Счетчик импульсов Советский патент 1982 года по МПК H03K23/10 

(54) СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ Иаобретение относится к импульсной технике и может быть использован в устройствах автоматики и телемеханики для счета импульсов, вывода накопленной информации и ее хранения при несанкционированных отключениях питания. Известен сметчик импульсов, сохра няющий информацию при несанкционированных отключениях питания и построенный на основе запоминающего устройства на магнитных элементах tl. недостатком известного счетчика яв ляется то, что он формирует выходной код числа импульсов тЪлько при его переполнении и не позволяет выводить ин формацию в процессе счета импульсов, а также теряет накопленную информацию, если питание отключается во время об- ращения к числовой линейке. Наиболее близким к предлагаеному по технической сущности является счет чик импульсов, содержащий генератор импульсов, соединенный с входом формирователя импульсов синхронизации, первый выход которого соединен с R-BXOдом RS Триггера, второй выход - с входом ключа опроса, третий выход с входом стробирования усилителя ciwтывания, четвертый выход - с входами стробирроания ключей записи О и Ч, пятый выход - с входом разрядного распределителя, первый дополнительный выход которого соединен с входом синхрониза|(ии синхронизатора импульсов, а разрядные выходы через разрядные 1СЛПЧИ соединены с числовой линейкой из магнитных сердечников с неразрушащим считыванием информации, формирователь сигнала сброса, соединенный с входами установки О разрядного распределителя и синхронизатора им- пульсов, информационный вход которого соединен с входной шиной, и элемент И, при этом выход усилителя считывания соединен с5-входомЯ5 -триггера Г 2}.

Недостатком известного счетчика импульсов является то, что он теряет накопленную информацию, если отключение питания происходит во время изме нения информации в числовой линейке, что снижает надежность работы счетчика. Действительно, если в числовой линейке хранится код 111..11, то при поступлении входного импульса возникает сквозной перенос, распространение которого может быть прервано при несанкционированном отключении питания,

Цель изобретения - повышение надежности работы счетчика импульсов при несанкционированных отключения питания,

Поставленная цель достигается тем, что в счетчик импульров, содержащий входную шину, элемент И, ключ записи нуля, ключ записи единицы, генератор импульсов, выход которого соединен с входом формирователя импульсов синхронизации, первый выход которого соединен с первым входом ключа опроса, второй выход формирователя импульсов синхронизации соединен с входом строВирования первого усилителя считывания, третий выход соединен с первым входом разрядного распределителя, четвертый выход соединен с первым вхоДO,RS-тpиггepa, второй вход кс Торого соединен с выходом первого усилителя считывания, первый информационный вход которого соединен с обмоткой считывания числовой линейки из магнитных сердечников с неразрушающим считыванием информации, вход которой соединен через разрядные ключи с разрядным распределителем, выход формирователя сигнала сброса соединен с первым входом синхронизатора импульсов, второй вход которого соединен с входной шиной, а третий - с первым выходом разрядного распределителя, вход установки нуля которого соединен с выходом формирователя сигнала сброса, введены магнитный сердечник с неразрушающим считыванием информации признака руммирования и магнитный сердечник с неразрушающим считыванием информации признака изменения четности, обмотки считывания которых через второй и третий усилители считывания соединены с двухразрядным регистром, ключ записи признака, элемент ИЛИ, элемент НЕ, сумматор модифицированного рефлексного кода, причем ключ опроса, ключ записи нуля и ключ записи единицы соединены через общий для них ограничитель тока с источником питания, первый И второй вход ключа записи признака подключены соответственно к выходу синхронизатора импульсов и к пято:Му выходу формирователя импульсов синхронизации, а выход через последовательно включенные обмотки записи единицы магнитного сердечника с неразрушающим считыванием информации признака суммирования, магнитного сердечника с неразрушающим считыванием информации признака изменения четности и ограничитель тока подключены к источнику питания, выход ключа опроса через последовательно включенные обмотки опроса магнитных сердечников с неразрушающим считыванием информации признака суммирования и признака изменения четности подключен к обмоткай опроса ячейки четности и числовой линейки, первый и второй выходы сумматора соединены с вторыми входами ключей записи нуля и единицы.соответственно, выходы которых через первую и вторую обмотки записи нуля магнитного сердечника с неразрушающим считыванием информации признака суммирования подключены соответственно к обмоткам записи нуля и единицы числовой линейки , а через первую и вторую обмотки записи нуля магнитного сердечника с неразрушающим считыванием информации признака изменения четности подключены соответственно к обмоткам записи нуля и единицы ячейки четности, информационные входы сумматора соединены с разрядными выходами регистра, сдвигового регистра и выходом К.&-триггера, входы синхронизации сумматора соединены с разрядным и вторым и третьим выходами разрядного распределителя, второй и третий выходы разрядного распределителя через элемент ИЛИ соединены с входом (сппча четности, входом синхронизации Ц9 триггера и входом элемента НЕ, выход которого через элемент И соединен с входом установки единицы первого разряда сдвигового регистра, вход установки нуля которого соединен с входом установки нуля регистра и четвертым выходом формирователя импульсов синхронизации, третий выход формирователя импульсов синхронизации соединен с входом продвижения информации сдвигового регистра , вход установки нуля которого соединен с выходом формирователя сигнала сброса, входы стробирования второ597В358 .6

