@ -разрядный счетчик в коде грея

Проекцифровых, радио",68 (п отип ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(54 )(57 ) П -РАЗРЯДНЫЙ СЧЕТЧИК В КОДЕ ГРЕЯ, содержащий входную шину, а в каждом разряде О -триггер и элемент И-НЕ, первый вход и выход которого соединен соответственно с входной шиной и с тактовым вхо.дом Р -триггера, в каждом разряде, кроме предпоследнего, прямой выход Ь -триггера соединен с вторым входом элемента И-НЕ последующего разряда, инверсный выход Ь -триггера каждого ( -ого разряда (,ъ = 1,2.,1( -2 ) соединен с соответствующими .входами элементов И-НЕ старших разрядов, начиная с ъ +2-го, о т л ич а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности функционированияФ в каждый разряд, кроме первого и последнего, введен элемент неравнозначности, первый вход которого соединен с пряьым выхода Ь -триггера, выход элемента неравнозначности каждого разряда соединен с Ь-входом Ъ -триггера и вторьи входом элемента неравнозначности предыдущего разряда, второй вход элемента неравноэначности и Э -входйЪ -триггера предпоследнего разряда И соединены с пряьым выходом Ь-триггера последнего разряда, Ъ -вход Э -триггера которого соединен с прямым выходом Ь -триггера предпоследнего разряда.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении различныхуправляющих схем цифровых вычислительных машин и устройств.Известен П -разрядный счетчикв коде Грея, содержащий П -разрядный двоичный счетчик и (П -1) элементнеравнозначности для преобразования двоичного кода в код Грея, входы каждого элемента неравнозначности 10 соединены с выходами двух соседних разрядов счетчика 113 .Недостатком данного счетчика является неизбежность появления на его выходах выбросов, связанных с 15 реакцией элементов неравнозначности на изменение сигналов. одновременно на их входах при переключении двух соседних разрядов двоичного счетчика иэ состояния 01 в состоя- . 20 ние 10, что не позволяет его использовать для построения управляющихсхем.Известен П -разрядный счетчик в коде Грея, содержащий входную шину, 25 счетный триггер, а в каждом разряде-триггер и элемент И-НЕ, первый вход и выход которого соединен со" ответственно с входной шиной и с тактовым входом В -триггера, в каждом разряде, кроме гредпоследнего, прямой выход Ь -триггера соединен с вторым входом элемента И-НЕ последующего разряда, инверсный вы.ход Э -триггера каждого 1 -го.разряда ( ъ = 1,2, П -2 соединен с соответствующими входами элементов И-НЕ старших разрядов, начиная с ъ +2-го, входная шина соединена с тактовим входом счетного триггера, прямой выход которого сое динен с вторым входом элемента И-НЕ первого разряда, а инверсный выход с дополнительными входами элементов И-НЕ остальных разрядов, в каждом разряде инверсный выход Э -триггера 45 соединен с Р -входом В-триггера 22,Известное устройство за счет наличия счетного триггера ббладает избыточными состояниями, а так как состояние каждого триггера является Функцией от его состояния в предыдущий момент времени и от состояния всех триггеров младших разрядов, включая дополнительный, и не зави- сит от состояния триггеров старших разрядов, то хотя порядок изменения состояний не зависит от начальных условий, но изменение значения состояний зависит от них и ,не соответствует однозначно чере дованию чисел в коде Грея. Например, при содержимом 111 трехразрядного советчика такого тига произошло изменение состояния первого разряда с единицы на ноль. Дальнейшее из менение состояний в этом случае составляет последовательность 110100 -101-ф.001-.000010-э 011 -е 111- 1.10.Данная последовательность соответствует числам с соседним кодирова нием, однако не соответствует коду Грея, изменение состояний триггеров в котором составила бы последовательность 110 в 1. .101. в 100 в001 "011- 110 -е 110.Это обстоятельство вынуждает вводить в схему счетчика цепи установки всех триггеров в исходное состояние и заставляет использовать счетчик в комплексе со схемой контроля, определяющей изменение закона чередования состояний, соответствующих коду Грея, при бросках питания и случайних сбоях и при обнаружении факта такого изменения формирующей сигнал начальной установки. Это являетсяФосновным недостатком схемы такого типа и снижает надежность ее Функционирования.Цель изобретения - повышение надежности работы счетчика кода Грея за счет устранения возможности генерации любих других, кроме кодов Грея, последовательностей с соседним кодьрованием при сбоях.