Кольцевой счетчик

(7) Заявитель ЛЬЦЕВОЙ СЧЕТЧ О-триггера перв с инверсным вых следнего разряд всех О-триггеро шиной 2 го разряда соединедом О-триггера потактовые входысоединены с входи Изобретение относится к автомати-.ке и вычислительной технике и можетбыть использовано при реализации тех,нических средств автоматики и вычислительной техники.Известен кольцевой счетчик, содержащий входную шину, шину установки,разряды на О-.триггерах, первый ивторой элементы И во всех разрядах,дополнительный элемент И и элементНЕ 1,Однако данное устройство отличается недостаточно высокой достоверностью функционирования, сброс любогоО-триггера в "0" приводит к переносу"1" на первый выход, и малым коэффи"циентом пересчетом и + 1, т.е. толь-ко на единицу больше, чем количествоО-триггеров.Наиболее близким по техническойсущности является кольцевой счетчик,содержащий разряды на последовательно соединенных О-триггерах, О-вход Недостатком известного устройстваявляются ограниченные функциональныевозможности, так как он не имеет позиционных выходов, и низкая достоверность функционирования - возможны сбоив виде лишних волн нулей и единиц,Цель изобретения - расширенйе.функциональных возможностей и повышение достоверности функционирования.Поставленная цель достигается тем,что в кольцевой счетчик, содержащийразряды на последовательно соединенных О-триггерах, О-вход О-триггера 20 первого разряда соединен с инверснымвыходом О-триггера последнего разряда, тактовые входы О-триггеров совторого по последний разряд соедине3 97459 ны с входной шиной, введены в каждый разряд, кроме первого, первый, второй, третий и четвертый элементы И, в первый разряд первый, второй и третий элементы И первого разряда, два з элемента НЕ, три элемента ИЛИ, первые входы первого, третьего и второ" го четвертого элементов И каждого раз. ряда, кроме первого, соединены соответственно с инверсным и прямым вы ходами О-триггера, а вторые входы первого, второго и третьего четвертого элементов И этих же разрядов соединены соответственно с инверсным и прямым выходами О-триггера первого 5 разряда и выходами первых и четвертых элементов И предыдущих разрядов, первые входы первого и второго элементов И первого разряда соединены соответственно с инверсным и прямымЪыхо о дами 0-триггера первого разряда, их вторые входы через первый элемент НЕ соединены с выходом первого элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами первого и четвертого элемен з тов И последнего разряда, третьи входы, первого и четвертого элементов И пер-вого и второго разрядов через второй элемент НЕ соединены с шиной установ- ки, третьи входы первого и четверто- щ го элементов И последнего разряда соединены соответственно с четвертым и прямым выходами 0-триггера первого разряда, входы установки в ноль 0-триггеров всех разрядов, кроме второго, соединены с выходами первых элементов И своих разрядов, вход установки в ноль О-триггера второго разряда соединен с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого соединены с виной установки и с выходом первого элемента И второго разряда, входы установки в единицу О-триггеров всех разрядов, кроме первого, соединены с выходами четвертых элементов И своих разрядов,вход установки в единицу первого разряда соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, входы которого соединеныс шиной установки и выходом второго элемента И первого разряда, тактовыйЯ вход. О-триггера первого разряда соединен с выходом третьего элемента И первого разряда, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй - с входной шиной.На чертеже представлена схема кольцевого счетчика.Устройство содержит О-триггеры 1 Ч, 1=2,1=п, элементы 2=2, 2=3 2 42=п; Зф 2, 3=33:и, 4 з 2, 4 3,4=п 5=2, 5=3,. п, 6-8 И, элементы 9, 10 НЕ, элементы 11-13 ИЛИ, шину 14 установки, тактовую шину 15,Структурно предлагаемое устройство состоит из и-разрядного кольцевого счетчика Джонсона, 0-триггеры1=1, 1=2, ,1=и с перекрестной связью между последним и первым разрядами дешифратора кодов счетчика Джонсона в позиционные сигналы, снимаемыес выходов, элементы И 2-,2, 2=3,2-п,3=2, 3=3, ,З=п, 4=2, 4=3,4:и; 5=25 3 15=п, элементов обратной связи"элементов 8, 7 И, элементов управления элементами обратной связи - элементов 9, 10 НЕ, элементов тактирования О-триггера первого разряда - элементов ИЛИ 13 и И 8, элементов установки исходного состояния - элементов ИЛИ 11, 12,Кольцевой счетчик работает следующим образом,Сначала происходит последовательное заполнение логическими "1" всехразрядов, начиная с первого, а затемпервый разряд переходит в состояние"0" и происходит обратный процесс:последовательное заполнение всех разрядов счетчика логическими"0". Коэффициент пересчета 2 и, Выходами кольцевого счетчика являются выходы элементов И дешифратора 4"2, 4=3,.4:и, 3 и, 3=2, 3=3,3=п, 2 и. Установка исходного состоянияосуществляется подачей "1" на шину14 установки, Сигнал установки черезэлемент 10 НЕ отключает элементы 7,6 И - обратные связи на входы установкив "0" и "1" О-триггеров первого и второго разрядов 1=1, 12 и устанавливает их в "1" и,"0". На выходе элемента И 4:2, первом позиционном выходе, появляется "1", что и соответствует исходному состоянию,После первого тактового импульсана выходах О-триггеров 1=1, 1-2, 1 3состояние 110 и "1" на выходе элемента М 3, Состояние, последующих, послепервого 0-триггера с нулевым состоянием, 0-триггеров не имеет значениядешифратор формирует сигнал совпадения (логическую 1") единичных состояний О-триггеров предыдущих от первого нулевого разряда с первым нулевымразрядом и второго сигнала совпадениябыть не может. После второго тактового импульса на выходах 0-триггеров5 9745.1, 1:2, за 3, 1 в 4 состояние 1110 и "1" на выходе элемента 4:4 и т. д после (и)-го тактового импульса на выходах О-триггеров 1"-1, 1=2,1=и1=п состояние 1110 и "1" на выходе 5 элемента 4-,-и, после (и)-го тактового импульса О-триггеры всех разрядов установятся в "1" и "1" будет на выходе элемента 5:и. В процессе первой половины счета - последовательного ф заполнения логическими "1" всех разрядов - сигналы (логические "1") с выходов элементов дешифратора - элементов 5:2 5=3, .5=и запрещают ложное переключение из "1" в "0" О-триг- ф геров своих разрядов, блокируя ложный перенос, в результате сбоя, выходного позиционного сигнала назад в предыдущие разряды, Ложное переключение из" в "О" О-триггеров 1=1 запреще- ф но элементном обратной связи - элементом 6. Ложное переключение О-триггеров последующих от выходного сигна-, ла не влияет на выходы кольцевого счетчика, Ложное переключение из "0" фф в 1" первого К-триггера с нулевым состоянием приводит к автоматическому переходу выходного сигнала в сле" дующий разряд. Ложное переключение из "0" в одновременно первого О-триго гера с нулевым состоянием и последующих приводит к переносу выходного сиг- нала через один и более разрядов. Таким образом, только ложное переключение из "0 в "1" подряд двух и более д О-триггеров причем обязательно, вме" сте с первым О-триггером с нулевым состоянием, приводит к переносу выходного сигнала на один и более разрядов. 40Логйческая "1" с выхода элемента 5=п через элемент 13 ИЛИ открывает дополнительный элемент 8 и через элемент 9 отключает обратные связифО-триггера первого разряда - элемен- з ты 7, 6, разрешая его переключение. Следующим и-м тактовым импульсом О-триггер 1:1 переходит в "0" и на выходе элемента 3:2 "1" и следующими тактовыми импульсами в О-триггеры раз-у рядов последовательно записываться .нули. После (и+1)-го тактового импульс. са на выходах О-триггеров 1:1, 1:2, 1=3 состояние 001 состояние последующих О-триггеров не влияет на выходы кольцевого счетчика) и "1" на выходе элемента 33 и т. д., после (2 и)-го тактового импульса на выходах О-триггеров, 1 1, 12, ,1=и, 1 вп еостоя 92Ьние 0001 и "1" на выходе элемента 3=и, после (2 и)-го тактового импульса на выходах О-триггеров 1=1, 1=2, ,1=и, 1 аи состояние 0000 и "1" на выходе элемента 2=и. В процессе второй половины счета, последовательного заполнения нулями О-триггеров разрядов, сигналы с выходов элементов дешифратора - элементов 2=2, 2=3,2=п запрещают ложное переключение О-триггеров своих разрядов из "0" в "1", запрещая перенос выходного сигнала назад, в иредыдущие разряды. Ложное переключение из"0" в "1" О-триггера первого разряда запрещено элементом обратной связи - элементом 7 Ложное переключение из "1" в "0" первого О-триггерас единичным состоянием приводит к автоматическому переносу вйходного позиционного сигнала в следующий разряд. Одновременное ложное переключение из "1" в "0" первого О-триггера с единичным состоянием и последующего( последующих приводит к переносу выходного позиционного сигнала наодин ;несколько) разрядов вперед.Ложное переключение О-триггеров последующих от выходного позиционного сигнала разрядов не влияет на выходы, т. о. только ложное переключение из "1" в "0" одновременно двух и более О-триггеров вместе с первым О-триггером с едийичным состоянием приводит к переносу выходного позиционного сигнала через один и более разрядов.Логическая "1" с выхода элемента2:и через элемент 13 открывает дополнительный элемент 8 и через элемент 9отключает обратные связи О-триггера первого разряда - элементы 7, 8, разрешая его переключение. Следующим 2 и-м тактовым импульсом в О-триггер 1=1 записывается "1" и на выходе элемента 4-"2 Ч" и последующими тактовыми импульсами в О-триггеры разрядов последовательно записываться единицы, т. е. процесс повторяется. Выходамиустройства служат выходы элементов 4=2, 4 3,4 и, э=и, 3=2, 3=3,3:и, 2=п. На выходах элементов 4=2, 4:3, .4=и получены сигналы совпадения единичных состояний предыдущих разрядов с нулевым своего, на выходах 3=2, 3=3,3=и получены сигналы совпадения нулевых состояний предыдущих разрядов с единичным состоянием своего, на выходах элементов 2:и и 5 иполучены сигналы совпадения нулевых и7 974592единичных состояний всех разрядов.