Синхронный счетчик

)5 Н 03 К 23/40 НИ ститут А ов Б.М, ные схемы ое радио, 1 9.Горя чецифрорадио тся к импульсной и именение в имкже в устроист- ЭВМ для счета 00 00 Ь,О 1 с ГОСУДАРСТВЕНЗЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Морской гидрофизический инУССР(56) Букреев И.Н Мансури Г о р я ч е в В.И. Мик роэлектронцифровых устройств. МСоветск1973, рис, 5, 23; рис. 5. 26; рис. 5.Букреев И.Н., Мансуров Б.М,В,И. Микроэлектронные схемвых устройств. М.: Советско1975, рис, 5. 73,Изобретение относитехнике и может найти рпульсных устройствах, а тавах дискретной техники и вимпульсов.Целью изобретения является упрощение и повышение нагрузочной способности синхронного счетчика.На фиг.1 приведена функциональная схема счетчика с коэффициентом счета 1 = 16 = о о 4 о 1 = 10000 = д 5 д 4 б 1 + 1 -01111+ 1; на фиг.2 - функциональная схема счетчика для М = 10,Счетчик содержит пять элементов ИЛИ - НЕ первой ступени 1 - 1:1-5, пять элементов И - ИЛИ - НЕ 2 - 1:2 - 5, четыре элемента ИЛИ - НЕ первой группы 3-1:3-4, четыре элемента ИЛИ - НЕ второй группы 4 - 1;4 - 4. Выход М-го (М" 1,5) элемента ИЛИ-НЕ 1-1 первой ступени соединен с единственным входом пер(54) СИНХРОННЫЙ СЧЕТЧИК(57) Изобретение относится к дискретной и импульсной технике. Цель изобретения - упрощение синхронного счетчика и повышение нагрузочной способности - достигается за счет выполнения счетчика на элементах 1-, 3-. 4 -и элементах И - ИЛИНЕ 2 - , образующих триггеры первой и второй ступени, Триггеры первой ступени формируют обобщенные сигналы установки выходных триггеров счетчика, а и-й триггер первой ступени, кроме того, вырабатывает групповой сигнал переноса. 2 ил,вой группы И М-го элемента И - ИЛИ - НЕ 2-К, выход которого соединен с первым входом 1-го элемента ИЛИ - НЕ 1-1 первой ступени, выход -го элемента ИЛИ - НЕ 3 -первой группы( = 1,4), являющийся= м инверсным выходом а; счетчика, связан с первым входом -го элемента ИЛИ - НЕ 4 -второй группы, выход которого, являющийся -м прямым выходом а, счетчика, подключен к первому входу -го элемента ИЛИ - НЕ 3- первой группы, выход /-го и = 1,3) элемента ИЛИ - НЕ 3 - / первой группы подключен к /-му входу второй группы И /-го элемента И - ИЛИ - НЕ 2 - /, выход /-го элемента ИЛИ - НЕ 4 - / второй группы соединен с /-ми входами вторых групп И з-х элементов И - ИЛИ-НЕ 2 - з,(з =/+1.4), выход -го элемента И-ИЛИ-НЕ 2 -соединен с +/-м входом второй группы И /-го элемента И-ИЛИ-НЕ 2 - / для всех /и с +/ - 1-м входом второйгруппы И )-го элемента И - ИЛИ-НЕ 2 - ) длявсех);, выход)-го элемента И - ИЛИ - НЕ 2 - )связан с 3+)-м входом второй группы И четвертого элемента И - ИЛИ-КЕ 2 - 4, выходпятого элемента И-ИЛИ - НЕ 2 - 5, являющийся выходом сигнала переноса Р+1счетчика, соединен с с)4-м входом (р = 1,3,О ) д, т,е. )ч = 5) второй группы И о-гоэлемента И - ИЛИ - НЕ 2 - г и с седьмым+ 1 = 8) входу второй группы И четвертогоэлемента И - ИЛИ - НЕ 2 - , ч-и вход (ч = 1,4,4д =д 2 =дз = 1; Ч =д =4) второй группы И пятого (и + 1 = 5) элемента И - ИЛИ-НЕ2-5 соединен с выходом ч-го элемента ИИЛИ - НЕ 2 ч, 4+ч-и вход второй группы Ипятого элемента И- ИЛ И - Н Е 2-5 подключенк выходу ч-го элемента ИЛИ-НЕ второйгруппы 4 ч, выход первого элемента ИЛИНЕ первой ступени 1 - 1 соединен с вторымвходом первого элемента ИЛИ-НЕ первойгруппы 