Последовательный счетчик Советский патент 1982 года по МПК H03K23/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение при реализации технических средств в этой области. Известен последовательный счетчик содержащий К разрядов, внешний управляющий автомат , элементы И-НЕ, и элемент И-ИЛИ-НЕ, которые служат для индикации окончания переходных процессов при счете и установке l Недостатком устройства являются относительно узкие функциональные возможности. Известен также последовательный счетчик, содержащий внешний управляющий автомат К разрядов, каждый из которых содержит шесть элементов И-НЕ и первый элемент ИЛИ-И-НЕ с К+1 структурой ИЛИ, в каждом разряде выход первого элемента И-НЕ соединен с первыми входами второго, третьего и четвертого элементов И-НЕ, выход второго элемента И-НЕ соединен с пер зыми входами первого, пятого и шестого элементов И-НЕ, выходы третьего и пятого элементов И-НЕ соединены соответственно с вторыми входами первого и второго элементов И-НЕ, выкод четвертого элемента И-НЕ соединен с вторыми входами третьего и шестого элементов И-НЕ, выход шестого элемента И-НЕ соединен с вторыми входами четвертого и пятого элементов И-НЕ, выход пятого элемента И-НЕ каждого разряда, кроме последнего, соединен с третьими входами первого и второго элементов И-НЕ последующего разряда, выход третьего элемен-.i та И-НЕ каждого разряда соединен с первым входом соответствующей структуры ИЛИ первого элемента ИЛИ-И-НЕ вход последней структуры ИЛИ которого соединен с выходом пятого элемента И-НЕ последнего разряда, выход первого элемента ИЛИ-И-НЕ соединен с входом внешнего управляющего автомата, выход которого соединен с

третьими входами первого и второго элементов И-НЕ первого разряда.

Достоинством известного счетчика является его повышенное быстродействие и высокая надежность вследствие работоспособности при любых разбросах задержек элементов 2.

Недостатком известного счетчика являются сравнительно .узкие функциональные возможности - счетчик обеспечивает коэффициент пересчета только равный 2, где К - число разрядов счетчика.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей счетчика путем обеспечения в нем произвольного коэффициента пересчета от 1 до 2, где К - число разрядов счетчика.

Поставленная цель достигается тем, что в последовательный счетчик, содержащий внешний управляющий автомат, К разрядов, каждый из которых содержит шесть элементов И-НЕ, и первый элемент ИЛИ-И-НЕ с К+1 структу,рой ИЛИ, в каждом разряде выход элемента И-НЕ соединен с первыми входами второго, третьего и четвертого элементов И-НЕ, выход второго элемента И-НЕ соединен с. первыми входами первого, пятого и шестого элементов И-НЕ, выходы третьего и пятого элементов И-НЕ соединены соответственно с вторыми .входами первого и втррого элементов И-НЕ, выход четвертого элемента И-НЕ соединен с вторыми входами третьего и шестого элементов И-НЕ, выход шестого элемента И-НЕ соединен с вторыми входами четвертого и пятого, элементов И-НЕ, выход пятого элемента И-НЕ каждого разряда, кроме последнего, соединен с третьими входами первого и второго элементов И-НЕ последующего разряда, выходы третьего элемента И-НЕ каждого разряда соединен с первым входом соответствующей структуры ИЛИ первог элемента ИЛИ-И-НЕ, вход последней структуры ИЛИ которого соединен с выходом пятого элемента И-НЕ последнего разряда, выход первого элемен- i та ИЛИ-И-НЕ соединен с входом внешнего управляющего автомата, введены К пар шин управления и второй элемент ИЛИ-И-НЕ с К+1 структурой ИЛИ, первые входы К структур ИЛИкоторого соединены с выходами третьих элементов И-НЕ соответствующих разрядов, третьи входы первого и второго элементов И-НЕ первого разряда соединены с выходом второго элемента ИЛИ-И-НЕ, вход последней структуры ИЛИ которого соединен с выходом внешнего управляющего автомата, вторые входы каждых из К структур ИЛИ первого и второго элементов ИЛИ-И-НЕ соединены с соотВ1етствующей парой шин управления.

На чертеже приведен, в качестве примера, четырехразрядный последовательный счетчик.

