Кольцевой счетчик

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Э и 940311(51) М. Кл, Н 03 К 23/00 3 Ъоударствопай комитет СССР по делам изобретений и открытий(54 ЬЦЕВОИ СЧЕТЧИК явл стройства явля ь из-аа низкой на каждый вых Недостатком этося невысокая надеж экономичности,так Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и может бытьиспользовано при реализации техническихсредств автоматики и вычислительнойтехники.Известен кольцевой счетчик, содержащий входную шину, шину сброса, разрядына Р -триггерах, каждый разряд, кромепервого, содержит элемент И 1 ),Недостатком известного устройстваяется относительно низкая надежность,твк квк при возникновении сбоев возможнс распространение нескольких единиц вустройстве, и низкая экономичность (накаждый выход используется Э-триггери элемент И),Наиболее близким к предлагаемому потехнической сущности является кольцевойсчетчик, содержащий входную шину, шинуустановки, разряды на Д -триггерах, первый и второй элементы И во всех разрядах, дополнительный элемент И и элемент НЕ, первый входы первого и второго элементов И соецннены соответственЭ но с инверсным и прямым выходами Этриггера, вторые входы - с выходомпервого элемента И предыдущего разряда,вторые входы первого и второго элементов И первого разряда соединены с шинойустановки, выход второго элемента И связан с 2-входом Д-триггера с последующего разряда, выход первого элементаИ последнего разряда соединен с -входом -триггера первого разряда и черезэлемент НЕ с первым входом дополни-тельного элемента И, второй вход и выход которого связаны с инверсным выходом и входом установки в 0"-триггера первого разряда, выход первого элемента И в каждом разряде кроме первого, соединен с входом установки в 03-триггера, входная шина связана с тактовыми входами Э-триггеров всех разрядов 21.3 0403используется О григгер и два элемента И,Цель изобретения - повышение надежности за счет упрощения конструкции.Поставленная цель достигается темэ 5что в кольцевой счетч.ик, содержащийвходную шину, шину установки, и разрядов на 3 григгерах, первый и второйэлементы И во всех разрядах, третийэлемент И первого разряда и первый элемент НЕ, первые входы первого и второго элементов И соединены соответственно с инверсным и прямым выходамиР-триггера, вторые входы первого ивторого элементов И первого и остальных разрядов соединены с шиной установки и выходами первых элементов Ипредыдущих разрядов, первый вход третьего элемента И первого разряда черезпервый элемент НЕ соединен с Ц-входом3-триггера, инверсный выход и входустановки в "0" которого соединены сего вторым входом и выходом, входнаяшина соединена с тактовыми входами) -триггеров всех разрядов, введены четвертый элемент И в первый разряд,.третий, четвертый элементы И в каждый последующий разряд, первый элемент ИЛИво все разряды, второй элемент ИЛИ вразряд с третьего по (И)-ый дополнительный элемент И, второй элемент НЕ,матричный дешифратор, содержащий ( И)строку по (И), (о), (0-2), (И-З),2 элементов И и (И) столбец по 2, ЗЬ), (И), ( ъ 1) элементов И, пер 35вый и второй входы четвертого элемента И первого разряда соединены с прямым выходом 2-триггера и выходомтретьего элемента И второго разряда,первые входы третьего и четвертого элементов И всех начиная со второго разрядов соединены с инверсным и прямымвыходами Д -триггера, вторые входы -с выходом третьего элемента И последующего разряда, вторые входы третьего45и четвертого элементов И О-ного разрядасоединены с шиной установки, входы установки в "0" Ц-триггеров второго и Иного разрядов соединены с выходами первого и третьего элементов И второго и"О" З-триггеров с третьего по (И)-ыйразрядов через вторые элементы ИЛИ соединены с выходами первых элементов Исвоих разрядов и третьих элементов