Многостабильное пересчетное устройство

ОП ИСАНИЕ Союз Соаетскнк Социалистическихао делам изобретений и открытий.325(088.8) Дата опубликования описания 15.05.80(71) Заявитель Специальное конструкторское бюро пишущих машин(54) МНОГОСТАБИЛЬНОЕ ПЕРЕСЧЕТНОЕ УСТРОЙСТВО Предложенное устройство относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в качестве счетчика и делителя частоты.Известно многостабильное пересчетное устройство, содержащее три группы элементов по п элементов в каждой группе, выход каждого элемента первой группы соединен со входами всех остальных элементов этой группы, вход каждого 1-го элемента второй и третьей группы соединен с выходом 1-го элемента соответственно третьей и второЙ группы, выход каждого элемента второй группы соединен с дополнительным входом следующего элемента второй группы и вспомогательными входами элементов первой группы 1.Недостатком этого многостабильного пересчетного устройства является низкая надежность, что связано с большим количеством связей и необходимостью использования многовходовых элементов в первой группе.Известно пересчетное устройство, содержащее три группы по и элементов в каждой группе, выход каждого 1-го элемента первой группы соединен с первым входом 1-го элемента второй группы, выход которого соединен с первьгм входом 1-го элемента первой группы, выход каждого 1-го элемента, кроме первого, второй группы соединен с первым входом- 1-го элемента третьей группы, выход первого элемента второй группы соединен с первым входом п-го элемента третьей группы, вторые входы всех элементов второй группы соединены с входом многостабильного пересчетного устройства, выход каждого 1-го элемента, кроме трех последних п, и - 1,п, 10 элементов третьей группы соединен со вторыми входами соответственно 1+2-го и 1+ 3-го элементов третьей группы, выход и - 1-го элемента третьей группы соединен со вторыми входами первого и второго элементов третьей группы, выход п - 2-го элемента третьей группы соединен со вторыми входами первого и п-го элементов третьей группы, выход и-го элемента третьей группы соединен со вторыми входами второго и третьего элементов третьей группы, выход каждого 1-го элемента третьей группы соединен со вторым входом 1-го-элемента первой группы, выход каждого 1-го элемента, кроме двух последних, второй группы соединен с третьим входом 1+2-го элемента второй группы, выход п - 1-го элемента второй группы соединен с третьим входом первого элемента этой группы, а выход и-го элемента второй группы соединен с третьим входом второго элемента этой группы 2.Недостатком этого многостабильного пересчетного устройства является относительно низкая надежность, что связано с возможностью сбоя из-за разброса задержек срабатывания элементов.Цель изобретения - повышение надежности. 16Поставленная цель достигается тем, что в многостабильном пересчетном устройстве, содержащем три группы по и элементов в каждой группе, выход каждого 1-го элемента первой группы соединен с первым входом 1-го элемента второй группы, выход которого соединен с первым входом 1-го элемента первой группы, выход каждого 1-го элемента, кроме первого, второй группы соединен с первым входом 1 - 1-го элемента третьей группы, выход первого элемента второй группы 26 соединен с первым входом и-го элемента третьей группы, вторые входы всех элементов второй группы соединены с входом многостабильного пересчетного устройства, выход каждого 1-го элемента, кроме трех последних и - 2, ив 1, и элементов третьей группы соединен со вторыми входами соответственно +2-го и +3-го элементов третьей группы, выход и - 1-го элемента третьей группы соединен со вторыми входами первого и второго элементов третьей группы, выход 36 и-го элемента третьей группы соединен со вторыми входами первого и и-го элементов третьей группы, выход п-го элемента третьей группы соединен со вторыми входами второго и третьего элементов третьей групп 5 пы, выход каждого 1-го элемента третьеи группы соединен с вторым входом 1-го элемента первой группы, выход каждого 1-го элемента, кроме двух последних, второй группы соединен с третьим входом 1+2-го элемента второй группы, выход в 6 п - 1-го элемента второй группы соединен с третьим входом первого элемента этой группы, а выход и-го элемента второй группы соединен с гретьим входом второго элемента этой группы, первый вход каждого 1-го элемента первой группы, кроме первого элемента этой группы, соединен с третьим входом 1 - 1-го элемента первой группы, а первый вход первого элемента первой группы соединен с третьим входом и-го элемента первой группы.56Структурная схема многостабильного пересчетного устройства для п=5 показана на чертеже.