Поставленная цель достигается тем, что в Л -разрядном счетчике в оде ГГея, содержащем входную шину, а в каждом разряде Ъ -триггер и элемент И-НЕ, первый вход и выход которого соединен соответственно с входной шиной и с тактовим входом-триггера, в каждом разряде, кроме предпоследнего, прямой выходЬ -триггера соединен с вторим входом элемента И-НЕ последующего разряда, инверсный выход Ъ -триггера каждого ъ -го разряда ъ = 1,2., П -2) соединен с соответствующими входами элементов И-НЕ старших разрядов, начиная с ъ+2-го, в каждый разряд, кроме первого и последнего, введен элемент неравнозначности, первый вход которого соединен с грямым выходом -триггера выход эле/мента неравнозначности каждого разряда соединен с Э -входом Ъ -триггера и вторым входом элемента не- равнозначности предыдущего разряда, второй вход элемента неравнозначности и 2 -вход Р -триггера предпоследнего разряда.соединены с инверсным выходом Ъ -триггера последнего разряда, Ъ -вход Ъ -триггера которого соединен с прямнм выходом В -триггера предпоследнего разряда.На Фиг. 1 приведена схема шестираэрядного счетчика в коде Грея;на Фиг. 2 - временные диаграммы.На схеме обозначены о -триггеры 1=1-1=6 соответственно первого- шестого разрядов, элементы Й-НЕ 2=1:2=6 соответственно первого шесторазрядов, элементы 3=1-3=4 неравнозначности соответственно второго пятого разрядов, входная шина 4 и выходные шины 5=1-5=6 соответственно первогошестого разрядов.На фиг.1 входная шина 4 соединена с первыми входами элементов И-НЕ 2=1-2=6, выходы которых соединены соответственно с тактовыми входами Р -триггеров 1=1-1=6, вторые входы элементов,И-НЕ 2=3-2=6 соединены с инверсным выходом Ф -триггера 1=1, третьи входы элементов И-НЕ 2=4-2=6 соединены с инверсным выходом Э -триггера 1=2, четвертые входы элементов И-НЕ 2=5, 2=6 соединены с инверсным выходом ь -триггера 1=3, пятый вход элемента И-НГ 2=6 соединен с инверсным выходом э -триггера 1=4, цятый вход элемента И-НЕ 2=5, четвертый вход элемента И-НЕ 2=4, третий вход элемента 2=3 И-НЕ и второй вход элемента И-НЕ 2=2 соединены соответственно с прямыми выхо" дами Э -триггеров 1=4, 1=3, 1=2 и 1=1, пряьые выходы й -триггеров 1=5 - 1=2 соединены соответственно с первыми входами элементов .3=4-Зр 1 неравнозначности, выходы которых соединены соответственно с Р -входами 2 -триггеров 1=4 1=1, вторые входы элементов 3=1 - 3=4 неравнозначности соединены соответственно с выходами элементов 3=2-3=4 неравнозначности и с инверсным выходомР -триггера 1=6, Э -входы 3 -триггеров 1=5 и 1=6 соединены соответственно с инверсным выходом э-триггера 1=6 и с прямым выходом 3 -триггера 1=5, выходные шины 5=1 - 5=6 соединены соответственно с прямыми выходами Э -триггеров 1=1 - 1=6,На Фиг. 2 обозначены потенциальные диаграммы 6-16 сигналов соответственно на входной шине 4, на выхо-. дах элементов И-НЕ 2=1 - 2=4, на выходах элементов 3=1, 3=2 неравнозначности и на выходных шинах 5=1 - 5=4. Работу П -разрядного счетчика кода Грея рассмотрим на примере функционирования четырехразрядного счетчика по временной диаграмме, представленной на фиг, 2,Пусть все триггеры 1=1, 1=2, 1=3, 1=4 находятся в состоянии 0000. Положительный импульс с шины 4 пос тупает на все элементы И-НЕ, из которых элементы 2=2, 2=3 закрыты нулевыми сигналами с единичных выходов триггеров 1=1, 1=2, а элемент 2=1, наимеющий управляющих входов, и элемент 2=4, на разрешающие вхо 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ды которого подаются единичные сигналы с инверсных выходов триггеров1=1 и 1=2, открыты, При поступленииположительного импульса на выходахэлементог 2=1 и 2=4 появляются инверсные импульсы, поступающие натактовые входы триггеров 1=1 и 1=4.Так как на .информационный входтриггера 1=4 поступает нулевой сигнал с прямого выхода триггера 1=3,а на аналогичный вход триггера 1=1единичный сигнал,(инверсия суммапо модулю два трех нулей равнаединице , то.по положительному фронту этих тактовых импульсов (переходс нулевого состояния в единичное)производится подтверждение нулевогосостояния триггера 1 4 и установка вединичное состояние триггера 1=1.