, содержит третий и четвертый элементы И-НЕ и второй вспомогательный элемента И-НЕ, первые входы которых соединены с выходами соответственно четвертого и третьего элементов И-НЕ, второй вход третьего элемента И-НЕ соединен с вы ходом второго вспомогательного элемента И-НЕ, остальные входы которого соединены с первой группой нулевых входов второго RS-триггера, вторая группа нулевь4х входов которого соединена с остальными входами четвертого элемента И-НЕ, а единичные входы второго RS-триггера соединены с остальными входами третьего элемента И-НЕ, выход пятого элемента И-НЕ каждого,разряда соединен с единичным входом первого RS-триггера того же разряда и входами первых групп нулевых входов первого и второго RS-триггеров следующего разряда, вторые группы нулевых входов которых соединены с выходом шестого элемента И-НЕ предыдущего разряда, счет ный вход реверсивного счетчика соединен с нулевь1ми входами первого и второго RS-триггеров первого разряда выход первого элемента И-НЕ каждого разряда соединен с единичньм входом второго RS-триггера того же разряда выход четвертого элемента И-НЕ каждо го разряда соединен с нулевым входом третьего RS-триггера того же разряда и, в первом разряде с нулевым входом первого RS-триггера, а в каждом из остальных разрядов - с входом второй группы нулевых входов первого RS-три гера того же разряда, выход второго элемента И-НЕ каждого разряда соединен с единичным входом третьего RS-триггера того же разряда, выход первого вспомогательного элемента И-НЕ каждого из разрядов соединен с единичным входом третьего RS-триггера того же разряда, нулевой вход которого соединен с входом первой группы нулевых вхбдов первого RS-триггера того же разряда и выходом вто- рого вспомогательного элемента И-НЕ того же разряда, вьгход дополнительного элемента И-НЕ каждого разряда соединен с единичным входом второго RS-триггера того же разрядами входами первой и второй групп нулевых входов первого RS-триггера, выход шестого элемента И-НЕ к 1ждого разряда, кроме первого, соединен с первым входом дополнительного элемента И-НЕ того же разряда, второй вход которого соединен с шиной Реверс, Шина Сложение соединена с входами вторых групп нулевых овходов первого и второго RS-триггеров ка едого из разрядов, шина Вычитание соединена с входами первых групп нулевых входов первого и второго RS-триггеров всех разрядов, первый и второй дополнительные входы дополнительных элементов И-НЕ каждого из разрядов соединены с выходами второго элемента И-НЕ и первого вспомогательного элемента И-НЕ того же разряда, а единичные входы первых RS-триггеров ка;хдого из разрядов, кроме первого, соединены с инверсной шиной реверсирования . На чертеже изображена структурная схема счетчика. Реверсивный счетчик содержит разряды 1, каждый из которых содержит первый 2, второй 3 и третий 4 RS-триггеры, а каждьй разряд, кроме первого, , содержит также дополнительный элемент И-НЕ 5, первый RS-триггер 2, первого разряда содержит первый 6 и второй 7 элементы И-НЕ, первые входы которых соединены с выходами соответственно второго 7 и первого 6 элементов И-НЕ этого RS-триггера, остальные входы первого 6 и второго 7 элементов .И-НЕ соединены соответственно с единичными и нулевыми входами первого RS-триггера, второй Rj-триггер 3 первого разряда содержит тре- тий 8 и четверты 9 элементы И-НЕ, первые входы которых соединены с выходами соответственно четвертого 9 и третьего 8 элементов И-НЕ, остальные входы которых соединены соответт ственно с единичными и нулевыми входами второго RS-триггёра 3, третьи RS-триггеры 4 каждого разряда содержат пятый,10 и шестой 11 элементы И-НЕ, первые входы которых соединены соответственно с выходами шестого 11 и пятого 10 элементов И-НЕ, остальные входы которых соединены соответственно с нулевыми и единичными входами третьего RS-триггера 4, первый RS-триггер 2 каждого разряда, кроме первого, содержит первый 6 и второй 7 элементы Н-НЕ и первый вспомогательный элемент И-НЕ 12, первые входа первого 6 и второго 7 и первого вспомогательного 12 элементов И-НЕ соединень с выходами соответственно второго 7, первого 6 и первого 12 вспомогательного элементов И-НЕ, второй вход первого элемента И-НЕ б соедашен с выходом первого вспомогательного элемента И-НЕ 12, остальные входы которого соединены с первой грзгапой нулевых входов первого RS-триггера 2 вторая группа нулевых входов первого RS-триггера 2 соединена с остальными входами второго элемента И-НЕ 7, а единичные входы первого RS-триггера 2соединены с остальными входами первого элемента И-НЕ 6, второй RS-триггер 3 каждого разряда, кроме первого, содержит третий 8 и четвертый 9 элементы И-НЕ и второй вспомогательный элемент И-НЕ 1.3, певрые входы которых соединены с выходами соответственно четвертого 9 и третьего 8 элементов Й-НЕ, второй вход третьего элемента И-НЕ. 8 соединен с выходом второго вспомогательного элемента И-НЕ 13, остальные входы которо го соединены с первой группой нулевых входов второго RS-триггера 3, вторая группа нулевых входов которого соединена с остальными входами четвертого элемента И-НЕ 9, а едщничные входаа второго RS-триггера 3 соединены с остальными входами третьего 8 элемеита И-НЕ, выход пятого элемента И-НЕ 10. каждого разряда соединен с единичным входом первого RS-триггера 2 того же разряда, и входами первых групп нулевых входов первого .2 и второго 3RS-триггеров следующего разряда, вторые группы нулевых входов которых соединены с выходом шестого элемента И-НЕ 11 предьщушего разряда, .счетный вход 14 реверсивного счетчика соединен с нулевыми входами первого 2 и второго 3 RS-трйггеров первого разряда, выход первого элемента И-НЕ 6 каждого разряда соединен с единичным входом второго RS-триггера 3 того 98 Же разряда, выход четвертого элемента И-НЕ 9 каждого разряда соединен с нулевым входом третьего RS-триггера 4 того же разряда, и, в первом разряде, с нулевым входом первого RS-триггера 2, а в каждом из остальных разрядов с входом второй группы нулевых входов первого RS-тpиrгepla 2 того же разряда, выход второго элемента И-НЕ 7 казщого разряда соединен с единичным входом . третьего RS-триггера 4 того же разряда, выход первого вспомогатель.чого элемента И-НЕ 12 каждого из разрядов соединен с единичным входом третьего RS-триггера 4,того же разряда, нулевой вход которого соединен с входом первой группы нулевых входов первого RS-трчггера 2 того же разряда и выходом второго вспомогательного элемента И-НЕ 13 того же разряда, выход дополнительного элемента И-НЕ 5 каждого разряда соединен с единичным входом второго RS-триггера 3, того же разряда и входами первой и второй групп нулевых входов первого RS-триггера 2, выход элемента И-НЕ 6 каждого разряда, кроме первого, соединен с первым входомдополнительного элемента И-НЕ 5. того же разряда, второй вход которого соединен с шиной Реверс 15, шина Сложение 16 соединена с входом .вторых групп нулевых входов первого 2 и второго 3 RS-триггеров каждого из разрядов, шина Вычитание 17 соединена с входами первых групп нулевых входов первого 2 и второго 3 KS-триггеров всех разрядов, первый и второй дополнительные, рходы дополнит ел bHbix элементов И-НЕ 5 каждого из разрядов соединены с выходами второго элемента И-НЕ 7 и первого вспомога:тельного элемента И-НЕ 12 того же разряда, а единичные входы первых RS-триггеров 2 каяДого из разрядов, кроме первого, сое . диисШ) с инверсной шиной 18 реверсирования . .