Двоичный счетчик

)4 Н 03 К 23/40 НЫЙ КОМИТЕТ ИЯМ И ОТКРЫТИЯСР ОСУДАРСТО ИЗОБРЕТЕРИ ГКНТ С ТЕНИЯ Эн 7. ачи ра с второго, подклюк первой 7 и вточены соответственно рой 8 выходными шин предыдущего разряда мн расширения первый вход форОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Букреев И.Н. и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств.ергия, 1975, с. 72, рис.5.8.Авторское свидетельство СССРУ 1282321, кл. Н 03 К 23/60, 198(57) Изобретение относится к вычисИзобретение относится к импульсытехнике и может быть использовано ппостроении многоразрядных счетчиковв системах слежения, регистрациисобытий, цифровой обработки данных.Цель - повышение быстродействиядвоичного счетчика,На фиг,1 изображена схема счетчика; на фиг.2 - схема формирователяпервого разряда; на фиг.3 - то же,второго разряда; на фиг.4 - то же,каждого нечетного разряда, начинаяс третьего; на фиг.5 - то же, каждого четного разряда, начиная с четвертого.Счетчик содержит п разрядов 11-1каждый разряд состоит из счетноготриггера 2 и формирователя 3, прямовыход триггера подключен к выходуразряда 4., 1=1п, счетный вход1триггера соединен с первой входнойшиной 5 расширения разряда; вторуюшину 6 расширения разряда, второй и 801529444 А 1 лительной и импульсной технике. Цельизобретения - увеличить быстродействие двоичного счетчика, который содержит инвертор и и разрядов, каждыйиз которых состоит из счетного триггера и формирователя, включающего всебя элемент ИЛИ-НЕ. В формирователивсех разрядов, кроме первого, введенэлемент И-НЕ, предназначенный дляускоренного формирования разрешенияпереключения и-го разряда, за счетчего достигается повышение быстродействия счетчика в два раза. 5 ил. первыи выходы формирователя 3 подключены соответственно к первой 7 и второй 8 выходным шинам расширения разряда, третий вход формирователя первого разряда и четвертые входы формирователей остальных разрядов подключены к шине 9 инверсии счетного сигнала устройства, второй вход формирователя первого разряда и третьи входыформирователей остальных разрядов соединены с шиной 10 наращивания устройства, шина 9 инверсии счетного сигнала через инвертор 11 подключена к первой входной шине 5 расширения йервогоразряда, вторые входы формирователей всех разрядов, кроме первого,подключены к второй входной шине 6расширения разряда, первая 5 и вторая 6 входные шины расширения каждо 1529444мирователя в четных разрядах подключен к прямому, в нечетных - к инверсному выходу триггера, первая и вторая выходные шины расширения послед 5него и-го разряда соединены соответственно с первой 12 и второй 3 выходными шинами расширения счетчикаСхема формирователя первогоразряда (фиг.2) содержит инвертор14 и элемент ИЛИ-НЕ 15, вход инвертора 14 соединен с первым входом 16Формирователя и первым входом элемента ИЛИ-НЕ 15, а его выход - с первымвыходом 17 формирователя и вторым 15его входом 18, второй вход элементаИЛИ-НЕ 15 подключен к третьему входу19 формирователя, а его выход - квторому выходу 20 формирователя.Схема формирователя второго раэряда (фиг.3) содержит инвертор 21,элементы И-НЕ 22 и ИЛИ-НЕ 23, входинвертора 21 соединен с первым входом27 формирователя и первым входомэлемента И-НЕ 22, а его выход - с пер вым выходом 25 формирователя, второй26 и третий 27 входы формирователяподключены к второму входу элементаИ-НЕ 22, входы элемента ИЛИ-НЕ 23соединены с четвертым входом 28Формирователя и выходом элементаИ-НЕ 22, выход элемента ИЛИ-НЕ 23подключен к второму выходу 29 формирователя.Схема формирователя каждого нечетного разряда, начиная с третьего(фиг,4), содержит два элементаИЛИ-НЕ 30, 31, элемент И-НЕ 32,входы элемента ИЛИ-НЕ 30 подключенык первому 33 и второму 34 входам 40Формирователя, а его выход - к первому выходу 35 формирователя и первомувходу элемента И-НЕ 32, второй входкоторого соединен с третьим входом36 формирователя, а выход - с первым 45входом элементаИЛИ-НЕ 31, чей второйвход подключен к четвертому входу 37формирователя, а выход - к второмувыходу 38 формирователя.Схема формирователя каждого четного разряда, начиная с четвертого(фиг.5), содержит два элемента И-НЕ39, 40, элемент ИЛИ-НЕ 41 и инвертор42, входы элемента И-НЕ 39 подключенык первому 43 и второму 44 входам формирователя, а его выход - к первомувыходу 45 формирователя и черезинвертор 42 - к первому входу элемента И-НЕ 40, второй вход которого подключеп к третьему входу 46 формирователя, а выход - к первому входу элемента ИЛИ-НЕ 41, чей второй вход соединен с четвертым входом 47 Формирователя, а выход - с вторым выходом 48 формирователя.