го и третьего усилителей считыванияго разряда регистра 26 и обоих разрясоединены с входом стробирования пер-дов регистра 18, а также Я5-триггевого усилителя считывания, второй ий-ра 22 перед вводом в них информации,

формпционный вход которого соединенсчитываемой из магнитных сердечников,

с последовательно включенными обмотка-}импульсы с перпого выхода - для зами считывания ячейки четности и чис-пуска ключа 12 опроса, импульсы с

ловой линейки, а выход соединен с вто-второго выхода - для стробирования

рым входом элемента И, выход ключаусилителей 2, 3 и f считывания, имчетности соединен с входом ячейки чет-пульсы с пятого выхода - для стробироности на магнитном сердечнике с не- ювания ключей 13, I и 15 записи, имразрушающим считыванием информации.

На чертеже представлена схема счетчика импульсов.

Устройство содержит источник 1 напряжения питания, первый усилитель 2 15 считывания, второй усилитель 3 считывания, третий усилитель считывания ограничитель 5 тока, магнитный сердеч ник 6 с неразрушающим считыванием информации признака суммирования, магнитный сердечник 7 с неразрушающим считыванием информации, ячеку 8 четности на магнитном сердечнике с неразрушающим считыванием информации, числовую линейку 9 из магнитных сердечников с неразрушающим считыванием информации, ключ 10 четности, разрядные ключи 11, ключ 12 опроса, ключ 13 записи нуля, ключ Ш записи единицы, ключ 15 записи признаков, разрядный I распределитель 16, элемент ИЛИ 17, двухразрядный регистр 18, генератор 19 импульсов, формирователь 20 им пульсов синхронизации, сумматор 21 модифицированного рефлексного кода, тактируемый RS-триггер 22, синхрониза тор 23 импульсов, элемент НЕ 2t, элемент И 25, двухразрядный сдвиговый регистр 26, формирователь 27 сигнала сброса, входную шину 28. Счетчик импульсов работает следующим образом. После включения питания формирователь 27 сигнала сброса устанавливает в исходное состояние синхронизатор 23 импульсов, сдвиговый регистр 26 и раз рядный распределитель 16, при этом активизируется его первый дополнитель ный выход. Генератор 19 импульсов периодически запускает формирователь 20 импульсов синхронизации, который в каждом состоянии разрядного распределителя 16 вырабатывает на каждом из пяти выходах по одному импульсу опре деленной длительности, обеспечивая временное взаимодействие элементов .счетчика. Импульсы с четвертого выхода Формирователя 20 используются для установки в исходное состояние первопульсы с третьего выхода - для изменения состояния разрядного распределителя 16 и сдвига информации в сдвиговом регистре 2б. Длительности этих импульсов выбираются исходя из характеристик магнитных сердечников числовой линейки 9 и однотипных с ними сердечников 6, 7 и сердечника ячейки 8 четности. После включения питания возможны три комбинации состояний сердечников 6 и 7, которые соответствуют кодам 00, 01 и 11. Тот или иной код определяется состоянием счетчика в момент предыдущего отключения питания При коде 00 во время первого после включения питания и последующих циклов работы разрядного распределителя 16 до поступления счетного импульса на шину 28 производится только периодическое считывание и вывод информации из числовой линейки 9, что обеспечивается выполнением следую1чей последовательности операций. Исходное состояние разрядного распределителя 16 используется для опроса синхронизатора 23 импульсов, на который подается импульс с первого дополнительного выхода разрядного распределителя 16, для установки в исходное состояние регистров 18 и 26 импульсом с первого выхода формирователя 20,импульсов синхронизации. Поскольку после включания питания синхронизатор 23 импуль находится в исходном состоянии, то его выходной сигнал блокирует по входам управления ключ 15 записи признаков. Считывание информации из сердечников 6 и 7, ячейки 8 четности и числовой линейки 9 не производится, так как ключи 10 и П, через которые замыкается ток опроса, в исходном состоянии разрядного распределителя закрыты .. После перехода разрядного распределителя 16 в следующее состояние обеспечииается параллельное считывание информации из сердечников 6, 7 и ячейки 8 четности, которая не выводится из счетчика и используется только пр изменении кода в .