Асинхронный реверсивный двоичный счетчик

(7) Винницкий политехнический инсти(56) Авторское свидетельство СССРМ 1115240, кл. НОК К 23/00, 1984.Авторское свидетельство СССРч. 1555856, кл. Н 03 К 23/56, 1989.(54) АСИНХРОННЫЙ РЕВЕРСИВНЪДВОИЧНЫЙ СЧЕТЧИК(57) Изобретение относится к вычислитеной технике, и может быть использовадля реверсивного счета импульсов в тр мерном измерении, в устройствах сжатия информации, в устройствах преобразования двоичных кодов, кодов координат в геотут метрический код и при разборке линейныхо- и круговых интерполяторов. Асинхронныйреверсивный двоичный счетчик содержит и .К-триггеров 10-1 л-), и - 1 первых мультиплексоров 2 - 2,-1, ивторых мультиплексоров 3 - Зл, 2 элемента ИЛИ 6, 7, 7 элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8-10, 7 элементов И 11-17. 1 шину управления суммированием - вычитанием 18, 1 шину сброь- са 19, 2 шины управления режимами работы о 20, 21, 1 шину синхройизации 25, и входных х- шин 270 - 27 п-. 1 ил. Й ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСБ Ц 1750056 А 1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для реверсивного счета импульсов, отрехмерном измерении, в устройствах сжатия информации, в устройствах преобразования двоичных кодов, кодов координат о геометрический код и при разработке линейных и круговых интерполяторов,Цель изобретения - расширение области использования, заключающееся в обесйечении счета в трехмерных геометрических кодах с иррациональным основанием,Предлагаемый счетчик предназначен для счета импульсов в геометрическом трехмерном коде, представляющем вектор следующим образом: у.эп - 1 КЯ, - Зп - 2 Х=УЗ,Я Х 2 +2 ", Х 1 2" + 1=2 )=1+ ; Х 2 1=огде Хк, Х 1, Хь К, ), - принимают значения:Хк, Х, Х Е (0,1); (О, 3, б, 9 Зп); ) (1, 4, 7, 103 п - 2);К (2, 5,8, 11,. Зп).Выражение (1). позволяет любой вектор в пространстве изобразить в аиде трех составных векторов, направление одного из которых совпадает с координатной прямоугольной системы координат, а его величина равна зп - зХ 126.а направление третьего вектора с вторымвектором составляет угол агсщ 2/2 и изображается следующим образом 3 , Хк 2 Ф; Код(1), используемый для записи вектора, является более. экономичным по сравнению с двоичным кодом в прямоугольной направление второго вектора составляет с направлением координат прямоугольной системы угол 45 и его значение представ-ляется в виде системе координат. При переходе от двоичного представления координат вектора кпредставлению этого же вектора с помощьюкода (1), необходимо осуществить формиро 5 вание трех частей выражения (1), Этот процесс осуществляется с помощьюпредлагаемого реверсивного двоичнотосчетчика,На чертеже представлена функциональ 10 ная схема асинхронного реверсивного двоичного счетчика.Асинхронный реверсивный двоичныйсчетчик содержит К-триггер 10-1 ппервые21 - 2 пи вторые 31 - Зпмультиплексоры,15 первый и второй элементы ЗАПРЕТ 4 и 5,первый и второй элементы ИЛИ 6-7, первый-третийэлементы НЕ - РАВНОЗНАЧНОСТЬ8-10, первый - седьмой 17 элементы И 1117, шину 18 управления суммированием-вы 20 читэнием, шину 19 сброса счетчика, первуювторую шины 20 и 21 управления режимамиработы, первый - третий входы 22-24 счетчика, шину 25 синхронизации, выходы 26126 празрядов счетчика, входные шины25 270 - 27 ппоступления параллельного кода,Прямой и инверсный оыходыК-триггера 1 подсоединены соответственно к первому и второму информационным входаммультиплексора 2+1, управляющий вход ко 30 торого соединен с шиной 18 управлениясуммированием-вычитанием, а его выходподключен к первому - . третьему информационным входам соответственно мультиплексоров Зн 1, 31+2 и 3+3 причем Выход35 мультиплексора 3+1 подключен к С-входу3 К-триггера 1 н 1 управляющие входы мультиплексоров 31 - Зпсоединены с шинами20 и 21 управления режимами работы. Выход мультиплексора 2 пподключен лишь к40 первому информационному входу мультиплексора Зп, второй и третий информационный вход мультиплексора 31 подключенык выходу второго 5 элемента ЗАПРЕТ, а третий информационный вход мультиплексора45 32 подключен к выходу четвертого элементаИ 14 и инверсному входу второго элементаЗАПРЕТ 5, к первому - третьему входампервого б и второго 7 элементов ИЛИ подсоединены выходы соответственно первого50 - третьего элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8 - 10 и первого третьего элементовИ 11 - 13.