Устройство управления счетчиком Советский патент 1982 года по МПК H03K21/36 

( УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ СЧЕТЧИКОМ

Изобретение относится к автоматике и может найти применение в устрой ствах для многократного отсчета заданного количества импульсов. Известно устройство, содержащее входную шину, N счетных декад, элемент И и N переключателей с двумя группами контактов рТ. Недостатком устройства является то, что при смене коэффициента пересчета возможны сбои устройства. Известно также устройство управляемого делителячастоты,содержащее входную шину, N счетных разрядов, шины управления, триггер, элемент И элемент ИЛИ и группу элементов И, первые входы и выходы которых соединены соответственно с шинами управления и с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с установки в единицу триггера, инверсный выход которого соединен с входами сброса счетных разрядов, счетный первый вход которого соединен с вход ной шиной и с первым входом элемента И, второй вход и выход которого соединены соответственно с прямым выходом и счетным входом триггера| 21. Недостатком известного устройства является то, что при непрерывной последовательности импульсов на входе устройства отсутствие элементов синхронизации при управлении коэффициентом пересчета в некоторых случаях приводит к ошибочным ситуациям по результатам счета. При необходимости коррекции заданного коэффициента пересчета величина и знак ее выражаются в неявной форме. В случае необходимости защиты номинального значения коэффициента пересчета от разглашения требуется принятие дополнительных мер. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Для достижения поставленной цели в устройство управления счетчиком, содержащее входную шину, N счетных разрядов, шины управления, первый триггер, первый элемент ИЛИ и группу элементов И, первые входы и выходы которых соединены соответственно с шинами управления и с входа ми первого элемента ИЛИ, выход торого соединен с входом установки в единицу первого триггера, прямой выход которого соединен с входами сброса счетных разрядов, счетный вход первого из которых соединен с входной шиной, введены второй элемент ИЛИ, два элемента И, элемент И-НЕ, элемент НЕ, второй и третий триггеры, п переключателей с двумя группами контактов каждый, два резистора, дополнительный переключате шины потенциалов логических нуля и единицы и п элементов И-ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с сче ным входом второго триггера, прямой выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И и с первым входом элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом ус тановки в единицу третьего триггера и с входом элемента НЕ, выход которого соединен с входом установки в нуль третьего триггера, прямой и ин версный выходы которого соединены с ответственно с первыми входами первых и вторых структур И элементов И-ИЛИ, выход каждого из которых сое динен с счетным входом следующего счетного разряда, а вторые входы пе вой и рторой структур И соединены с ответственно с старшим и младшим вы ходами предыдущего счетного разряда второй вход элемента И-НЕ соединен через первый резистор с шиной потен циала логической единицы, с вторым входом первого элемента И и с первым ёУходом дополнительного переключателя, вход которого соединен с шиной потенциала логического нуля, вторбй выход дополнительного переключателя соединен через второй резистор с шиной потенциала логическо единицы и соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом второго эл мента ИЛИ, второй вход которого сое динен с выходом первого элемента И, а выход второго элемента ИЛИ, являющийся выходом устройства по пересчетному импульсу, .соединен с дополнительным входом первого элемента ИЛИ, третьи входы первого и второго элементов И соединены с одним из выходов последнего счетного разряда, к счетному входу которого подключен выход элемента И-ИЛИ, выходы, начиная с младшего, каждого счетного разряда из количества п.