Счетчик содержит р&зряды l-t, каждый из разрядов содержит элементы И-НЕ 5-10; элементы ИЛИ-И-НЕ П и 12, внешний управляющий автомат 13, шины 14-1, Ц-2, 15-1, 15-2, 16-1, 16-2, , 17-2 управления и выход 18 внешнего управляющего автомата 13.

В каждом разряде выхрд элемента И-НЕ 8 соединен с первыми входами элементов-И-НЕ 10, 7 и 5) выход элемента И-НЕ 10 соединен с первыми входами элементов И-НЕ 8, 9 и 6, выходы элементов И-НЕ 7 и 9 соединены соответственно с вторыми входами элементов И-.НЕ 8 и 10, выход элемента И-НЕ 5 соединен.с вторыми входами элементов И-НЕ 7 и 6, выход элемента И-НЕ 6 соединен с вторыми входами элементов И-НЕ 9 и 5 выход элемента И-НЕ 9 разрядов 1-3 соединены с третьими входами элементов Й-НЕ 8 и 10 соответственно разрядов 2-4, третьи входы элементов И-НЕ 8 и 10 разряда 1 соединены с выходом элемента ИЛИ-И-НЕ 12, первые входы первой, второй, третьей, четвертой и пятой структур ИЛИ которого соединены соответственно с шинами 14-1-17-1 и выходом 18 внешнего управляющего автомата 13, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ-И-НЕ 11, первые входы первой, второй, третьей, четвертой и пятой структур ИЛИ которого соединены соответственно с шинами 14-2-17-2 и с выходом элемента И-НЕ 9 разряда 4, вторые входы первой, второй, третьей и четвертой структур ИЛИ элементов ИЛИ-И-НЕ 11 и 12 соединены соответственно с вы ходами элементов И-НЕ 7 разрядов 1-4.

