Счетчик импульсов

(54) СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ (57) Использование: изобрет к устройствам импульсной т быть использовано в цифро автоматике и в микросхем ность изобретения: счетчик держит трехразрядные зле из которых содержит элемен мент И (20), три триггера (1 имеют расширение входов Р 2 2 г Фиг Я ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1.Р 1) Институт горного дела(56) Авторское свидетельство СССРЬ 577682, кл, Н 03 К 23/00, 1976,Авторское свидетельство СССРМ 1443168, кл. Й 03 К 23/40, 1987.Авторское. свидетельство СССРМ 1,322467, кл, Н 03 К 23/00, 1985. ение относится ехники и может вой технике; в отехнике, Сущимпульсов соменты, каждый т ИЛИ (19), эле-18), которые по И,4 ил.10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в цифровой технике, в автоматике и в микросхематике,Цель изобретения - повышение быстродействия, упрощение схемы счетчика и улучшение его характеристик, а именно выполнение счетчика полностью в системе прямой логики, когда на его счетный вход подаются прямые импульсы и переключения триггеров происходят по фронтам этих импульсов.На фиг,1 изображена схема счетчика; на фиг,2 - схема трехразрядного элемента; на фиг,3 - временная диаграмма работы счетчика; на фиг.4 - схема О-триггера,Счетчик импульсов (фиг,1) содержит 1- 3 - трехразрядные элементы; 4 - счетный вход Т счетчика; 5 - вход сброса В счетчика;6 - вход управления последнего трехразрядного элемента счетчика; 7 - 15 - выходы О 1-09 разрядов счетчика,Каждый трехразрядный элемент (фиг.2) содержит 16 - 18 - первый 16, второй 17 и третий 18 триггеры: 19 - элемент ИЛИ; 20 - элемент И; 21 - счетный вход Т; 22 - вход сброса В, 23 - вход управления Ч; 24 - 26 - выходы первого 24-О 1, второго 25-02 и третьего 26-ОЗ разрядов; 27 - выход переноса РТ; 28 - вь 1 ход управления РКРабота счетчика поясняется временной диаграммой на фиг,3, на которой цифрами 29-71 обозначены отдельные импульсы.Исходное состояние - все триггеры на фиг.2 находятся в состоянии О, на входе 23 управления Ч имеется сигнал 1 с выхода РЧвторого трехразрядного элемента. На выходе 28 РЧ имеется сигнал 1. На остальных входах и выходах имеются сигналы О.На вход Т подаем импульсы.Первый импульс 29 переключает триггер 16 в состояние 1, на его выходе 24 формируется фронт импульса 30, Импульс 29 проходит на импульсные выходы ОВ триггеров 17 и 18 - импульсы 31 и 32; На выходе 28 формируется спад импульса 33. На выхо.дах 26 - 24 ОЗ-О 1 элемента формируется код 001, соответствующий числу 1 в коде Фибоначчи,Второй импульс 34 переключает триггеры 16 и 17 - импульсы 30 и 35, проходит на импульсные выходы ОВ первого 16 и третьего 18 триггеров - импульсы 36 и 37, На выходе 28 формируется фронт импульса 38. На выходах ОЗ-О 1 - код 010, соответствующий числу 2 в коде Фибоначчи.Третий импульс 39 переключает второй 17 и третий 18 триггеры - импульсы 35 и 40, и проходит на импульсные выходы первого 16 и второго 17 триггеров - импульсы 41 и 42. На выходах ОЗ -О 1 формир ге гсяод 100 соответствующий числу 3 в коде Фибоначчи.Четвертый импульс 43 переключает только первый триггер 16 - импульс 44, и проходит на импульсный выход второго триггера 17 - импульс 45. На выходах ОЗ-О 1 формируется код 101, соответствующий числу 4 в коде Фибоначчи,Пятый импульс 46 переключает первый 16 и третий 18 триггеры в состояние О. Теперь все триггеры первого трехразрядного элемента 1 находятся в состоянии О. Импульс 46 проходит на импульсные выходы ОВ всех триггеров трехразрядного элемента - импульсы 47-49. и через элемент И 20 проходит на выход переноса 27 - импульс 50. На выходе 28 формируется фронт импульса 51, Импульс 50 с выхода 27 поступает на вход 21 второго трехразрядного элемента и переключает в нем триггер 16 в состояние 1. При этом на выходе 10 счетчика формируется импульс 52, а на выходах 12 - 7 Об - О 1 счетчика формируется код 001000, соответствующий числу 5 в коде Фибоначчи, На выходе 28 второго элемента 2 и на входе 23 первого элемента 1 формируется спад импульса 53, При сигнале 0 на входе 23 третий триггер 18 в трехразрядном элементе не может быть переключен подаваемыми на вход 21 импульсами,Шестой импульс 54 действует так же, как первый импульс 29, на выходе 24 формируется импульс 55. На выходах 12 - 7 счетчика Об-О 1 формируется код 001001, соответствующий числу 6 в коде Фибоначчи.Седьмой импульс 56 действует так же, как второй импульс 34, на выходе 25 формируется импульс 57. На выходах 12 - 7 Об - О 1 формируется код 001010, соответствующий числу 7 в коде Фибоначчи.