Многостабильное пересчетное устройство содержит три группы (1 = 1, 2, 3) по пять элементов в каждой 1-ой группе, выход каждого 1-го элемента первой (1 = 1, 2, 35) группы соединен с первым входом 1-го элемента второй группы 2, выход которого соединен с первым входом 1-го элемента первой группы 1 каждого, выход 21-го элемента, кроме первого 2 Ф 1, второй группы 2 соединен с первым входом 3=1 - 1-го элемента третьей группы 3, выход первого элемента 2 Ф 1 второй группы 2 соединен с первым входом пятого элемента 35 третьей группы 3, вторые входы всех элементов 2 Ф- 2 =Ъ 5 второй группы 2 соединены с входом 4 многостабильного пересчетного устройства, выход каждого 1-го элемента За, кроме трех последних элементов 3 ФЗ - ЗФ 5 третьей группы 3 соединены со вторыми входами соответственно 1+ 2-го и 1+ 3-го элементов третьей группы, выход элемента 34 третьей группы 3 соединен с вторыми входами первого ЗФ и второго ЗФ 2 элементов третьей группы 3, выход элемента ЗФЗ третьей группы соединен с вторыми входами первого 3=31 и пятого ЗФ 5 элемента третьей группы 3, выход пятого элемента ЗФ 5 третьей группы 3 соединен с вторыми входами второго ЗФ 2 и третьего ЗФЗ элементов третьей группы 3, выход каждого 1-го элемента ЗФ 1 третьей группы 3 соединен с вторым входом 1-го элемента 11 первой группы 1, выход каждого 1-го элемента 2 1, кроме двух последних 2 Ф 4 и 2 Ф 5, второй группы 2 соединен с третьим входом +2-го элемента 2 Ф 1+2 второй группы 2: выход элемента 2 Ф 4 второй группы 2 соединен с третьим входом первого элемента 2 этой группы 2, а выход элемента 2 Ф 5 второй группы 2 соединен с третьим входом второго элемента 2 2 этой группы, второй вход каждого 1-го элемента 1 Ф 1 первой группы 1, кроме первого элемента 1 Ф этой группы, соединен с третьим входом- 1-го элемента 1 Ф -1 первой группы 1, а второй вход первого элемента 1 Ф первой группы 1 соединен с третьим входом пятого элемента Ф 5 первой группы 1.Устройство работает в следующей последовательности кодов;00111, 10011, 11001, 11100, 01110, которые соответствуют состояниям пятистабильного триггера на элементах ЗФ - ЗФ 5 третьей группы 3. В качестве исходного состояния рассмотрим то состояние, когда на входе 4 состояния логического нуля, а на выходах элементов ЗФ - ЗФ 5 коды 00111, что соответствует первой строчке вышеприведенной последовательности кодов состояний.В рассматриваемом состоянии только на выходах двух элементов первой группы состояния логической единицы, а именно, на выходах 1=1 и А 2, так как на их входы поступает нулевой логический сигнал с выходов элементов третьей группы 3:Ф и ЗФ 2. На выходах остальных элементов 1 Ф 3, 1 Ф 4, У 5 первой группы состояния логического нуля, так как на всех их входах состояние логической единицы с выходов элементов733112 Значения Значения логического сигала на выходах элементовлогическогосигналанавходе 4 1ФЗ 1 ФЗ 4:Ф 4 45 2 М 2 Ф 2 2 ФЭ 2-Ф 4 2 Ф 53 Ф 1 ЗФЬ ЗФЗ ЗФ 4 ЗФБ О 1 1 11 О 1 1О О 1 1О О 11 О О1 1 О О1 1 О О1 1 1 О1 1 1 ОО 1 1 1 1 1 1 1 О О 1 1 1 1 1 1 1 1 1 О О 1 1 1 1 1 1 1 1 1 О О 1 1 1 1 1 1 1 1 1 О О О 1 1 1 1 О 1 1 1 О О 1 1 О О О 1 1 1 1 О 1 О О 1 1 О О 1 1 1 1 1 О 1 О О 1 1 О 1 О 1 1 1 1 1 О О О 1 1 1 1 О 1 1 1 1 1 О О О 1 1 1 1 О 1 1 О группы, выход первого элемента второй группы соединен с первым входом и-го элемента третьей группы, вторые входы всех элементов второй группы соединены с входом многостабильного пересчетного устройства, выход каждого 1-го элемента, кроме трех пос- И ледних и - 2, и - 1, и элементов третьей группы соединен со вторыми входами соответственно 1+2-го и +3-го элементов третьей группы, выход п - 1-го элемента третьей группы соединен с вторыми входами первого и Формула изобретения второй группы 2 и выходов элементов 33, ЗЛ 4 и ЗФ 5.Таким образом, в рассматриваемом состоянии подготовлены для срабатывания только два элемента второй группы 2, а именно 2=1 и 2 Ф 2. По приходу единичного логического сигнала на вход 4 на выходах элементов 2 Ф 1 и 2 г 2 сформируется нулевой логический сигнал. При этом нулевой логический сигнал с выхода элемента 2-1 поступит на вход элемента Зчг 5 и подтвердит состояние его выхода (на выходе ЗФ 5 в этот момент состояние логической единицы (. А нулевой логический сигнал с выхода элемента 242 поступит на вход элемента ЗФ 1 и изменит логический сигнал на выходе последнего с нуля на единицу.