Кольцевой счетчик Советский патент 1982 года по МПК H03K23/00 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при реализации технических средств автоматики и вычислительной техники.

Известен кольцевой счетчик, содержащий входную шину, шину сброса, на D -триггерах, каждый разряд, кроме первого, содержит элемент И I .

Недостатком известного устройства Q .является относительно низкая надежность, так как при возникновении сбоев возможно распространение нескольких единиц в устройстве, и низкая экономичность (на каждый выход используется D-триггер ,5 и элемент И)..

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является кольцевой счетчик, содержащий входную щину, шину установки, разряды на J3 -триггерах, пер- 20 вый и второй элементы И во всех разрядах, дополнительный элемент И и элемент НЕ, первый входы первого и второ- . го элементов И соединены соответстэенно с инверсным и гфямым выходами 13триггера, вторые входы - с выходом первого элемента И предьщущего разряда, вторые входы первого и второго элементов И первого разряда соединены с шиной установки, выход второго элемента И связан с D -входом D -триггера с последующего , быход первого элемента И последнего разряда соединен с 1)-входом D-трнггера первого разряда и через элемент НЕ с первым входом дополни тельного элемента И, второй вход и выход которого связаны с инверсным выходом и входом установки в О D -триг гера первого , выход первого элемента И в каждом разряде, кроме первого, соединен с входом установки в О D-триггера, входная шина связана с тактовыми входами ТЭ-триггеров всех разрядов 2.