В предлагаемом устройстве третьи входы элементов И-НЕ 8 и 10 разрядов 1-4представляют собой счетные входы соответствующих разрядов, а выходы элементов И-НЕ 7 и 9 - соответственно выходы засма и переноса. Выход 18 внешнего управляющего автомата 13 является счетным входом последовательного счетчика. На пары шин и Й-2, и 15-2, 16.-1 и 16-2, 17-1 и 17-2 поступают парафазные управляющие сигналы. Для установки произвольного коэффициента m of 1 до 2 на парафазные шины управлени-я коэффициентом пересчета подают парафазный код чис ла (т-1). Работу предлагаемого счетчика поясним на примере коэффициента пересчета , при этом на шинах 14-1-17-1 (1 -2-17-2) устанавливает ся код 1001 (0110). Пусть в начальном состоянии в основных триггерах всех разрядов записан нуль, т.е. значения выходов элементов 5 всех разрядов 1, а элементов 6 - О. Пусть также на выходе 18 установлен О. При этом на выходе элемента 12 установится 1, на выходах элементов 8 всех разрядов установит ся О, а на выходах элементов 7, 9 и 10 всех разрядов установится 1, в результате .чего О установится на выходе элемента 11. Каждое следующее изменение потен циала на счетном входе 18 счетчика, вызываемое внешним управляющим авто матом, допустимо только после завершения переходного процесса вызванного предыдущим изменением, т.е. переход на выходе 18 из О в 1 во можен при О на выходе элемента 11, а обратный переход (из 1 в О при 1 на выходе этого элемента. Заметим, что установка С на счетном входе каждого разряда вызыв ет изменение состояния его коммутиру ющих триггеров, в результате чего на выходе элемента 7 или 9 установится . Установка 1 на счетном входе разряда вызовет последовательное изменение состояний одного из коммутирующих триггеров, основного триггера и второго коммутирующего триггера, в результате чего на выходах элементов 7 и 9 установится 1. Первая пара изменений потенциала на выходе 18 вызовет переход счетчика из состояния 0000 в состояние 1000 (имеется в виду код), записанный в основных триггерах разрядов 1-4. Вторая пара изменений потенциала на выходе 18 вызовет переход счетчика из состояния 1000 в состояние 1100. При этом установка 1 на выт ходе 18 вызовет сначала изменение состояния правого коммутирующего триггера .разряда 1 и на выходе переноса этого разряда появятся четыре О. Это повлечет изменение состояния левого коммутирующего триггера разряда 2 и появление О на выходе заема этого разряда, а затем 1 на выходе элемента 12. После этого после довательно .изменят свои состояния левым коммутирующий, основной и правый коммутирующий триггеры разряда 1, затем правый коммутирующий, основной и левый коммутирующий триггеры разряда 2, п результате чего на выходе заема разряда 2 установится 1, а затем на выходе элемента 12 установится О. Наконец снова изменит состояние левый коммутирующий триггер разряда 1, т.е. на выходе заемэ этого разряда установится О, и, как следствир, установится 1 на выходе элемента 11. Только после этого возможна установка О на выходе 18, в результате которой последовательно изменяет состояние правый коммутирующий, основной и левый коммутирующий триггеры разряда 1, и на выходе заема этого разряда установится 1, а на выходе элемента 11 , т.е. сметчик будет подготовлен к следующей паре изменений потенциала на выходе 18. Третья пара изменений потенциала на выходе 18 вызовет переход счетчика из состояния 1100 в состояние 1010, четвертая - из состояния 1010 в состояние 1110, пятая - из состояния 1110 в состояние 0001, шестая из состояния 0001 в состояние 1001, седьмая из состояния 1001 в состояние 1101, восьмая - из состояния 1101 в состояние 1011, девятая - из состояния lOil в состояние 1111 и, наконец, десятая пара изменений потенциала на выходе 18 возвращает счетчик в исходное состояние 0000. Переходные процессы, вызванные первой, пятой, шестой и десятой парами изменений потенциала на выходе 18, протекают аналогично процессам в известном счетчике, а переходные процессы, вызванные второй, третьей, четвертой, седьмой, восьмой и девятой парами отличаются от процессов в известном счетчике и подробно описаны на примере второй пары. Таким образом, предлагаемый счетчик в случае установления кода 10010110 на шинах U-l, , 15-1, 15-2, 16-1, 16-2, 17-1, 17-2 имеет десять устойчивых состояний и после подачи десяти входных импульсов (пар изменений потенциала на выходе 18) счетчик, переходя из состояния в состояние, возвращается в исходное, т.е предлагаемый счетчик в данном случае имеет коэффициент пересчета, равный десяти. Число импульсов, поданных на его вход, записывается в основных триггерах разрядов l-t в коде 1125 соответственно. Аналогичным образом протекает работа счетчика для других наборов значений на шинах управления «коэффициентом пересчета. Формула изобретения Последовательный счетчик, содержащий внешний управляющий автомат, К разрядов, каждый из которых содержит шесть элементов И-НЕ, первый элемент ИЛИ-И-НЕ с К+1 структурой ИЛИ, в каждом разряде выход первого элемента И-НЕ соединен с первыми входами второго, третьего и четвертого элементов И-НЕ, выход второго элемента И-НЕ соединен с первыми входами первого, пятого и шестого элементов И-НЕ выходы третьего и пятого элементов, И-НЕ соединены соответственно с вто: рыми входами первого и второго элементов И-НЕ, выход четвертого элемента И-НЕ соединен с вторыми входами третьего и шестого элементов И-НЕ ВЫХОД шестого элемента И-НЕ соединен с вторыми входами четвертого и пятого элементов И-НЕ, выход пятого элемента И-НЕ.каждого разряда, кроме последнего, соединен с третьими входами первого и второго элементов И-НЕ последующего разряда, выход третьего элемента И-НЕ каждого разряда соединен с первым входом соответствующей структуры ИЛИ первого элемента ИЛИ-И-НЕ, вход последней структуры ИЛИ которого соединен с выходом пятого элемента И-НЕ последнего разряда, выход первого элемента ИЛИ-И-НЕ соединен с входом внешнего управляющего автомата, отличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены К пар шин управления и второй элемент ИЛИ-И-НЕ с К+1 структурой ИЛИ, первые входы К структур ИЛИ которого соединены с выходами третьих элементов И-НЕ соответствующих разрядов, третьи вхоДы первого и второго элементов И-НЕ первого разэяда соединены с выходом второго элемента ИЛИ-И-НЕ, вход последней структуры ИЛИ которого соединен с выходом внешнего управляющего автомата, вторые входы каждых из К структур ИЛИ первого и второго элементов ИЛИ-И-НЕ соединены с соответствующей парой шин управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1-. Авторское свидетельство СССР № 532963, кл. Н 03 К 23/00, 19732. Варшавский В.И. и др. Апериодические автоматы. М., Наука, 1976, с. , рис. 2.-30 (прототип).