Реверсивный счетчик работает следующим образом. Во время счета в одном из режимов (сложение или вычитание) элементы 5 закрыты сигналом логического нуля по шине 15 Реверс. Перед сменой режима счёта поступающий по шине 15 Реверс сигнал логической единицы в зависимости от состояния разряда открывает элемент 5. Сигнал с выхода открытого элемента 5 при смене режима работы и опасном состоянии преды ymero разряда обеспечивает такую ус тановку RS-триггеров, которая соответствует подтверждению состояния третьего RS-триггера. Таким оСразом, устраняется возможность сбоя счетчик при реверсе. Рассмотрим, например, работу neips двух разрядов реверсивного счетчика. В исходном состоянии эти разряды находятся в состоянии 00, а на шины Сложение 16 и Вычитание 17 посту пают сигналы , соответствующие режиму суммирования. Тогда пocтyпaюг иe иа вход 14 импульсы закономерно суммируются в первом и втором разрядах. После прихода пятого счетного импуль са необходимо начать режим вычисления. В момент Ц изменяются сигналы по шинам Реверс и инверсной шине 18 реверсирования. Поскьольку второй разряд находится в нулевом состоянии - логическийэлемент 5 переключается в состояние логического нуля и вызывает изменение состояния единичного входа второго RS-триггера 3, а также одновременно закрьшает нулевые входы первого RS-триггера 2. При изменении сигналов по шинам Сложение 16 и Вычи тание 17 в момент времени tj нулево выход второго RS-триггера 3 вырабатывает сигнал логического нуля, подтверждающий нулевое состояние третье го RS-триггера 4. Таким образом, реверс, при котором на входе второго разряда производится коммутация сигнала логическо го нуля на сигнал логической единицы, не вызывает изменения состояния выхода второго разряда. В момент вре мени t изменяются сигналы по шинам 15. и 18, что обеспечивает выключение логического элемента 5 и дальнейшую обычную работу счетчика в режиме вы- читания. Рассмотрим работу счетчика при смене режима работы в том случае, когда второй разряд находится в единичном состоянии, а входной сигнал коммутирован при смене режима с логического нуля на логическую единицу. Такая ситуация .имеет место в счетчике, например, после двенадцатого счетного импульса. В момент вре мени t поступают сигналы по шинам 15 и 18. Благодаря единичному состоянию второго разряда, состояние логического элемента 5 не может изме питься, а сигнал шины 15, непосред9ственно поступающий на единичный вход первого RS-триггера. 2, вызывает появление логической единицы на выходе этого триггера и, как следствие этого, переход в нулевое состояние второго RS-триггера 3. Процессы, протекающие в момент времени Ц, обеспечивают установку первого 2 и второго 3 RS-триггеров, которая в дальнейшем обуславливает подтверждение состояния третьего RS-.триг-. . В момент времени tg происходит смена сигналов на шинах 15 и 18. Это вызывает появление логического нуля на выходе первого RS-трнггера 2 и подтверждается состояние третьего RS-триггера 4. Вторичное изменение сигналов по шинам 15 и 18 в момент вревремени tj, не вызывает никаких изменений в состоянии разряда. Таким образом, и в другом исходном состоянии второго разряда появление на его входе логической единицы при смене режима работы счетчика не вызывает сбоя. При поступлении тринадцатого и последующих счетньпс импульсов происходит работа счетчика в режиме сложения. Предлагаемый реверсивный счетчик обеспечивает относительно высокое быстродействие и надежность при сравнительно малых аппаратурных затратах и может реализоваться на элементах ИШ-1-ИЕ путем эквивалентной замены всех элементов Й-НЕ, входящихв реверсивный счетчик. Формула изобретения Реверсивный счетчик, содержащий разряды, каждый из которых содержит первый, второй и третий RS-триггеры а каждый разряд, кроме первого, содержит также дополнительный элемент И-НЕ, первый RS-триггер первого разряда содержит первый и второй элементы И-НЕ, первые входы которых соединены с выходами соответственно второго и первого элементов И-НЕ этого RS-триггера, остальные входы первого и второго элементов И-НЕ соединены соответственно с единичньми и нулевыми входами первого RS-триггера, второй RS-триггер первого разряда содержит третий и четвертый-элементы И-НЕ, первые входы которых соединены с выходами соответственно четвертого 11 . и третьего элементов И-НЕ, остальные входы которых соединены соответствен но с единичными