числовой линейке 9 при поступлении входного импульса, В этом состоянии разрядного распреде лителя 16 сигнал с его второго допол нительиого выхода блокирует сумматор 21,. через элемент ИЛИ 17 открыва ет юшч 10 четности и разрешает изменение состояния тактируемого RSтриг ера 22, поступая на его вход, а также инвертируется элементом НЕ Л и блокирует элемент И 25, запрещая поступление сигнала с выхода усилите ля 2, несущего информацию, считанную из ячейки 8 четности, на вход сдвиго вого регистра 26. При считывании информации импульсом с второго выхода формирователя 20 импульсов синхронизации запускается ключ 12 опроса, ко торый Формирует ток, протекающий через обмотки опроса сердечников 6 и 7 соединенные последовательно, обмотку опроса ячейки 8 четности и ключ 1 четности. Сигналы с обмоток считывания сердечников 6, 7 и сердечника . ячейки 8 четности усиливаются усилителями , 3 и 2 соответственно и ус анавливают в соответствующие состояния регистр 18 и триггер 22. Сигналы с регистра 18 поступают на сумматор 21 модифицированного рефлексногр кода, который при коде в регистре 18 блокирует ключи 13 и 14 записи нуля и единицы по входам управления, запрещая изменение состояния сердечников 6, 7 и сердечников ячейки 8 четности и числовой линейки при последующих состояниях разрядного распределителя 1б. После перехода разрядного распределителя 16 в следующее состояние производится параллельное считывание информации из сердечника младшего разряда числовой линейки 9 и сердечников 6 и 7 при этом сигнал с выхода разрядного распределителя 16 открывает ключ младшего разряда разрядных ключей 11, после чего запускается ключ 12 опроса, который формирует ток, протекающий уерез обмотки опроса сердечников 6 и 7, соединенные последовательно, и обмотку опроса сердечника младшего , разряда числовой линейки Э, а также через ключ младшего разряда разрядных ключей 11. Сигналы с обмоток считывания этих сердечников после усиления усилителями t, 3 и 2 поступают соответственно на регистр 18 и через открытый элемент И 25 на сдвиговый ре98 гистр 2б. Вывод инйюрмации из счетчика может производиться с выхода первого разряда регистра 26 ( выходная шина на чертеже не показана;. Аналогично производится поразрядное обращение к сердечникам старших разрядов числовой линейки 9. После перехода разрядного распределителя 16 в последнее состояние приозводится очередное считывание информации из сердечников 6 и 7 иповторное за цикл работы распределителя 1б считывание информации из ячейки 8 четности, которая используется только при изменении кода в числовой линейке П. Таким образом, в процессе вывода информации из счетчика код 00, считываемый из сердечников 6 и 7 при обращении к каждому разряду числовой линейки 9 и ячейке 8 четности, используется для блокирования ключей 1 и 1 записи нуля и единицы, обеспечивая высокую помехозащищенность счетчика. Счетный импульс, поступающий с шины 28 на вход синхронизатора 23 импульсов, взводит его. При очередной развертке разрядного распределителя 16 фронт сигнала с его первого дополнительного выхода опрашивает синхронизатор 23 импульсов, который при этом формирует выходной сигнал, поступающий на вход управления ключа 15 записи признаков. Этот ключ открывается импульсом с четвертого выхода формирователя 20 и формирует ток, протекающий через ограничитель 5 тока и последовательно включенные обмотки записи единицы сердечников 6 и 7, в результате чего в-них записывается КОД 11. После перехода разрядного распреде лителя 16 в следующее состояние сЬор-( мируется сигнал на его втором дополнительном выходе, который обеспечивает считывание информации из сердечников С, 7 и ячейки 8 четности, при этом ра.бота счетчика при считывании инЛормации не отличается от рассмотренной ранее. Код четности числа, хранящегося в числовой линейке 9t вводится в Я9 триггер 22 и хранится в нем в течение всего времени обращения к числовой линейке 9. Сигнал с второго дополнительного выхода распределителя 16 подается также на сумматор 21, который при этом блокирует своими выходными сигналами ключи 13 и 14 записи

нуля и единицы по входам управления. Поело перехода разрядного распределителя 16 в следующее состояние производится считывание информации из сердечника младшего разряда числовой линейки 9f при этом считанный код . вводится через элемент 25 И в первый разряд сдвигового регистра 7.6,