Такой принцип формирования выходныхпозиционных сигналов исключает появление на выходах устройства выходахдешифратора) более одной "1", только з с я тем, что, с целью расширения одна "1" может быть на выходах кольцевого счетчика в любой момент време.ни, Сигналы элементов дешифратораэлементы 5:2, 5=3,5=п запрещаютложное переключение из "1" в "0". 16О-триггеров своих разрядов, сигналыэлементов дешифратора - элементов2=2, 23,2:и запрещают ложноепереключение из "О" в "1" 0-тригге ров своих разрядов. Ложное переключе- иние 0-триггера первого разряда запрещено обратными связями - элементами7,6. Принцип построения дешифратораисключает исчезновение единицы и появление на выходах более одной единицы. Элементы 2=п и 5:и дополнительносоединены с инверсным и прямым выходами О-триггера первого разряда для устранения задержек исчезновения "1" навыходах устройства - элементах 2:и ди 5=п. Задержка обусловлена .временемперехода из "1" в "О" последовательных цепочек элементов 2 д 2, 2=3,2 ии 5=2, 5:2, 5=п. Элементы7 и 5 м 2 соединены через элемент 0с шиной установки для отключения обратной .связи на время установки.На тактовый вход О-триггера 1=1 сигналы поступают только в моменты, когдавсе разряды находятся в "1" или в"0", все остальное время ложное переключение О-триггера 1 блокируется элементами обратной связи - элементами 7,8. Примененный дешиФратор позволяет упростить установку за счетуменьшения количества связей, с шинойустановки соединяются только два первых разрядаТаким обрезом, введение в каждыйразряд, кроме первого, четырех элементов И, в первый разряд двух элементов И, дополнительного элемента И,два элемента НЕ, три элемента ИЛИ позволяет получить позиционный код с высокой достоверностью -функционированият. е. высокой помехоустойчивостью. 81дом О-триггера последнего разряда,тактовые, входы О-триггеров со второго по последний разряд соединены свходной шиной, о т л и ч а ю щ и йфункциональных возможностей и повыФормула изобретенияФКольцевой счетчик, содержащий раз- ф ряды на последовательно соединенных О-триггерах, О-вход О-триггера первого разряда соединен с инверсным выхошеиия достоверности функционированиявведены в каждый разряд, кроме первого, первый, второй, третий и четвертый элементы И, в первый разряд первый, второй и третий элементы И первого разряда, два элемента НГ, триэлемента ИЛИ, первые входы первого,третьего и второго четвертого элементов И каждого разряда, кроме первого,соединены соответственно с инверсным и прямым выходами О-триггера, авторые входы первого, второго и третьего четвертого элементов И этих жеразрядов соединены соответственно синверсным и прямым выходами 0-триггера первого разряда и выходами первыхи четвертых элементов И предыдущихразрядов, первые входы первого ивторого элементов И первого разрядасоединены соответственно с инверсными прямым выходами О-триггера первогоразряда, их вторые входы через первый элемент НЕ соединены с выходомпервого элемента ИЛИ, входы которогосоединены с выходами первого и четвер"того элементов И последнего разряда,третьи входы первого и четвертогоэлементов И первого и второго разрядовчерез второй элемент НЕ соединены сшиной установки, третьи входы первогои четвертого элементов И последнегоразряда. соединены соответственно счетвертым и,прямым выходами О-триггера первого разряда, входы установкив ноль О-триггеров всех разрядов,кроме второго, соединены с выходамипервых элементов И своих разрядов,вход установки в ноль О-триггера,второго разряда соединен с выходомвторого элемента ИЛИ, входы которо-го соединены с шиной установки и свыходом первого элемента И второгоразряда, входы установки в единицу0-триггеров всех разрядов, кромепервого, соединены с выходами четвер-тых элементов И своих разрядов, вход .установки в единицу первого разрядасоединен с выходом Третьего элементаИЛИ, входы которого соединены с шинойустановки и выходом второго элементаИ первого разряда, тактовый входО-.триггера первого разряда соединен9 974592 с выходом третьего элемента И первого разряда, первый вход которого со, единен с выходом первого элементаИЛИ, второй - с входной шиной.5 Источники информации,принятые во внимание. при экспертизе101. Авторское свидетельство СССР йо заявке к 2831413/18-21,кл. Н 03 К .23/00, 1980.2. Гутников В, С, Интегральная электроника в измерительных устройствах, Л., "Энергия", 1980, с. 211; рис. 13-4 а.