3-1, выход)+1-го элемента ИЛИ - НЕпервой ступени 1-)+1 соединен с ) - гг 2-мвходом (г = 1, г-го элемента ИЛИ - НЕ второй группы 4-2 и с вторым входом )+1-гоэлемента ИЛИ-НЕ первой группы 3-)+1, выход пятого элемента ИЛИ - НЕ первой ступени 1-5 подключен к 6му входу ( =для=1,2,3,4, так как д = Аг = дз = дз = д = 1 )35-го элемента ИЛИ - НЕ второй группы, вторые входы элементов ИЛИ - НЕ первой ступени 1 - 1:1-5 соединены с тактовым входомсчетчика, а т+2-е входы (Ь = 1,в) всех элементов ИЛИ-НЕ первой ступени 1 - 1;1 - 540связаны с входом Ь-го сигнала переносар 1 рвРабота счетчика состоит в следующем.Предположим, в исходном состоянии а = а 2- 45= аз= а 4= О, т,е. всетриггеры второй ступениустановлены в "0", а логический уровень натактовом входе Т соответствует сигналу логической "1", Будем также считать, что втечение всего времени работы счетчикавходные сигналы переносовр = . =рЬ. =р=ОВ исходном состоянии все 01 = О (К ==1,5), а щг =щз = щ 4 = р + 1 , посколькувсе элементы 2.-2:2-5 заперты по входам55своих вторых групп И уровнями "0" с выходов а - а 4. Так как а 1= 1 (сигнал на первомвходе второй группы И элемента 2-1), тощ =О,Пусть в некоторый момент времени на вход Т поступает сигнал "0", после чего становится 01 = 1, затем а = 0 и а =, 1, т,е. счетчик принимает состояние а 4 аза 2 а 1 =0001. При этом на первых двух входах второй группы И элемента 2 - 2 сигналы а 2 и а 1 будут равны "1". однако сигнал 01 = 1 поддерживает нулевое состояние сигнала щ 1, запрещающего срабатывание второй группы И элемента 2 - 2, поэтому в схеме счетчика не происходит новых изменений вплоть до момента времени, когда сигнал Т становится равным 1, после чего 01 = О, затем щ 1= 1 и щ 2 = О, т.е, схема подготовлена к счету второго тактового импульса. С приходом второго Т = 0 вырабатывается 02 = 1, поддерживающий щ 2 = 0 и устанавливающий счетчик в состояние 0010. После того, как станет Т = 1, вырабатываются последовательно: 02 = О, о = 1 и щ 1=1, т.е. схема готова к счету третьего тактового импульса, с приходом которого (Т = 0) счетчик примет состояние 0011 и во время третьей паузы (Т = 1) будет подготовлен к насчету четвертого тактового импульса так, что 01 = =О, щ 1=1 иа =О. Продолжаяаналогичные рассуждения, можно убедиться в том, что после 15-го импульса (Т = 0) в счетчике установится код 1111, а во время 15-й паузы (Т = 1) он будет подготовлен к приему 16-го тактового импульса; щ 1 =щ 2 -- щз =щ 4 =1, р+1= О. Последний сигнал является выходным сигналом параллельного переноса счетчика, подготавливающим к счету группу старших разрядов (если таковые есть). В том случае, если эта группа старших разрядов выполнена аналогично счетчику, рассматриваемому по фиг,1, то сигнал р 3 +1 является для нее входным сигналом переноса, подаваемым на соответствующие входы элементов ИЛИ-НЕ первой ступени. С приходом 16-го импульса Т = 0 счетчик примет исходное состояние 0000, а в и+1-й разряд (входящий в группу старших разрядов) одновременно запишется "1", При наличии сигнала переноса р +1 = 0 срабатывание старших разрядов происходит одновременно с четырьмя разрядами рассматриваемого счетчика. Таким образом, очевидно, что рассматриваемый счетчик (фиг,1) в общем случае может содержать несколько групп разрядов, объединенных тактовой шиной и шинами соответствующих групповых сигналов параллельного переноса, причем число групп разрядов, из которых состоит счетчик, не снижает его быстродействия, характеризуемого чистотой тактовых импульсов11 = - , где т - среднее время срабатыва 5 тния одного логического элемента ИЛИ - НЕ или И - ИЛИ - НЕ. Время 5 т складывается из длительности импульса 1 п = 2 т (когда Т = 0) и длительности паузы юг 3 т (когда Т = 1).