Асинхронный реверсивный двоичныйсчетчик может работать в трех режимах: ре 55 жиме реверсивного счета импульсов по одному из входов в двоичном коде; режимереверсивйого счета импульсов по Одному И(или) двум входам в коде с основанием 2;режиме реверсивного счета импульсов по10 15 20 25 и - 2 ,Г х, г 30 35 40 пишется информация55 одному, двум и (или) трем входам в трехмерном геометрическом коде, Первый режим обеспечивается приложением к шинам 20 и 21 управления режимами работы сигналов нулевого уровня, второй - приложением к шинам 20 и 21 управления режимами работы соответственно сигналов логической единицы и логического нуля, третий - приложением к шинам 20 и 21 управления режимами работы соответственно сигналов логического нуля и логической единицы. . При этом независимо от режима работы суммирование импульсов происходит в случае присутствия в шине 18 управления суммированием-вь 1 читанием нулевого потенциала, а вычитание - единичного потенциала,Реверсивный двоичный счетчик при счете импульсов (суммировании) в двоичном коде работает следующим образом.Подсчету импульсов. предшествует установка реверсивного счетчика в исходное состояние путем приложения к шинам 18- 21 сигнала нулевого уровня, вследствие чего К-триггеры 1 о - 1 пустанавливаются в нулевое состояние и одновременно с этим обеспечивается подключение с помощью мультиплексоров 21-2 ппрямых выходов триггеров к первым информационным входам мультиплексоров 31-Зпс последую-. щим подсоединением их к счетным входам ,соответствующих К-триггеров 1 О - 1 пИмпульс, появившийся на входе 22 (23 или 24), поступает через пятый 15 (или шестой 16 или седьмой 17) элемент И на вход первого 8 (или второго 9, или третьего 10) элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, пройдя через него попадает на первый или второй, или третий вход первого б элемента ИЛИ, затем с его выхода поступает, пройдя через первый 4 элемент ЗАПРЕТ, на С-вход триггера 1 О. переводя в инверсное (в данном случае) состояние. Вследствие того, что С-вход триггера 11 через мультиплексоры 3 и 2 соединен спрямым выходом триггера 1 О, то каждый переход последнего в нулевое состояние переводит триггер в инверсное состояние, Аналогично работают остальные К-триггеры при счете импульсов, После каждого так-. та счета на выходах 26 опреверсивного двоичного счетчика присутствует двоичный код, соответствующий количеству импульсов, поступивших на вход 22 (23 или 24) счетчика. Таким же образом работает счетчик при вычитании импульсов в двоичном коде, Предварительно исходный двоичный код, поступивший к выходным шинам.27 о 27 пзаписывается в реверсивный счетчик, к шинам 19 - 21 прилагаются соответственно высокий и низкий потенциалы, В данном случае к С-входу К-триггера 1 с помощью мультиплексоров 3 и 2 подключается инверсный выходК-триггера 1-1. Счетные импульсы поступают на вход 22 (23 или 24) реверсивного счетчика, а результат счета (вычитания) присутствует на выходах 26 о 26 п.В режиме счета (суммирования) в кодах с основанием К 2 работе счетчика,предшествует установка его в исходное (нулевое состояние) подачей.в шину 19 нулевого сигнала, одновременно с этим в шины 18 и 21 подается нулевой, а в шину 20 - единичный потейиалы, благодаря чему обеспечивается соединение прямого выхода триггера 1 через мультиплексор 2+ и Зн с С-выходом триггера 11+2. При поступлении на вход 22 (23 или 24) Импульса, он (аналогично работе в первом режиме) поступает на счетный вход К-триггера 1 О, переключая его в инверсное состояние, Каждое переключение триггера 1 О в нулевое состояние приводит к переключению триггера 12 в инверсное состояние и т. д. Таким образом, в триггерах 1 о, 12, 141 ь,1 псчетчика фиксируется информация которая присутствует на выходах 26 О.262,.26 ь 26-2 асинхронного реверсивного двоичного счетчика. При одновременном наличии импульсов на