Поскольку задержка срабатывания всехостальных элементов больше, чемдлительность положительного Фронтауправляяцих импульсов; то срабатывание всех триггеров после установки достояния счетчика 0001 не производится, После установки этогосостояния элемент 2=2 открыт,единичным сигналом с единичного выходатриггера 1=1, а элементы 2=3 и 2=4закрыты нулевым сигналом с инверсного выхода триггера 1=1. Следующийимпульс инвертируется элементами2=1 и 2=2 и поступает на тактовыевходы триггеров 1=1 и 1=2.Так как состояние триггеров 1=4,1=3, 1=2 равно 000 соответственно,то с выхода элементов 3-1 и 3=2 наинформационные входы триггеров 1=1и 1=2 поступают единичные сигналы,которые положительным Фронтом так"товых импульсов записываются в этитриггеры. Причем, если триггер 1=2изменяет свое состояние с нулевого на единичное, то состояние триггера 1=1 подтверждается. Послеокончания положительного Фронтатактового импульса счетчик переходит в состояние 0011. Дальнейшаяработа счетчика полностью иллюстрируется приведенной временной диа,граммой,Первый триггер 1=1 устанавливается парами импульсов, из которыхпервый производит переключение егоиз нулевого состояния в единичноепри состоянии триггеров 1=4, 1 3,1=2 000 или 011, или 101, или 110соответственно, из единичногосостояния в нулевое при состояниях001 или 010, или 100, или 111, авторой подтверждает установленноепервым состояние, Второй триггер 1=2устанавливается парами импульсов,из которых первый производит пере"ключеиие его иэ нулевого состоя-,ния в единичное при состояниитриггеров 1 4, 1=3 и 1=1 001 или111 соответственно, из единичногопри сбое, Пусть после установки и состояния 0111 произошло изменениесостояния триггера 1=1 на противо 1 О положное и счетчик перешел в состояние 0110. В таком состоянии элемент2=2 закрыт нулевым сигналом с прямого выхода триггера 1=1, элемент2=4 - нулевым сигналом с инверс 15 ного выхода триггера 1=2, а элемент2=3 открыт единичными сигналами синверсного выхода триггера 1=1 и спрямого выхода триггера 1=2. На информационный вход триггера 1=1 по;у ступает единичный сигнал с выходаэлемента 3=1, а на аналогичный входтриггера 1=3,- единичный сигнал синверсного выхода триггера 1=4.При поступлении счетного импульса25 положительной полярности на тактовыевходы триггеров 1=1 и 1=3 черезэлементы .2=1 и 2=3 проходят импульсы обратной полярности, по положительному фронту которых .производит- .. ся установка триггеров 1=1.и 1=3 вединичное состояние. Таким образом,.счетчик из состояния 0110 переходитв состояние 0111, т. е. всостояние соответствующее че 1ревнованию чи сел в кодеЗ 5 Грея.Использование состояний старшихразрядов для управления установкойтриггеров младших разрядов отличает4 О предлагаемюй счетчик кода Грея отпрототипа, так как отпадает необходимость в делителе счетных импульсов, благодаря чему уменьшается число входов элементов И-НЕ, не суше 45 ствует избыточных состояний, генерируется только код Грея из множества других кодов с соседним кодированием в условиях, включенияи бросков питания схемы. Это,в своюочередь, позволяет избавиться отцелей начальной установки счетчикаи связанных с ними схем контроляизменения закона чередования кодовили освобождает оператора от необходимости начальной установки счетчика. Состояние триггеров и/п 1=4.0 0 0 0 0 0 1 11 0 1 0 6 7 0 0 10 11 0 1 0 12. 0 1 О 0 13 14 0 15 0 0 0 16 состояния в нулевое - при состояниях011 или 101, а второй подтверждаетустановленное первым импульсом состояниеТретий триггер 1=3 устанавливается парами импульсов, иэ которыхпереый производит переключение егоиз нулевого состояния в единичноепри состояниях триггеров 1=4, 1=21 1 010, а второй подтверждает установленное первым импульсом состояние. И, наконец, триггер 14устанавливается парами импульсов,иэ:которых первый производит переключение его из нулевого состоянияв единичное .при состоянии триггеров1 3, 1=2 и 1 1 100 соответственноиз единичного состояния в нулевоепри состоянии 000,. а второй подтверждает установленное первым импульсом состояние,Кз временной диаграммы следует,что начиная с нулевого состояния,состояния всех триггеров иэменяют-,си в соответствии с таблицей. Приведенные в таблице коды полностью соответствуют чередованию чисел в коде Грея. Рассмотрим функционирование че,тырехразрядного счетчика кода Грея1070695 Ю 1 Я 3 Ф ХЕ 7 8 У ЮО 12 1 ЯЙ 6 Ю г Составитель Рановедактор Н, Стащишина Техред А,Бабинец Корректор А. Тяско одписновилиал ППП "Патент", г. жгород, ул. Проектная, 4 Ю 11 Ю аказ 11702/53 Т ВНИИПИ Государственн по делам изобретены 113035, Москва, Ж-З/, ам 862 По комитета СССРи открытийаушская наб., д. 4/5