соединены с неподвижными KOHTaKtaMH, начиная с первого, первой группы соответствующего переключателя, первый непод-вижный контакт второй группы каждого переключателя соединен с младшим выходом соответствующего счетного разряда, неподвижные контакты, начиная с второго, второй группы каждого, переключателя соединены с выходами, наминая с старшего, соответствующего счетного разряда, подвижные контакты первой и второй групп каждого переключателя соединены с дополнительными входами соответственно второго и первого элементов И, дополнительные входы каждого элемента И из группы элементов И соединены с соответствующими выходами счетных разрядов, вход установки в ноль первого триггера соединен с входной шиной. На чертеже приведена функциональная схема устройства управления трехдекадным счетчиком. Устройство содержит сметные декады 1-3, выходы 1.,10 счетной декады 1, выходы 2.1-2.10 счетной декады 2, выходы 3.1-3.10 счетной декады 3, элементы И-ИЛИ k и 5,элементы И 6.1-6.3, шины 7.1-7.3 управления, элементы ИЛИ 8 и 9, элементы И 10 и 11, элемент И-НЕ 12, элемент НЕ 13, триггеры k-l6f переключатель 17, шины 18 и 19 соответственно потенциалов логического нуля и единицы, резисторы 20 и 21, переключатель 22 с группами контактов 22.1 и 22.2, переключатель 23 с группами 23.1 и 23.2 и входная шина 2. Входная шина 24 соединена с счетным входом счетной декады 1 и с входом установки в нуль, триггера 15, прямой выход которого соединен с входами установки в нуль счетный декад 1-3, а единичный установочный вход которого соединен с информационным входом счетного триггера14 и с выходом элемента ИЛИ 8, входы которого соединены с выходами элементов И 6.1-6.3 и с выходом элемента ИЛИ 9, входы которого соединены с выходами элементов И 10 и 11, первые входы которых соединены с прямым выходом триггера I и с первым входом элейента И-НЕ 12 второй вход которого соединен с вторым входом элемента И 10, с первым выходом переключателя 1 и через резистор 20 соединен с шиной 19 потенциала логической еди ницы, которая через резистор 21 соединена с вторым входом элемента И 11 и с вторым выходом переключателя 17, вход которого соединен с шиИой 18 потенциала логического нуля выход элемента И-НЕ 12 соединен с входом установки в единицу триггера 16 и с входом элемента НЕ 13, выход которого соединен с входом установки в нуль триггера 16, прямой выход которого соединен с первыми входами первых структур И элементов И-ИЛИ и 5 выходы которых соединены соответственно с счетными входами счетных декад 2 и 3, первые входы вторых струк тур И элементов И-ИЛИ и 5 соединены с выходами 1.10 и 2.10 соответственно, вторые входы вторых структур элементов И-ИЛИ k, 5 .соединены с выходами 1.1 и 2.1 соответственно счет ных декад 1 и 2, выход 3.2 счетной декады 3 соединен с третьими входами элементов И 10 и 11, четвертый и пятый входы элемента И 11 соединены с подвижными контактами групп 23.1 и 22.1 переключателей 23 и 22, неподви ные контакты групп 22.2 и 23.2 перек чателей 22 и 23 начиная с первого jo последний соединены соответстIjpeHHo с выходами 1.1-1.10 счетной ||екады 1 и с выходами 2.1-2.10 счет|«ой декады 2, неподвижные контакты fpynn 22.2 переключателя 22, начи||ая с первого по последний соединены соответственно с выходами 1.1, 1.10-. 1.2счетной декады 1, выходы 2.1, 1.10-2.2 счетной декады 2 соединен(ш соответственно с неподвижными кон тактами, начиная с первого по. пос11едний, группы 23.2 переключателя 23 подвижные контакты группы 22.2 переключателя 22 и группы переключателя 23 соединены с пятым и четвертым входами элемента И 10,первые три входа каждого из элементов И 6.1 6.3соединены с соответствующим одни из выходов счетных декад 1-3, четвер тые входы элементов И 6.1-6.3 соединены соответственно с шинами 7.1 7.3 управления коэффициентами пересчета.. 