Ипредыдущих разрядов,р -вход З-триггера55первого разряда через первый элементИЛИ соединен с выходами четвертого ипервого элементов И первого и И -ного фразрядов и выходами последних элементов И всех столбцов, кроме последнего,матричного дешифратора, Э-входы Д -триггеров остальных, кроме И-ного, разрядов соединены через первые элементыИЛИ с выходами вторых элементов Ипредыдущих разрядов и четвертых элементов И своих разрядов, 3 -вход 9 -триггера И-ного разряда соединен через первый элемент ИЛИ с выходами второгоэлемента И (И)-ого разряда и дополнительного элемента И, первый вход которого соединен с выходом четвертогоэлемента И И-ного разряда, второй входчерез второй элемент НЕ - с выходомпервого элемента И (И)-ого разряда, строки первая, вторая, (И)-я соединены с выходами вторых элементов И с первого по (И)-ый разрядов, столбцы первый, второй,(И)-ый соединены с выходами, четвертых элементов И со второго по И-ый разрядов.На чертеже представлена схема предлагаемого счетчика.Устройство содержит -триггеры 1=1,1=2,.1=и элементы И 2=1, 2-"2 2=и, 3=1, 3=2 ,.13=И 4=1, 4=2,ф 4=И 5=1, 5=2,5=И, 6, матричный дешифратор 7 на элементах И, элементы НЕ 8, 9, элементы ИЛИ 10=1, 10=2,., 10=И, 11=3, 11=411=И, шину 12 установки, входную шину 13. Первая, вторая, (И)-я строки матричного дешифратора 7 соединены с выходамиэлементов И 3=1, 3-23=(И), первый, второй., (И)-ый столбцы соединены с выходами элементов И 5=2, 5=3,"., 5=(И), 5=И, строки матричного дешифратора 7 содержат по (И), (И), (И-З)2 элемента И, столбцы матричного дешифратора 7 содержат 2, 3, 4,., (И), (И) элементов И, т.е. каждый из (И) входов столбцов подключается к элементам И предыдущих и своей строчек, тех строк, которые соединены с выходами элементов И предыдущих и своего разрядов, последний вход столбца подключается к элементам И только предыдущих строк, что обеспечивает 2+ 3+ 4+ + (И) + (И) =И+4 . И -2 выходов, Входная шина соедийена с тактовыми входами всех З - триггеров.Кольцевой счетчик работает следующим образом.В режиме установки на шину 12 установки подается логический "0". Отключаются первые и третьи, четвертые элементы И каждого разряда и на )-входовчетвертого тактового импульса "1" появится на выходах элементов 3=1, 5 дЗ и,следовательно, на выходе первого элемен 1 О тактового импульса "1" появится на выходах элементов 3=2, 5=3 и, следовательно,на выходе второго во втором столбцеэлемента И; после шестого тактового ментов 3=3, 5=3 и, следовательно, навыходе третьего по втором столбце.элемента И; после седьмого тактового импульса 1 появится на выходах элеменв третьем столбце элемента И; после девятого тактового импульса 1 появится на выходах элементов ЗйЗ, 5=4 и третьего в третьем столбце элемента И; после ся на выходах элементов 3 д 4, 54 и четвертого в третьем столбце элементаи+1И и т.д. После и -1 тактового им-и и2.пульса 1. появится на выходах элементов И 3 (Л), 5=И и, следовательно, на выходе последнего в последнем столбце элемента И, после и такЛ+4 тового импульса 1 появится на входе епеиеете Зе, после -- И е 1-соИФ 4тактового импульса 1" появится на выходе элемента 2=Л, после этого процесс повторяется. Элементы 2-"1, 3-1 и 4 И, 5 Л введены для установки исходного состояния и также дают воэможность отключать выходы кольцевого счетчика с сохранением предыдущего состояния после включения. Элемент 6 И осуществляет управляемую обратную связь с прямого выхода на р-вход "З-фгриггера 1-Л. Сбратная связь в каждом разряде с выхода четвертого элемента И на Э- вход позволяет подтверждать единичное состояние разряда до появления 1" на выходе второго элемента И. Совпадение "1" по выходам второго и четвертого элеи ментов И разряда дает значения -- И После каждого такого совпадения следуюшим тактовым импульсом 1" записывается в следующий и первый разряды и появляетсяна выходах четвертого и вто 940311 6всех О-триггеров подаются логические ричного дешифратора появится1", т.