Сумматор 21 работает в соответствии с правилами изменения на единицу числа, выраженного в модифицированном реАлексном коде, согласно которому инвертируется только код младшего разряда, если число четное, или инвертируется только код разряда, след ющего за разрядом, в котором имеется код 1 при последовательном просмотре кода числа в счетчике, начиная с шадщего разряда, если число нечетное. Таким образом, для обеспечения прибавления единицы на сумматор подастся следующие сигналы: с регистра 18 - соответствущие коду 11 признаков, с триггера 27. соотиетствущие коду четности числа, хранящегося в числовой линейке 9, с сдвигового регистра 2б - соответст вующие коду двух соседних разрядов числя, хранящегося в числовой линейке 9 а также сигналы синхронизации с второго и третьего дополнительных выходов разрядного распределителя 16 и его первого разрядного выхода. Если число в числовой линейке 9 четное,то сумматор 21 обеспечивает инвертирование кода первого разряда сдвигового регистра 26, подготавлива ключ 13 записи нуля или ключ 1t записи единицы соответственно при коде 1 или П младшего разряда числовоЬ линейки 9. Во время стробирования ключей 13 и 1( импульсом с четвертог выхода формирователя 20 импульсов синхронизации обеспечивается установка кода О в сердечнике 6 ка суммирования и инверсного кода в сердечнике шадшего разряда числовой линейки 9 током, протекающим через одну из двух обмоток записи нуля сер дечника 6 и соответствующую записыва емому коду обмотку записи сердечника младшего разряда числовой линейки 9. Если число в числовой линейке 9 нечетное, то в процессе считывания кода этого числа и последовательного продвижения его через сдвиговый регистр 26 первая единица, выдвинутая во второй разряд регистра 2б, поступает на сумматор 21 , который обеспечивает при этом подготовку ключа 13 записи нуля .или клпча Н йаписи единицы соответственно при коде 1 или О п первом разряде сдвигового ре-

гистра 26, после чего во время стробирования ключей 13 и Н импульсом .с пятого выхода .формирователя 20 импульсов синхронизации обеспечивается установка кода О в сердечнике 6

признака суммирования и инверсного кода в сердечнике числовой линейки 9 к которому производилось обращение в этом такте.

По время обращения к остальным разрядам линейки 9 производится тольКО считывание информации, так как код О, считываемый из сердечника 6 признака суммирования, подается через регистр 18 на сумматор 21, который при этом блокирует ключи 13 и I записи нуля и единицы. Последнее состояние разрядного распределите/ я 16 используется для инвертирования кода в ячейке 8 четности. При этом си|- нал с третьего дополнительного выхода разрядного распределителя 16 поступает на сумматор 21, подготавливая его 1C работе, и через элемент ИЛИ 17 открывает ключ 10 четности и RS-триггер 22, обеспечивая повторное за цикл работы разрядного распределителя 16 обращение к ячейке 8 четности. Код 01, считанный из сердечников 6 и 7 через регистр 18 подается на сумматор 21, который обеспечивает подготовку Ю1юча 13 записи нуля или ключа записи единицы соответственно при 1соде четности 1 или О, Поступающем сЯ5-триггера 22 на сумматор 21. Во время стробирования клю-чей 13 и 1 записи нуля и единицы импульсом с пятого выхода формирователя 20 импульсов синхронизации обеспечивается установка кода О в серречнике признака изменения четноети и инвертирование кода в ячейке 8 четности током, протекающим через одну ИЗ двух обмоток записи О сердечника 7 и соответствующую записываемому коду обмотку записи ячейки О четности, после чего цикл работы счетчика при изменении числа в нем на +1 заканчивается. В связи с тем, что при использова- НИИ модифицированного рефлексного кода отсутствуют сквозные переносы, при несанкционированном отключении питания не происходит потери хранимого в счетчике кода числа. При этом в момент отключения питания возможны три комбинации состояний сердечников 6 и 7: 00, 01.и 11. Состояние 00 соотоетствует окончанию цикла изменения числа в счетчике на 4-1, состояние 01 соответствует прерванному циклу изменения числа в счетчике на +1, когда код в числовой линейке 9 изменился, а код четности в ячейке четности не был изменен, состояние 11 соответствует началу цикла изменения числа в счетчике на +1. Поэтому при последующем включении питания формирователь 27 сигнала сброса установит в исходное состояние разрядный распределитель 16, сдвиговый регистр 2б и синхронизатор 23 импульсов, и счетчи.к будет работать при коде 00 в сердечниках 6 и 7 в режиме периодического считывания информации, при коде 01 счетчик закончит цикл изменения числа на +1, изменив только код четности в ячейке 8 четности, а при коде 11 начнетцикл изменения числа в счетчике на +1. Таким образом, введение дополнительных элементов организует работу счетчика в модифицированном рефлексном коде с периодическим считыванием ,кода признака суммирования, кода при-зо