На фиг.2 изображена функциональнаясхема двоично-десятичного счетчика, т.е.счетчика с коэффициентом к = ао 4., о 1= =01010 =Ьд д 4д 1= 1+1001. Счетчик содержит пять элементов ИЛИ - НЕ первой ступени 1 - 1:1 - 5, четыре элемента ИЛИ-НЕ первой группы 3-1:3 - 4, четыре элемента ИЛИ - НЕ второй группы 4 - 1:4 - 4 и пять элементов И - ИЛИ - НЕ, выход 1-го (1 = 1,5) элемента ИЛИ-НЕ первой ступени 1-1 соединен с единственным входом первой группы И 1-го элемента И - ИЛИ - НЕ 2 - К выход которого соединен с первым входом М-го элемента ИЛИ - НЕ первой ступени 1-.1, выф ход 1-го (1 = 1,4) элемента ИЛИ - НЕ первойгруппы 3 - 1, являющийся 1-м инверсным выходом счетчика, связан с первым входом 1-го элемента ИЛИ-НЕ второй группы 4-1, выход которого, являющийся 1-м прямым выходом счетчика, подключен к первому входу 1-го элемента ИЛИ - НЕ первой группь 1 3 - 1, выход/-го О = 1,3) элемента ИЛИ-НЕ первой группы 3 - / подключен к /-му входу второй группы И /-го элемента И-ИЛИ-НЕ 2-/, выход /-го элемента ИЛИ-НЕ второй группы 4 - / соединен с /-ми входами второй группы И 3-х элементов (э =/+1,4) И-ИЛИ - НЕ г-з, выход 1-го элемента И-ИЛИ-НЕ 2 - 1 соединен с 1+/-м входом второй группы И /-го элемента И-ИЛИ - НЕ 2-/ для всех /) и с 1+/ - 1-м входом второй группы И /-го элемента И-ИЛИ-НЕ 2 - / для всех /с.1, выход /-го элемента И - ИЛИ - Н Е 2-/ связан с 3+/-м входом второй группы И четвертого элемента И-ИЛИ - НЕ 2 - 4, выход пятого элемента ИИЛИ - НЕ 2-5, являющийся выходом сигнала переноса рсчетчика, соединен с пятым (р+и = 1+4 = 5) входом (р = 1,2-0-1 = 1,1= -1; о 2 )о 2, т,е, й =2) второй группы И первого элемента И-ИЛИ - НЕ 2-1 и с шестым (М+п - 2 (ъ + 1 2 + 4 - 2 0 = 6) входом второй группы И второго (й - сЪ += 2 - 0= =2) элемента И-ИЛИ - НЕ 2-2, выход четвертого элемента ИЛИ-НЕ первой группы 3 - 4 подключен к седьмому (И+и - 2 сЪ ++1 - 2+ + 4 - 2 0 + 1 - 7) входу второй группы И второго (й- о +1 - 2 - 0 - 2) элемента И-ИЛИ-НЕ 2 - 2, ч-й вход (ч -1,2, д4Ч=Х д =д 1+4+дз+д 4=НО+0 1-2)=1второй группы И пятого элемента ИИЛИ - НЕ 2 - 5 соединен с выходом ч-го элемента И - ИЛ И- Н Е 2-ч, 2+ч-й вход второй группы И пятого элемента И-ИЛИ-НЕ 2-5 подключен к выходу ч-го элемента ИЛИ-НЕ 5 второй группы 4 - ч, выход первого элементаИЛИ - НЕ первой ступени 1 - 1 соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ-.НЕ первой группы 3 - 1, выход /+1-го элемента ИЛИ - НЕ первой ступени 1 - /+1 соединен с 10 / - г+2-м входом (г = 1,/) г-го элемента ИЛИНЕ второй группы 4 - г и с вторым входом /+1-го элемента ИЛИ - НЕ первой группы 3 - -/+1, выход пятого элемента ИЛИ-НЕ первой ступени 1 - 5 подключен к 6-1-му входу (1 =1 15 для 1 = 1 и 1 = 4, так как д 1 = д 4 = 1 ) 1-гоэлемента ИЛИ - НЕ второй группы 4-1, вторые входы элементов ИЛИ-НЕ первой ступени 1 - 1;1 - 5 соединены с тактовым входом Т счетчика, а 6+2-е входы (Ь = 1 лп) всех 20 элементов ИЛИ-НЕ первой ступени связаны с входом Ь-го сигнала переноса.