е."0", которые тактовым импульсом по на третьем выходе кольцевого счетчика;входной шине 13 запишутся в них. После после третьего, тактового импульса 1". подачи на шину 12 установки логической будут на выходах элементов 32, 52 и,"1" на выходе элемента И 2-И появляет-следовательно, 1" будет на выходе втося "1", что и соответствует исходному рого в первом столбце элемента И; послесостоянию.Выходами кольцевого счетчика являются выходы элементов И 2 йуь 5 д 1 выходы элементов И первого, второго та И во втором столбце; после пятого(у 1-1)-ого столбцов и выход элементаИ Зсу, т.е. общее количество выходов+1=1+и 15 импульса 1 появится на выходах элеВыходами значений Л послеИ+установки служат выход элемента 5=1;выходы последних элементов И в первом,втором (И)ом столбцах и выходэлемента 3-Л "1" на выходах элементов що тов 31, 5-=4 и, следовательно, на выхоИ 5=1, 5 д 2, 5=35=(у), 5:Л, 2 Л де первого в третьем столбце элементапоявляется после установки последователь- И; после восьмого тактового импульсано через 1, 2, 3 (Л), (И), "1" появится на выходах элементов 3=2,тактов. Логическая 1" на выходах эле:4 и, следовательно, на выходе второгоментов 3=1, 3=23 И после установки, 25появляется в следующей последовательности: сначала на выходе элемента 3=1,затем последовательно на выходах элементов Зд 1, 3-"2, затем на выходах 3-1,3=2, 3=3, затем на выходах 3-"1, 3=2, зоЗ=З, 3=4 и т.д. до появления на выходах3-1, 3=2, 3ЗЗ=Л. Значение, Л5+1получаем на выходах элементов И, соединенных с выходами вторых и четвертыхэлементов И в каждом разряде, выходыэтих элементов И через элемент ИЛИсвязаны с Р -входом, -триггера первогоразрядаВ режиме счета на шину 12 установкиподается 1 . Если кольцевой счетчик 4 Опредварительно был установлен, то на выходе элемента 2=р появляется "1", которая через элемент ИЛИ 10=1 поступаетна ) -вход Д -триггера 1=1, отключаетчерез элемент НЕ 8 его обратную связь 4с инверсного выхода на вход установкив 0", осуществляемую элементом 4=1,и первым после установки тактовым импульсом по шине 13 записывается в Этриггер 1=1. На втором выходе. кольцевого счетчика, выходе элемента 5-1 появляется "1", которая с выхрдом элементов5=1 и Зд 1 через элементы 10 д 1 и 10-"2поступает на р-входы Э -триггеров 1=1и 12 и вторым тактовым импульсом55запишется в них, на входах перрой строкии первого столбца, выходах элементов3=1 и 5=2 появится 1", на выходе первого и первом столбце элемента И мат7 940311 8рого элементов И следующего и первогоразрядов. В каждый момент времени, кроме исходного, на одном из выходов второго и четвертого элементов И существу- рядов соединены с шиной установки и выет по1 , в исходном состоянии на всех 5 ходами первых элементов И предыдушихвыходах вторых и четвертых элементовИ "О, На выходах матричного дешифра- И первого разряда через первый элементтора и на выходах кольцевого счетчика НЕ соединен с З входом Э -триггера, инбудет в каждый момент одна и только версный выход и вход установки в "О"одна "1", Случайный в результате сбоя которого соединены с его вторым вхоперенос этой "1 назад в предыдущие дом и выходом, входная шина соединенаразряды и вперед в последующие разряды с тактовымивходами З -триггеров всехограничен вследствие введенных обратных разрядов, о т л и ч а ю щ и й с я тем,связей.Предлагаемый счетчик экономичен, 15из разрядного кольцевого счетчика с,коэффициентом пересчета И+1 получен кольцевой счетчик той же разрядности с коэффициентом пересчета - и + 1,И+4причем чем больше разрядность, тем выше 0 разряд с третьего по (И)-ый дополниэффективность использования предлагаемого устройства. Если использовать невсе состояния кольцевого счетчика, токоличество элементов И в матричном дешифраторе соответственно уменьшается.