Восьмой импульс 58 переключает второй триггер 17 в состояние 0 - импульс 57, проходит на импульсные выходы ОВ всех триггеров - импульсы 59-61, и на выход элемента.И 20 - импульс 62. Импульс 62 поступает на второй 2 трехразрядный элемент, в котором переключает первый 16 и второй 17 триггеры в состояния 0 и 1 - импульсы 52 и 63. На входе 23 первого трехразрядного элемента 1 формируется фронт импульса 1. На выходах Об - О 1 формируется код 010000, соответствующий числу 8 в коде фибоначчи.Следующие пять импульсов (65 - 69) действуют так же, как первые пять импульсов (29, 34, 39, 43, 46), На выходе 27 первого трехразрядного элемента снова формируется импульс 70 переноса, при этом на выходах 11 и 12 счетчика формируется спад импульса 63 и фронт импульса 71, На выхо5 10 Счетчик импульсов в коде Фибоначчи, 15 содержащий отдельные трехразрядные элементы, каждый из которых имеет счетный, вход и вход управления, выход переноса ивыход управления, выходы переноса и управления 1-го трехразрядного элемента под ключены соответственно к счетному входу ивходу управления соответственно (1+1)-го и 0-1)-го трехразрядного элементов, каждый 25 35 выполнены с дополнительными импульсными выходами ОЯ и с расширением по входу О по И, входы О первого триггера подклю 40 дах 15-7 09-01 формируется код 000100000, соответствующийчислу.13 в коде Фибоначчи.О-триггеры с дополнительным импульсным выходом широко известны (см, например книгу В,В.Климова, Импульсные ключи в цифровых устройствах, 1989), На фиг.4 приведена схема такого триггера, Он содержит В 5-триггер 72 и импульсный ключ 73 с запоминанием сигнала управления, О-триггер имеет также вход О 74, переключающий (тактируемый) вход 75, прямой 76 и инверсный 77 выходы и импульсный выход 78,Технические преимущества предло-. женного счетчика импульсов в коде Фибоначчи:простота схемы, по сравнению с устройством-прототипом отсутствуют элементы НЕ, меньше элементов И, меньше связей между элементами;улучшение характеристик, а именно предложенное устройство запускается прямыми импульсами и срабатывает по фронтам этих импульсов, в то время как устройство-прототип срабатывает по спадам этих импульсов (что является недостатком, поскольку обе схемы выполнены в системе прямой логики и запускаются пря- . мыми импульсами);повышение быстродействия, что можно 3 выявить лишь в сопоставлении устройств. Известно, что задержка формирования импульса на выходе триггера отноаительно переключающего импульса для большинства триггеров равна Ттр = 4 Тлэ, где Тлэ - задержка распространения импульса элементом ИЛИ-НЕ или И - НЕ. Известно также, что задержка распространения импульса элементами И и ИЛИ равна Ти = Тили = 2 Тлэ. По спаду счетного импульса в устройстве- прототипе переключаются триггеры и, следовательно, задержка формирования сигнала на входах элементов И равна 4 Тлэ. Последовательно соединенные элементы И и ИЛИ вносят задержку распространения 4 импульса тоже равную 4 Тлэ. Общая задер. жка равна 8 Тлэ. Максимальная частота импульсов, которая может быть подана на счетный вход счетчика, равна 1/8 Тлэ. У предложенного счетчика задержка распространения импульса через импульсный ключ равна 2 Тлэ и через элемент И - тоже 2 Тлэ, итого 4 Тлэ. Следовательно, максимальная частота, которую можно подать на счетный вход предложенного устройства, равна 1 - 4 Тлэ, т.е, в два раза больше. Таким образом, предложенное устройство по сравнению с прототипом имеет в два раза большее быстродействие. Формула изобретения трехразрядный элемент содержит логические элементы И и ИЛИ и три триггера,инверсный выход первого из которых подключен к выходу управления трехразрядндго элемента, тактовые входы всех триггеров соединены и подключены к счетному входу трехраэрядного элемента, выход логического элемента И соединен с вьходом переноса трехразрядного элемента, а первый вход логического элемента ИЛИ подключен к выходу второго триггера, о т л и ч а ю щ и й с я тем. что, с целью упрощения, О-триггеры цены к инверсным выходам первого и второго триггеров, входы О второго триггера подключены к выходу первого триггера и к инверсному выходу третьего триггера, входы О третьего триггера подключены к инверсному выходу первого триггера, к выходу управления трехразрядного элемента и к выходу элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу третьего триггера, а импульсные выходы ОВ всех триггеров трехразрядного элемента подключены к входамэлемента И.ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Про Заказ 1730 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открцтиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб 4/5