Работа двоично-десятичного счетчика(фиг.2) аналогична работе двоичного счетчика по(фиг.1 вплоть до момента начала девя .той паузы, когда в счетчике установленкод а 4 аза 2 а = 1001, Во время девятой паузы (Т = 1) устанавливаются й,=оа =и 3 =щ =1, а рщ+1 = О, после чего счетчик подготовлен к приему десятого счетного импульса, с приходом которого (Т = 0) вырабатывается сигнал 05 = 1, сбрасывающий первый и четвертый триггеры второй ступени в "0", после чего счетчик возвращается в исходное состояние 0000.Формула изобретения Синхронный счетчик с коэффициентом счетаК = тп + 1 о о 1 = 1 + д+ 1 д д 1 (2" 1 1 глп1), содержащий п элементов 40 И-ИЛИ - НЕ;/-й(/ =1, и - 1) инверсный выходсчетчика подключен к /-му входу первой группы И -го элемента И - ИЛИ - НЕ, выход /-го (1 = 1,п) элемента И-ИЛИ-НЕ соединен с 1+/-м входом первой группы И /-го(для всех 45 / 1) элемента И-ИЛИ-НЕ и с +/-1-м входомпервой группы И/-го(для всех/ 1) элемента И - ИЛИ - НЕ, выход /-го элемента И - ИЛИ - НЕ связан с п 1/ - 1-м входом первой группы И и-го элемента И - ИЛИ-НЕ, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения иповышенйя нагрузочной способности, в него введены и+ 1 элементов ИЛИ - НЕ первойступени, и элементов ИЛИ-НЕ первой группы п элементов ИЛИ-НЕ второй группы и п+1-й элемент И - ИЛИ-НЕ, выход М-го (М = 1,п+1) элемента ИЛИ-НЕ первой ступени соединен с единственным входом второй группы И М-го элемента И-ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом 1-гоэлемента ИЛИ-НЕ первой ступени, выход-го элемента ИЛИ- НЕ первой группы, являющийся -м инверсным выходом счетчика, соединен с первым входом -го элемента ИЛИ-НЕ второй группы, выход которого, являющийся -м прямым выходом счетчика, 5 подключен к первому входу -го элемента ИЛИ-НЕ первой группы, )-й прямой выход счетчика соединен с -ми входами первых групп И Ях(3 = )+1,п) элементов И-ИЛИ - НЕ, выход и+1-го элемента И- ИЛИ-НЕ, яв ляющийся выходом сигнала переноса счетчика, соединен с ц+и-м ц = 1, М - Оп+ 1Оп )дч, 1Й и+1) входом первой группы И ц-го элемента ИИЛИ-НЕ и с И+и - 2 (тп +-м входом первой группы И 15 М- Гтп+-го элемента И-ИЛИ-НЕ, выход и-го элемента ИЛИ - НЕ первой группы подключен (только при= 2" и при М = 2" + 2; т = О,п - 2) к В+и - 2 о++1-му входу первой группы И й - оп+ -го элемента И 20 ИЛИ-НЕ, вход ч ( =для всех , таких, что д= 1) первой группы И и+1-го элемента И - ИЛИ -НЕ соединен с выходом -го элемента И-ИЛИ-НЕ, а ее вход Х подключен к выходу -го элемента ИЛИ-НЕ второй группы, выход первого элемента ИЛИ-НЕ первой ступени соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ первой группы, выход )+1-го элемента ИЛИ-НЕ первой ступени соединен с 1-г+2-м (г = 1.) входом г-го элемента ИЛИ-НЕ второй группы и с вторым входом +1-го элемента ИЛИ-НЕ первой группы, выход и+1-го элемента ИЛИ - НЕ первой ступени подключен к и-+2-му ( =для всех , таких, что д = 1) входу -го элемента ИЛИ-НЕ второй группы, вторые входы элементов ИЛИ - НЕ первой ступени соединены с тактовым входом счетчика, а 12-е (Ь = 1,щ) входы всех элементов ИЛИ - Н Е первой ступени соединены с входом Ь-го сигнала переноса,1688406 а,М. Пож Редактор Т, Лошка Тираж Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина каз 3717 ВМИИП 1 1РР Составитель О. Ск Техред М,Моргента овКорре