входах 22 и 24, или 22 и 23, или 23 и 24 импульсы через пятый 15 ишестой 16 или пятый 15 и седьмой 17, или шестой 16 и седьмой 17 элементы И пройдут через первый 11 или второй 12. или третий 13 элементы И, через второй элемент ИЛИ 7 через второй элемент ЗАПРЕТ 5, поступят на второй информационный вход мультиплексора 31, а с выхода которого - на С-вход триггера 11, переводя его в инверсное (единичное) состояние. При этом импульс с выхода второго элемента И 7, поступая на инверсный вход первого элемента ЗАПРЕТ 4, вызывает запрещение прохождения импульса с выхода первого элемента ИЛИ 6 на50 С-вход триггера 1 О, Переход триггера 11 в нулевое состояние переводит триггер 1 з в инверсное состояние и т. д. В данном случае в нечетных триггерах 11, 1 з, 15,11,1 п-т заи - 12Х 2 х1=1которая будет присутствовать на выходах261, 26 з. 265 26,26 П- реверсивного,счетчика. При счете (вычитании) необходимо и триггеры 1 оазаписать исходный код с основанием Ч 2Ч 2Х 2+, Х 21=1 =Ои приложить к шинам 18 и 20 единичные потейциалы, благодаря чему инверсный выходК-триггера 11 с помощью мультиплексора 2 и мультиплексора 3+ подсое- диняется к С-входу К-триггера 1), а инверсный выход К-триггера 1 через мультиплексор 2 и мультиплексор 3+1 приложится к С-входу триггера 1+1. Процесс вычитания импульсов в коде с основанием Ч 2 происходит аналогично рассмотренному процессу суммирования в этом же коде.В режиме счета (суммированил) в трехмерном геометрическом коде работе счетчйМа предшествует установка его в исходное(нулевое) состояние подачей в шину 19 сброса нулевого сигнала, одновременно с этим в шины 18 и 20 подаются нулевые потенциалы, а в шину 21 - едийичный потенциал благодарл чему обеспечиваетсл соединение прямого выхода триггера 1 через мультиплексоры 2 н. и Знз с С-выходом триггера 1 нз, При поступлении на вход 22 (23 или 24) его поступление на С-входК-триггера 1 О происходит аналогично первому режиму, переключая триггер 1 с в инверсное (единичное в д.сл.) состояния. Каждое переключение триггера 1 в нулевое состояние приводит к переключению триггера 1 з в инверсное состояние и т. д, Таким образом, в триггерах 1 о, 1 з, 1 г,".,1 п-з счетчика фиксируетсл информацияЗп - 3Х 2гкоторал присутствует на выходах 26 о, 26 з, 26126 п-з асинхронного двоичного счетчика. При одновременном наличии импульсов на входах 22 и 23 или 22 и 24, или 23 и 24 поступление на С-вход триггера 1 импульса, формируемого первым 11 или вторым 12, или третьим 13 элементами И, происходит аналогично второму режиму. Переход триггера 11 в нулевое состояние переводит триггер 14 и инверсное состояние и т, д, В данном случае в триггерах 1, 1, 1 г, 1),,1 Изапишется информацияи Ч 2 Х 2 Ч,=о 45 50 55 которая присутствует на выходах 26. 264, 2672626 п-р реверсивного счетчика. При одновременном наличии импульсов на входах 22-24 они, пройдя через пятый- седьмой элементы И 15-17 поступят на первый - третий входы четвертого элемента И 14, сформировавшийся на его выходе импульс поступит на инверсный вход второго элемента ЗАПРЕТ 5 и третий информационный вход мультиплексора 32, пройдя через который поступ т на С-вход триггера 12, переключая его в инверсное состояние, Появление импульса на инверсном входе второго 5 элемента ЗАПРЕТ вызовет запрещение прохождения через него импульса, сформировавшегося на выходе второго элемента ИЛИ 7, импульс с которого, придя на инверсный вход первого элемента ЗАПРЕТ 4, вызбвет запрещение прохождения через него импульса, сформировавшегося на выходе первого элемента ИЛИ 6, Каждое переключение триггера 12 в нулевое состояние приводит к переключению триггер 1 Б в инверсное состояние и т. д, Таким образом,в триггерах 12, 1 ь, 18,11- счетчикафиксируется информация которая присутствует на выходах 262, 26, 288,2626 лреверсивного счетчика, При счете (вычитании) в трехмерном геометрическом коде необходимо е триггеры 1- 1-1 записать исходный трехмерный геометрический код.3 и - 1 . .3 и - 2чЗХк2 з +Ч 2 , Х 23+ 1=2 )=1 и приложить к шинам 18 и 21 единичные потенциалы, благодаря чему инверсный выход К-триггера 1; с помощью мультиплексора 2 и мультиплексора