Так) для получения кольцевого счетчика,выходными сигналами которого послеИг 1установки служат значения - И,используются. только элементы И, соединенные с выходами второго и четвертого элементов И каждого разряца, остальные элементы И матрицы не нужны,По сравнению с известным. предлагаемый кольцевой счетчик уменьшает количество элементов и связей и обладаетвысокой надежностью и простотой исполнения, надежность достигается за счетбольшой экономичности - из И -разрядного кольцевого счетчика с коэффициентомпересчета 0+1 получен кольцевой счетчиктой же разрядности с коэффициентомпересчета-- И +1. Кроме того, в+ 1данном кольцевом счетчике невозможноиснезновение " 1 ", появление на выходахболее одной ",1" и ограничен случайный,вследствие сбоя, перенос этой толькоодной "1" назад, в предыдущие, и вперед,в последующие разряды но с инверсным и прямым выходами ,9 -триггера, вторые входы первого и второ-го элементов И дервого и остальных разразрядов, первый вход третьего элемента)0 что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, в него введенычетвертый элемент И в первый разряд,третий, четвертый элементы И в каждыйпоследующий разряд, первый элемент ИЛИво все разряды, второй элемент ИЛИ в Формула изобретения Кольцевой счетчик содержащий входнуо шину, шину установки, и разрядов на )-триггерах) первый и второй элементы И во всехразрядах, третий элемент И первого разряда и первый элемент НЕ, первый входы первого и второго элементов И соединены соответствен 25 30 35 40 45 50 55 тельный элемент И, второй элемент НЕ,матричный дешифратор, содержащий (И)строку по (И), (и) (И); (И."2 элементов И (и) столбец по 2,3(И), (И( И) элементов И, первый и второй входы четвертого элемента И первого разряда соединены с прямым выходом ) -триггера и выходомтретьего элемента И второго разряда,первые входы третьего и четвертогоэлемента И всех, начиная со второгоразрядов, соединены с инверсным и прямым выходами 0-триггера) вторые входы - с выходом третьего элемента Ипоследующего разряда, вторые входытретьего и четвертого элементов И И-горазряда соединены с шиной установки,входы установки в "О" -триггероввторого и И-ого разрядов соединены свыходами первого и третьего элементовИ второго и (И)-ого разрядов, входыустановки в "О" З-триггеров с третьего по (И)-й разрядов через вторыеэлементы ИЛИ соединены с выходамипервых элементов И своих разрядов итретьих элементов И предыдущих разря-,дов, З-вход З-триггера первого разрядачерез первый элемент ИЛИ соединен свыходами четвертого и первого элементов И первого и и-ого разрядов и выходами последних элементов И всех столбцов, кроме последнего, матричного дешифратора, ) входы 1)-триггеров остальных,кроме и-ого) разрядов соединенычерез первые элементы ИЛИ с выходамивторых элементов И предыдущих разоядов и четвертых элементов И своих разрядов, Я)-вход Э-триггера И -ого разряда соединен через первый элемент ИЛИИсточник и информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Нутников В, С. Интегральная электроника в измерительных приборах. Л., "Энергия, 1974, с. 63, рис. 29,2. Авторское свидетельство СССР 10 по заявке Мц 2831413/18-21,15. 10.79 (прототип).. Ужгороа, ул. Проектная,9 940311 10с выходами второго элемента И (И)-четвертых элементов И со второго по ого разряда и дополнительного элемен- И-й разрядов.та И, первый вход которого соединен свыходом четвертого элемента И и-огоразряда, второй вход через второй элемент НЕ - с выходом первого элемента И (и)-ого разряда, строки первая,вторая и)-я соединены с выходами вторых элементов И с первого поИ)-й разрядов, столбцы первый, второй(И)-й соединены с выходами