Недостатком этого устройства является невысокая надежность из-за низкой экономичности, тгис как на каждый выход используется Р-триггер и два элемента И. Цель изобретения - повышение надеж сти за счет уюрощешш конструкции. Поставленная цель достигается тем, что в кольцевой счетчлк, содержащий входную шину, шину установки, и разрядов на Г -триггерах, первый и второй элементы И во всех , третий элемент И первого разряда и первый эле мент НЕ, первые входы первого и второго элементов И соединены соответственно с инверсным и 1ФЯМЫМ выходами D- триггера, вторые входы первого и второго элементов И первого и остальных разрядов соединены с шиной установки и выходами первых элементов И предыдущих разрядов, первый вход .треть его элемента И первого разряда через первый элемент НЕ соединен с П-входом D-триггера, инверсный вьСсод и вход установки в О которого соединены с его вторым входом и выходом, входная шина соединена с тактовыми входами D -триггеров всех разрядов, введены чет вертый элемент И в первый разрад, .третий, четвертый элементы И в каждый последующий разряд, первый элемент ИЛИ во все разряды, второй элемент ИЛИ в разряд с третьего по {У)-1)-ый дополнительный элеме;ат И, второй НЕ матричный деши45)атор, содержащий (V)-l строку по (и-1), (n-l), (п-2), (П-З), . 2 элементов И и (n-l) столбец по 2, Я (h-2), (), (vv-l) элементов И, первый и второй входы четвертого элемента И первого разряда соединены с прямым Выходом Т) -триггера и выходом третьего элемента И второго разряда, первые входы третьего н четвертого эле ментов И всех начиная со второго разрядов соединены с инверсным и прямым Выходами D-триггера, вторые входы с выходом третьего элемента И -последующего разряда, вторые входы третьего и четвертого элементов И П-ного разряд соединены с шиной установки, входы уст новки в О Т)-триггеров второго и VIного разрядов соединены с выходами пер вого и третьего элементов И второго и (l)oro разрядов, входы установки в О D-триггеров с третьего по (и-1)-ы разрядов через вторые элементы ИЛИ со динены с выходами первых элементов И своих разрядов и третьих элементов И предыдуших разрядов, Ц -вход D-триггер первого разряда через первый элемент ИЛИ соединен с выходами четвертого и первого элементов И первого и И -.ного разрядов и выходами последних элементов И всех столбцов, кроме последнего, матричного дешифратора, Б-входы D триггеров остальных, кроме , разрядов соединены через первые элементы ИЛИ с выходами вторых элементов И предыдущих разрядов и четвертых элементов И своих разрядов, В -вход Т) -тригге ра И-ного разряда соединен через первый элемент ИЛИ с выходами второго элемента И ()oro разряда и дополнительного элемента И, первый вход которого соединен с выходом четвертого элемента И И-ного разряда, второй вход через второй элемент НЕ - с выходом первого элемента И (-1)-ого разряда, строки первая, вторая,...(У1-1)-я соединены с выходами вторых элементов И с первого по (У1-1)-ый разрядов, столбцы первый, второй,...(И-1)-ый соединены с выходами .четвертых элементов И со по И-ый разрядов. На чертеже представлена схема предлагаемого счетчика. Устройство содержит 1)-триггеры , ,..., элементы И , 2-2,..., 3-1, ,...,, , ,..., . , ,...,, 6, матричный дешифратор 7 на элементах И, элементы НЕ 8, 9, элементы ИЛИ , ,..., . , ,...,, шину 12 установки, входную шину 13. Первая, вторая,..., (Vi-l)-я строки матричного дешифратора 7 соединены с выходами элементов И , 3-2,...,3(vi-l), первый, второй,..., (п-1)-ый столбцы соединены с выходами элементов И , ,..., 5(H-l), , строки матричного дешифратора 7 содержат по (h-l)i {h-2), (Vi-3),...,2 элемента И, столбцы матричного дешифратора 7 содержат 2, 3,4,..., (Vi-l), (vi-l) элементов И, т.е. каждый из (И-1) входов столбцов подключается к элементам И предьодущих и своей строчек, тех строк, которые сое динены с выходами элементов И предыдущих и своего разрядов, последний вход столбца подключается к элементам И только предьщуших строк, что обеспечивает 2 + 3 + 4+... + (Ц-1) + (И-1) - И -2 выходов. Входная шина соединена с тактовыми входами всех Dтриггеров. Кольцевой счетчик работает следующим образом. В режиме установки на шину 12 установки подается логический О. Отключаются первые и третьи, четвертые элементы И каждого и на р-Входов 59 всех I)-триггеров подаются логические О, которые тактовым импульсом по входной шине 13 запишутся в них. После подачи на шину 12 установки логической на выходе элемента И 2-V) появляется I, что и соответствует исходному состоянию. Выходами кольцевого счетчика являвэтся выходы элементов И , 5-1 выходы элементов И первого, второго,..., (vi-l)-oro столбцов и выход элеменгга ,И , т.е. общее количество выходов (коэффициент пересчета) равно 1 + 1 + + 2 + 3 +...+ (И-2) + (Vi-l) + (И-1) + + 1 1 + - .п . Выходами значений ц после установки служат выход элемента i выходы последних элементов И в первом, втором,..., (К1-2Х м столбцах и выход элемента 3-Й 1 на выходах элементов И 5-1, , 5-3,...,5(vi-l), , появляется после установки последователь но через 1, 2, 3 (И-2), (и-l), тактов. Логическая i на выходах элементов , ,..., после установки, появляется в следующей последовательности: сначала на выходе элемента 3-1, затем последовательно на выходах элементов 3-1, , затем на выходах 3-1 , , затем на выходах 3-i, 3-2, 3-3, 3-4 и т.д. до появления на выходах 3-1, , 3-3,...,. Значение У} получаем на выходах элементов И, соединенных с выходами вторых и четвертых элементов И в каждом разряде, выходы этих элементов И через элемент ИЛИ связаны с D -входом J) -триггера первого разряда. В режиме счета на шину 12 установки подается 1. Если кольцевой счетчик гфедварительно был установлен, то на вы ходе элемента появляется , которая через элемент ИЛИ 1О-1 поступает на 3)-вход р -триггера , отключает через элемент НЕ 8 его обратную связь с инверсного выхода на вход установки в О, осуществляемую элементом , и первым после установки тактовым импульсом по щине 13 записывается в D триггер . На втором выходе кольцево го счетчика, выходе элемет-а 5-1 появляется , которая с выходом элементов и через элементы и Юпоступает на D-входы D- триггеров и 15 и втфым тактовым импульсом запишется в них, на входах перрой строки и первого столбца, выходах элементов 3-1 и появится , на выходе первого в первом столбце элемента И мат11. 6 ричного дешифратора появится I, т.е. на третьем выходе кольцевого счетчика; после третьего,тактового импульса будут на выходах элементов 3«2, и, следовательно, будет на выходе второго в первом столбце элемента И; после четвертого тактового импульса 1 появится на выходах элементов 3-1, и, следовательно, на выходе первого элемен-г та И во втором столбце; после пятого тактового импульса I появится на выходах элементов , и, следовательно, на выходе второго во втором столбце элемента И; после шестого тактового импульса i появится на выходах элемекгов , 5-3 и, следовательно, на выходе третьего по втором столбце.элемента И; после седьмого тактового импульса I появится на выходах элементов 3-, и, следовательно, на выхоД первого в третьем столбце элемента И; после восьмото тактового импульса 1 появится на выходах элементов 3-2, 5 и, следовательно, на выходе второго в третьем столбце элемента И; после девятого тактового импульса I появится на выходах элементов , и третьего в третьем столбце элемекгга И; после десятого тактового импульса 1 появится на выходах элементов , и четвертого в третьем столбце элемента И и т.д. После -7г-У -1 тактового импульса 1. появится на выходах элементов И 3-(w-l), 5-ми, следовательно, на выходе последнего в последнем Л Л столбце элемента И, после И тактового импульса появится на входе элемента , после и + 1-го тактового импульса 1 появится на выходе элемента , после этого процесс повторяется. Элементы 2-1, и 4-И 5- И введены для установки исходного состояния и также дают возможность отключать выходы кольцевого счетчика с сохранением дредыдущего состояния после включения. Элемент 6 И осуществляет упре вляемую обратную связь с 1ФЯМОГО выхода на р-вхрдD-триггера 1-Й. Обратная связь в каждом разряде с выхода четвертого элемента И на Dвход позволяет подтверждать единичное состояние разряда до появления на выходе второго элемента И. Совпадение 1 гю выходам второго и четвертого элементов И дает значения -тг После каждого такого совпадения следую шим тактовым импульсом записывается в следующий и первый разряды а появляется на выходах четвертого и вто79403рого элементов И следующего и первого paapsiaoB. В каждый момент времени, кро- ме исходного, на одном из выходов второго и четвертого элементов И существу-. ет по 1, в исходном состоянии на всех s выходг х вторых и четвертых элементов И О. На выходах матричного дешифратора и на выходах кольцевого счетчшса будет в каждый момент одна и только одна . Случайный в результате сбоя перенос этой 1 назад в предьщущие разряды и вперед в последующие разряды ограничен вследствие введенных обратны связей. Предлагаемый счетчик экономичен, из разрядного кольцевого счетчика с ,коэффициентом пересчета Vi+l получен коль девой счетчик той же-разрядности с ко эффициентом пересчета -. - и +1, причем чем больше разрядность, тем выш эффективность использования. предлагаемого устройства. Если использовать не все состояния кольцевого счетчика, то количество элементов И в матричном дешифраторе соответственно уменьшается. Так, для получения кольцевого счетчика, выходными сигналами которого после установки служат значения используются.только элементы И, соединенн1з1е с выходами второго и четвертого элементов И каждого разряда, остальные элементы И матрицы не нужны. По сравнению с известным, предлагаемый кольцевой счетчик уменьшает количество элементов и связей и обладает Высокой надежностью и простотой исполнения, надежность достигается за счет болылой экономичности - из и-разрядного кольцевого счетчика с коэффициентом пересчета vi+1 получен кольцевой счетчик Q той же разрядности с коэффициентом пересчета +1. Кроме того, в данном кольцевом счетчике невозможно