Таким образом, на всех входах элемента ЗФ 2 сохраняются единичные логические сигналы, следовательно, на его выходе сохранится нулевой логический сигнал, который, в свою очередь, удерживает на выходах ЗФ 4 и 3 г 5 единичный логический сигнал. Тогда на всех входах элемента ЗФЗ установятся единичные логические сигналы, значит на его выходе сформируется нулевой логический сигнал, который поступит на входы элементов 3=1 и 32 и элементов Зг 1 - ЗФ 5 примут новое состояние 10011, что соответствует второй строчке кодов состояний. Это состояние устойчивое, поскольку выходные сигналы не противоречат входным в данный дискретный момент времени.В начальный момент времени поступления единичного сигнала на вход 4 могла возникнуть следующая ситуация.На выходе элемента 2 Ф 2 уже появился нулевой логический сигнал и на выходе элеМногостабильное пересчетное устройство содержащее три группы по и элементов в каждой группе, выход каждого 1-го элемента первой группы соединен с первым входом 1-го элемента второй группы, выход которого соединен с первым входом 1-го элемента первой группы, выход каждого 1-го элемента, кроме первого, второй группы соединен с первым входом- 1-го элемента третьей 1 О 15 о гь зо мента 2 т 1 еще не сформировался, что вполне допустимо из-за разбросов параметров реальных логических элементов. В результате на выходе элемента ЗФ 1 сформируется единичный логический сигнал и на выходе элемента 1-Ф 1 может сформироваться нулевой логический сигнал.В свою очередь, сформированный нулевой логический сигнал на выходе элемента 3 гЗ разрешит сформировать на выходе элемента 2 ФЗ нулевой логический сигнал, так как с выхода элемента 1 - не поступит на вход элемента 2 ФЗ запрещающего нулевого логического сигнала. В результате на одном из входов элемента ЗФ 2 появится логический нуль, а на его выходе - состояние логической единицы, т.е. возможно появление гонок. Для исключения возможности описанной ситуации введена связь выхода элемента 2 Ф 2 со входом элемента 1 г 1. Эта связь позволит сформироваться нулевому логическому сигналу на выходе элемента 2 Ф 1 по первому единичному логическому сигналу даже если на выходе элемента ЗФ 1 изменится логический сигнал с нуля на единицу значительно раньше, чем на выходе 2 Ф 1 сформируется нулевой логический сигнал. Для этой цели соединены выходы осталь ных элементов второй группы 2 с третьими входами элементов первой группы 1,По окончании первого единичного сигнала на входе 4 будут подготовлены к срабатыванию элементы 2 Ф 2 и 2:;гЗ, который по приходу второго единичного логического сигнала на вход 4 переведут устройство в состояние, соответствующее третьей строке таблицы состояний.В таблице дано осуществление работы многостабильного пересчетного устройства.733112 8 выход и-го элемента третьеи группы соединен с вторыми входами второго и треъего элементов третьей группы О. Скворцфрич СоставительТехред К. ШТираж 995дарственногоизобретенийЖ - 35, Раунт г, Ужгор едактор П.Макаревиаказ 1564/14ЦНИИ орректор М. ПожоодписноеССР ПИ Госу по деламМосква, П Пате комитета и открыт скан наб од, ул. П д. 4/5 роектная, 113035,илнал ПП второго элементов третьей группы, выход и - 2-го элемента третьей группы соединен с вторыми входами первого и и-го элементов третьей группы, выход каждого 1-го элемента третьей группы соединен с вторым входом 1-го элемента первой группы, выход каждого 1-го элемента, кроме двух последних, второй группы соединен с третьим входом 1+2-го элемента второй группы, выход п - 1-го элемента второй группы соединен с третьим входом первого элемента этой группы, а выход и-го элемента второй группы соединен с третьим входом второго элемента этой группы, отличающееся тем, что,с целью повышения надежности, первыйвход каждого 1-го элемента первой группы,кроме первого элемента этой группы, соединен с третьим входом 1 - 1-го элемента первой группы, а первый вход первого элемента первой группы соединен с третьим входом и-го элемента первой группы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР328529, кл. Н 03 К 21/06, 01.07.70,10 2. Букреев И. Н, и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. М., Сов.радио, 1975, с. 233, рис. 5.04 (прототип).