26 При подаче на шины 7.1-7.3 потенциала лбгического нуля предлагаемое устройство управления счетчиком не оказывает влияния на работу последнего и он функционирует как счетчикиндикатор количества поступивших на шину 2 импульсов. Установка в нулевое состояние всех счетных декад в этом режиме производится путем подачи импульса напряжения логической единицы на дополнительный единичный установочный вход триггера 15 ( на чертеже не показан). Элементы устройства управления счетчиком взаимодействуют следующим образом. в исходном состоянии на входах и выходах элементов установлены следующие уровни напряжений, входная шина 2k счетчика и счетные входы каждой из счетных декад - нулевой, выходы 1.1, 2.1 и 3.1 счетных декад 1-3 - единичный, выходы 1.2-1.10, 2.2-2.10 и 3.2-3.10 счетных декад - нулевой, выходы.элементов И-ИЛИ U S - нулевой, выходы элементов И 6.1-6.3 - нулевой, выход элемента ИЛИ 8 - нулевой, прямой выход триггера - нулевой, прямой выход триггера 15 - нулевой, выход элемента И-НЕ .12 - единичный, выход элемента НЕ 13 - нулевой, прямой выг ход триггера 16 - единичный инверсный выходтриггера 16 - нулевой, выходы элементов И 10 и 11 - нулевой, выход элемента ИЛИ 9 - нулевой. Обусловлено также, что состояние выходов счетных декад 1-3 изменяется в моменты окончания воздействия положительного импульса на счетном входе соответствующей декады и в момент появления напряжения единичного уровня на входах установки в нуль счетных декад. При подаче на одну из шин 7.1-7.3 потенциала логической единицы счетные декады 1-3 считают входные импульсы, поступающие по шине 2 и при совпадении единичных уровней напряжения на вход соответствующего элемента 6.1-6.3 на его выходе появляется единичный потенциал, который вызовет появление единичного потенциала на информационном входе триггера 14 и на входе установки в единицу триггера 15. Состояние триггера It не изменяется, а на прямом выходе триггера 15 появляется единичный потенциал,, кото рый поступая на входы сброса счет ных декад 1-3, устанавливает их в исходное состояние. На выходе элемен тов И 6.1-6.3 устанавливается нулевой потенциал, который через посредство элемента ИЛИ 8 устанавливает триггер 14 в единичное состояние. Показанное на чертеже положение переключателя i приводит к блокировке элементов И iO и И-НЕ 12, поэтому состояние их выходов и выходов элемента НЕ 13 и триггера 16 не изменяется. При поступлении следующего импуль са по шине 2 триггер 15 устанавливается в нулевое состояние и на выходе 1.2 счетной декады 1 появляется единичный потенциал в момент окончания этого импульса. Счет импуль™ сов продолжается до момента появлени единичных потенциалов на всех входах элементов И И, который однозначно связан с состоянием выхода Z,3 счетной декады 3 и с положением подвижны контактов групп 22.1 и 23.1 переключателей 22 и 23. Единичный потенциал последовательно появляясь на вы ходах элементов И 11, ИЛИ 9, ИЛИ 8, ycfaнaвливaeт триггер 15 в единичное состояние происходит сброс в исход ное состояние сметных декад 1-3 что приводит к появлению потенциалов ло гического нуля на выходах элементов И 11, ИЛИ 9, ИЛИ 8.и триггера 1. При поступлении переднего фронта следующего импульса по шине 24 триггер 15 устанавливается в нулевое состояние и цикл работы устройства повторяется. Таким образом, за цикл работы устройства на его вход поступает (N-100) -ь(1 OO-hO,., ,99) импульсов, причем импульсов поступает в первом полуцикле работы, а 1004-0.0.99 импуль сов - во втором. При положении переключателя Г/, противоположном изображенному на чертеже, в первом полуцикле устройство функционирует аналогично описанному. При отсчете импульсов, по™ ступивших по шине 24 единичный потенциал на выходе триггера 14 приводит к появлению нулевого потенциала на выходе элемента И-НЕ 12 и единичного потенциала на выходе элемента НЕ 13, который устанавливает триггер 1б в нулевое состояние. По .