и нулевыми входами второго RS-триггера, третьи RS-триггеры каждого разряда содержат пятый и шестой элементы И-НЕ, первые входы которых соединены соответственно с выходами шестого и пятого элементов И-НЕ, остальные входы которых соединены соответственно с нулевыми и еди ничными входами третьего RS-триггера первый RS-триггер каждого разряда, кроме первого, содержит первьй и вто рой элементы И-НЕ и первьй вспомогательный элемент И-НЕ, первые входы первого, второго и первого вспомогательного элементов И-НЕ соединены с выходами соответственно второго и первого элементов Й-НЕ, второй вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом первого вспомогательного элемента И-НЕ, остальные входы которого соединены с первой группой нулевых входов первого RS-триггера, вторая группа нулевых входов первого RS-триггеров соединена с остальными входами второго элемента И-НЕ, а единичные входы первого RS-триггера соединены с остальными входами первого элемента И-НЕ, второй RS-триггер казкдого разряда, первого, содерзвйт, третий и четвертый элеМенты И-НЕ и второй вспомогательный элемент И-НЕ, первые входы которых соединены с выходами соответственно четвертого и третьего элементов И-НЕ, второй вход третьего элемента И-НЕ соединен с выходом второго вспомогательного элемента И-НЕ, остальные входы которого соединены с первой группой нулевых входов второго RS-триггера, вторая груп па нулевых входов которого соединена с остальными входами четвертого элемента И-НЕ, а единичные входы вто рого RS-триггера соединены с остальными входами третьего элемента И-НЕ, выход пятого элемента И-НЕ каждого разряда соединен с единичным входом первого RS-триггера того же разряда и входами первых групп нулевых входо первого и второго RS-триггеров следу ющего разряда, вторые группы нулевых входов которых соединены с выходом шестого элемента И-НЕ предыдущеto разряда, счетный вход реверсивного счетчика соединен с нулевыми входами первого и второго RS-триг9геров первого разряда, выход первого элемента И-НЕ каждого разряда соединен с единичным входом второго RS-триггера того же разряда, выход четвертого элемента И-НЕ каждого разряда соединен с нулевым входом третьего RS-триггера того же разряда и, в первом разряде с нулевым входом первого RS-триггера, а в каяздом из остальных разрядов - с входом второй группы нулевых входов первого RS-триггера того же разряда, выход второго элемента И-НЕ каяодого разряда соединен с единичным входом третьего RS-триггера того же разряда, выход первого вспомогательного элемента И-НЕ каждого из разрядов соединен с единичным входом третьего RS-триг гера Того лее разряда, нулевой вход которого соединен с входом первой группы нулевых входов первогб RS-триггера того же разряда и выходом второго вспомогательного элемента И-НЕ того же разряда, выход дополнительного элемента И-НЕ каждого разряда соединен с единичным входом второго RS-триггера того же разряда и входами первой и- второй групп нулевых входов первого RS-триггера, выход шестого элемента И-НЕ кйадого разряда, кроме первого, соединен с первым входом дополнительного эдемента И-НЕ того же разряда, второй вход .которого соединен с шиной Реверс, шина Сложение соединена с входами вторых групп нулевых входов первого и второго RS-триггеров каждого из разрядов, шина Вычитание соединена с вхо дами первой групп нулевых входов первого и второго RS-триггеров всех разрядов, отличающийся тем, что, с целью упрощения, первьй и второй дополнительные входы дополнительных элементов И-НЕ каждого .из разря дов соединеШ) с выходами второго элемента И-НЕ и первого вспомогательного элемента И-НЕ того же разряда, а единичные входы первых RS-триггеров каждого из разрядов, кроме первого, соединены с инверсной шиной реверсирования . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР К 513511, кл. И 03 К 23/00, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 708516, кл. Н 03 К 23/24, 1980. (прототип),