Двоичный счетчик работает следующим образом,На шину 9 подаются инверсные значения счетных сигналов. Триггер вкаждом разряде счетчика выполняетроль "делителя на два" частоты импульсов, поступающих на первую входную шину 5 расширения разряда. Уравнение счетного импульса, поступающего на вход триггера 1-го разряда,имеет следующий вид:,С,= С С,Я1=2 п, (1)где С, - счетные сигналы; Ц,,Ц;, -выходы счетных триггеров с первогопо (1-1)-й разряды. Для первого разряда С,= Со, Следовательно, счетныйимпульс на первую входную шину расширения 1-го разряда поступит одновременно с общим счетным сигналом Спри условии, что все предьдущие разряды счетчика готовы к переключению(значения их выходов Я =Я;, 1).Анализ схемы формирователя грототипа показывает, что его функционирование по второму выходу описывается формулой,гС СОЯ ееЯа на первом выходе формирователя реализуется функцияР;=О С д 1)пеНа первом выходе формирователя -го разряда предлагаемого счетчйка реализуются функции:для нечетных разрядов (кроме первого)Р, .= Ц Я;, 3.=3,5,7.,п;для четных разрядов,%Е = йг.Е, 1=2, 4, 6;Для первого разряда РИзменение функций первого выходаформирователя в каждом разряде позволяет существенно повысить быстродействие счетчика. Действительно,задержка переключения и-го разрядапрототипа относительно входногосчетного сигнала С определяется формулой5 152944 с - задержка переключения триггера. В предлагаемом счетчике эта задержка равна 2(и) ф+21щ и;", .5"0 ОУвеличение быстродействиясчетчика в 2 раза достигается благодаря тому, что в схеме прототипапри максимальной частоте следования счетных сигналов С условие разрешения переключения и-го разряда должно быть сформировано цепочкой из иэлементов формирователей, эквивалентных двухвходовым элементам И-НЕ/ИЛИНЕ, за один период счетных сигналов, а в схеме данного счетчика - за два периода, поскольку состояние Я, первого разряда подключается к формированию условия разрешения переклю чения и-го разряда лишь на последнем этапе, а не проходит по всей цепочке формирователей.Таким образом, за счет введения в каждый формирователь, начиная с25 .второго разряда, дополнительного элемента И-НЕ быстродействие счетчика увеличивается в два раза.Формула изобретения 30Двоичный счетчик, содержащий и и разрядов, каждый разряд состоит из счетного триггера и формирователя, счетный вход триггера подключен к первой входной шине расширения разряда, прямой выход триггера является выходом разряда, первый и второй выходы формирователя подключены соответственно к второй и первой выходным 40 шинам расширения разряда, во всех разрядах, кроме первого, второй вход формирователя соединен с второй входной шиной расширения разряда, во всех четных разрядах первый вход формиро вателя соединен с прямым выходом триггера, первая и вторая входные шины расширения каждого последующего разряда, начиная с второго, подключены соответственно к первой и второй вы ходным шинам расширения предыдущего разряда, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повьппения быстродействия, первые входы формирователей 4 6нечетных разрядов подключены к инверсным выходам триггеров соответствующих разрядов, формирователь каждого разряда содержит элемент ИЛИ-НЕ,второй вход которого соединен с последним входом формирователя, а выход - с вторым выходом формирователя,второй вход формирователя первого разряда и третьи входы формироьателейостальных разрядов соединены с шинойнаращивания счетчика, в первом разряде третик вход, а в остальных разрядах четвертый вход формирователя подключены к шине инверсии счетногосигнала счетчика, которая через инвертор соединена с первой входнойшиной расширения первого разряда, вформирователь первого разряда введенинвертор, вход которого подключен кпервым входам формирователя и элемента ИЛИ-НЕ, а выход его - к второмувходу и первому выходу формирователя,в формирователь второго разряда введены инвертор и элемент И-НЕ, входинвертора соединен с первыми входами формирователя и элемента И-НЕ, авыход его - с первым выходом формирователя, второй вход элемента И-НЕподключен к второму и третьему входамформирователя, а выход - к первомувходу элемента ИЛИ-НЕ, в формирователь каждого нечетного разряда, начиная с третьего, введены элемент И-НЕи второй элемент ИЛИ-НЕ, входы второго элемента ИЛИ-НЕ соединены с первыми вторым входами формирователя, авыход - с первым выходом формирователя и первым входом элемента И-НЕ,второй вход которого подключен к третьему входу формирователя, а выходк первому входу первого элемента ИЛИНЕ, в формирователь каждого четногоразряда, начиная с четвертого, введены инвертор и два элемента И-НЕ, входы первого элемента И-НЕ подключенык первому и второму входам формирователя, а его выход - к первому выходу формирователя и через инверторк первому входу второго элементаИ-НЕ, второй вход которого соединенс третьеим входом формирователя, авыход - с первым входом элементаИЛИ-НЕ,1529444 ФиИ аковская едактор О/56 ираж 88 Зака одписиое ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5