окончании очередного входного импуль са по шине 24 на выходах 1.2, 2.2 и 3.2,соответствугощих счетных декад 1 3/появляются единичные потенциалы. Счетные декады 1,22 в этом случае функционируют в режиме вычитания. Одновременное появление единичных потенциалов на подвижных контактах групп 22,2 и 23,2 переключателей 22 и 23 приводит к последовательному появлению единичных потенциалов на выходах элементов И 10, ИЛИ 9, ИЛИ 8 и прямой выходе триггера 15. После сброса счетных декад 1-3 в исходное состояние на выходах элементов И 10, ИЛК 9, ИЛИ 8/прямом выходе триггера 14 и инверсном выходе триггера 1б появляются нулевые потенциалы. При поступлении переднего фронта следующего импульса по шине 24 триггер 15 установится в нулевое состояние и устройстйо будет продолжать отсчет входных импульсов в следующем цикле. Таким образом, за цикл работы устройства при указанном положении переключателя 17 на его вход поступит ()-f-{lOO-0,..,99) импульсов, причем, как и в предыдущем случае, N-100 импульсов поступает в первом полуцикле, а 100-0,,.,99 импульсов - во втором. Итак, предлагаемое устройство при управлении трехдекадным счетчиком позволяет получить коэффициенты пересчета в диапазоне от J до 1098 с предоставлением возможности исключения вероятных ошибок при коммутировании шин управления, так как коммутация цепей переключателей 17, 22 и 23 в первом полуцикле работь1° и коммутация шин 7.1-7.3 во втором полуцикле не создают помехоаых ситуаций для всех элементов устройства. формула изобретения Устройство управления счетчиком, содержащее входную шину, N счетных разрядов, шины управления, первый триггер, первый элемент ИЛИ и группу элементов И, первые входы и выходы которых соединены соответственно с шинами управления и с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки в единицу первого триггера, прямой выход которого соединен с входами сброса счетных разрядов, счетный вход первого из которых соединен с входной шиной, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены второй элемент ИЛИ, два элемента И, элемент И-НЕ, элемент НЕ, второй и третий триггеры, п переключателей с двумя группами контактов каждый, два резистора, дополнительный переключатель, шины потенциалов логических нуля и единицы и п элементов И-ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен со счетным входом второго триггера, прямой выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И с первым входом элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом установки в единицу третьего триггера и с входом элемента НЕ, выход которого соединен с входом установки в Куль третьего три гера, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с первыми входами первых и вторых стру тур И элементов И-ИЛИ, выход каждого из которых соединен с счетным входом следующего счетного разряда, а вторые входы первого и второй структур И соединены соответственно с ста шим и младшим выходами предыдущего счетного разрядаf второй вход элемента И-НЕ соединен через первый резистор с шиной потенциала логической единицы, с вторым входом первого элемента И и с первым выходом дополнительного переключателя, вход которого соединен с шиной потенциала логического нуля, второй выход допол нительного переключателя соединен через второй-резистор с шиной потенциала логической единицы и соединен 9 210 с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход второго элемента ИЛИ, являющийся выходом устройства по пересчетнону импульсу, соединен с дополнительным входом первого элемента ИЛИ, третьи входы первого и второго элементов И соединены с одним из выходов последнего счетного разряда, к счетному входу которого подключен выход элемента И-ИЛИ, выходы, начиная с младшего, каждого счетного разряда из количества п соединены с неподвижными контактами, начиная с первого первой группы соответствующего переключателя, первый неподвижный контакт второй группы каждого переключателя соединен с младшим выходом соответствующего счет, ного разряда, неподвижные контакты, начиная с второго, второй группы каждого переключателя соединены с выходами, начиная с старшего соответ- . ствующего счетного разряда подвижные контакты первой и второй групп каждого переключателя соединены с дополнительными входами соответственно второго и первого элементов И, дополнительные входы каждого элемента И из группы элементов И соединены с соответствующими выходами счетных разрядов, вход установки в нуль первого триггера соединен с входной шиной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР f 2б59 6, кл. И03 К 21/36, 1971. 2. Авторскоесвидетельство СССР № SSJSSS, кл. И03 К 21/36, 1976 (прототип).