исчезновение

появление на выходах более одной 1 и ограничен случайный, вследствие сбоя, перенос этой только одной 1 назад, в предьщущие, и вперед, в последующие разряды., .

Формула изобретения

Кольцевой счетчик содержащий входную шину, щину установки, и разрядов на D -триггерах, первый и второй элементы И во всех разрядах, третий элемент И первого разряда и первый элемент НЕ, первый входы nejjBoro и второго элемент.в И соединены соответс1-вон10

элементы ИЛИ соединены с выходами

выходами четвертого и первого элементов И первого и У1-ого разрядов и .выходами последних .элементов И всех столбцов, кроме последнего, матричного дешифратора, и входы -Б-триггеров octaльных, кроме и-ого, разрядов соединены через первые элементы ИЛИ с выходами Вторых элементов И предыдущих разря-. дов и четвертых элементов И своих разрядов, Т).-вход D-триггера h-ого разряда соединен через первый элемент ИЛИ 118 но с инверсным и прямым выходами D триггера, вторые входы первого и второ- го элементов И дервого и остальных разрядов соединены с шиной установки и выходами первых элементов И предыдущих разрвдов, первый вход третьего элемента И первого разряда через первый элемент НЕ соединен с D сходом D -триггера, инверсный выход и вход установки в 0- которого соединены с его вторым входом и выходом, входная шина соединена с тактовыми входами D -триггеров всех разрядов, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, в него введены четвертый элемент И в первый разряд, третий, четвертый элементы И в каждый последующий разряд, первый элемент ИЛИ во все разряды, второй элемент ИЛИ в разрящ с третьего по ( и-1 )-ый допопнительный элемент И, второй элемент НЕ, матричный дешифратор, содержащий (и-l) строку по (vi-l), (vi-l) (); (и-З),... элементов И (и-l) столбец по 2,3,.. (vi-2), (vi-l), (И-l) элементов И, первый и второй входы четвертого элемента И первого разряда соединены с прямым Выходом 33 -триггера и выходом третьего элемента И второго разряда. первые входы третьего и четвертого элемента И всех, начиная со второго разрядов, соединены с инверсным и прямым Выходами D -триггера, вторые входы с выходом третьего элемента И последующего разряда, вторые входы третьего и четвертого элементов И Vi -го разряда соединены с шиной установки, входы установки в О }-триг ®Ро второго и vi-oro разрядов соединены с выходами первого и третьего элементов И второго и (h-l)--oro разрядов, входы установки в О Б-триггеров с третьего по {и-1)-й разрядов через вторые первых элементов И своих разрядов и третьих элементов И предьщущих разря-г дов, Б-вход р-триггера первого разряда через первый элемент ИЛИ соединен с