знака изменения четности и кода четности числа, хранимого в ЧИСЛОЕ|ОЙ линейке счетчика, повышает надежность работы счетчика при несанкционированных отключениях питания и повышает jj его помехоустойчивость. Кроме того, снижается импульсный ток потребления так как обращение к сердечникам в режиме записи производится только дважды за цикл изменения числа в счетн чике на +1. формула изобретения Счетчик импульсов, содержащий входную шину, элемент И, ключ записи нуля, ключ записи единицы, генератор импульсов, выход которого соединен с входом формирователя импульсов синхронизации, первый выход которого соединен с первым входом ключа опроса, второй выход формирователя импульсов синхронизации соединен с входом стробирования первого усилителя считывания , третий выход соединен с первым входом разрядного распределителя, четвертый выход соединен с первым входом RS-триггера, второй вход котозаписи нуля и ключ записи единицы соединены через общий для них ограничитель тока с источником питания, первый и второй входы ключа записи признака подключены соответственно к выходу синхронизатора импульсов и к пятому выходу формирователя импульсов синхронизации, а выход через последовательно включенные обмотки записи

опроса ячейки четности и числовой линейки, первый и второй выходы сумматора соединены с вторыми вxoдaмkt ключей записи нуля и единицы соответственно, выходы которых через первую и вторую обмотки записи нуля магнитного сердечника с неразрушающим считыванием информации признака суммироварого соединен с выходом первого усилителя считывания, первый информационный вход которого соединен с обмоткой считывания числовой линейки из магнитных сердечников с неразрушающим считыванием информации, вход которой соединен через разрядные ключи с разрядным распределителем, выход формирователя сигнала сброса соединен с первым входом синхронизатора импульсов, второй вход которого соединен с входной шиной, а третий - с первым выходом разрядного распределителя, вход установки нуля которого соединен с выходом формирователя сигнал а. сброса, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы счетчику при несанкционированном отключении питания, в него введены магнитный сердечник с неразрушающим считыванием информации признЛ а суммирования и магнитный сердечник с неразрушающим считыванием информации признака изменения четности, обмотки считывания которых через второй и третий усилители считывания соединены с двухразрядным регистром, ключ записи признака, элемент ИЛИ, элемент НЕ, сумматор модифицированного рефлексного кода, причем ключ опроса, ключ единицы магнитного сердечника с неразрушающим считыванием информации признака суммирования, магнитного, Ьердвчника с неразрушающим считыванием информации признака изменения четности и ограничитель тока подключены к источнику питания, выход ключа опроса через последовательно включенные обмотки опроса магнитных сердечников с неразрушающим считыванием информации признака суммирования и признака изменения четности подключен к обмоткам ния подключены соответственно к обмот кам записи нуля и единицы числовой линейки, а через первую и вторую обмотки записи нуля магнитного сердечника с неразрушающим считыванием информации признака изменения четности подключены соответственно к обмоткам записи нуля и единицы ячейки четности, информационные входы сумматора iсоединены с разрядными выходами регистра, сдвигового регистра и выходом Я триггера, входы синхронизации сумматора соединены с разрядным и вторым и третьим выходами разрядного распределителя, второй и третий выходы разрядного распределителя через элемент ИЛИ соединены с входом ключа четности, входом синхронизации Я9-триг гера и входом элемента НЕ, выход которого через элемент И соединен сЪхр.дом установки единицы первого разряда сдвигового регистра, вход установки нуля которого соединен с входом установки нуля регистра и четвертым выходом формирователя импульсов синхронизации, третий выход формирователя лмпульсов.синхронизации соединен с входом продвижения информации сдвигового регистра, вход установки нуля которого соединен с выходом формирователя сигнала сброса, входы стробирования второго и третьего усилителей считывания соединены с входом стробирования усилителя считывания, второйинформационный вход которого соединен с последовательно включенными обмот- считывания ячейки четности и числовой линейки, а выход соединен с вторим входом элемента И, выход клю1чачетности соединен с входом ячейки четности на магнитном сердечнике с неразрушающим считыванием информации, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 03 К 23/1П, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке If 2BBk67 / -2, кл. Н 03 К 23/10, 1980.