Зн присоединяется к С-входу триггера 1 ь инверсный выход К- триггера 1 через мультиплексор 2, мультиплексор 3+ присоединится к С-входу триггера 1+1. а инверсный выход триггера 1 к через мультиплексор 2;+ и мультиплексор 3+1 подсоединится к С-входу триггера 1+, Процесс вычитания импульсов в трехмерном геометрическом коде происходит аналогично рассмотренному процессу суммирования в том же коде.101750056Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я которых подсоединены соответственно к САсинхронный реверсивный двоичный входуК-триггера первого разряда и второ- счетчик, содержащий первый элемент И и му и третьему информационным входам первый элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, ввторого мультиплексора второго разряда, каждом 1-м разряде счетчика, начиная со 5 прямой и инверсный входы первогоэлеменвторого младшего, первый и второй мульти- ты ЗАПРЕТ подсоединены к выходам соотплексоры и в каждом 3-ом разряде(1=0, и - 1, ветственно первого и второго элементов и - разрядность счетчика) 3 К-триггер, пря- ИЛИ, при этом прямой вход второго элеменмой выход которого соединен с выходом та ЗАПРЕТ подключен к выходу второгоэледанного разряда счетчика, а В-входы и 8- 10 мента ИЛИ, а его инверсный вход совместно входы триггеров всех разрядов подсоедине- с третьим информационным входом второго ны соответственно к шине сброса счетчика мультиплексора третьего разряда подсоеи входным шинам поступления параллель- динен к выходу четвертого элемента И, к ного кода, первый и второй информацион- первому, второму и третьему входам первоные входы первого мультиплексора 1-го 15 го и второго элементов ИЛИ подсоединены разряда подсоединены соответственно к выходы соответственно первого, второго, прямому и инверсному выходам К-триггера третьего элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 3-1-го разряда, управляющий вход данногд и первого, второго, третьего элементов И, мультиплексора соединен с шиной управле- первые входы первого и второго элементов ния суммированием - вычитанием, а выход 20 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, первого второго ,ервого мультиплексора 3-го разряда под- четвертого элементов И соединены с выхоключен к первому информационному входу дом пятого элемента И, вторые входы первторого мультиплексора -го разряда и к вто- ваго элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, рому информационному входу второго первого, четвертого элементов И и первые мультиплексора (3+1)-го разряда, выход вто входы третьего элемента НЕРАВНОЗНАЧ- рого мультиплексора 1-го разряда соединен НОСТЬ и третьего элемента И подключены с С-входом данного разрядаК-триггера, а к выходу шестого элемента И, а к выходу первые управляющие входы всех вторых седьмого элемента И подсоединены вторые мультиплексоров соединены с первой ши- входы второго и третьего элементов НЕ- ной управления режимами, при этом выход 30 РАВНОЗНАЧНОСТЬ и второго и третьего первого мультиплексора (и)-го разряда элементов И и третий вход четвертого элесчетчика подсоединен только к первому ин- мента И, первые входы пятого, шестого и формационному входу второго мультиплек-, седьмого элементов И являются соответстсора данного разряда, о т л и ч а ю щ и й с я венно первым. вторым и третьим входами тем, что, с целью расширения области ис счетчика, а их вторые входы объединены и пользования, заключающегося в обеспече- подсоединены к шине синхронизации, атонии счета в трехмерных геометрических рые управляющие входы всех вторых мулькодах с иррациональным основанием, в не- типлексоров подсоединены к второй шине го введены второй и третий элементы НЕ- управления режимами, а выход первого РАВ НО 3 НАЧ НОСТЬ, второй. третий, 40 мультиплексора 1-го разряда подключен такчетвертый, пятый, шестой и седьмой эле- же к третьему информационному входу втоменты И, первый и второй элементы ИЛИ, рого мультиплексора (+2)-го разряда первый и второй элементы ЗАПРЕТ, выходы счетчика.Составитель Н. КвыткаРедактор С.Патрушева Техред М.Моргентал Корректор Э.ЛончаковаЗаказ 2604 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 101