Накапливающий счетчик

Отт И САНИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическикреспублик(51)М. Кд Н 03 К 23/00,. Гееудзрстеекай кемнтет СССР пе делам взееретеккй и еткрмтий(72) Автор изобретен Барано дена Ленина институт кибернетики 71) Заявител 5) НАКАПЛИВАОЦИЙ СЧЕТЧИК Щ 15четИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в различных областях техники и промышленности для счета входной последовательности импуль 5сов и суммирования последовательности двоичных чисел,Известен накапливающий счетчик,содержащий динамический регистр, блоксинхронизации, три элемента И, инвер отор, триггер, элемент ИЛИ и элемент задержки 11 1,Недостаток этого накапливающегосчетчика заключается в ограниченныхфункциональных возможностях.Известен также накапливающий счик, содержащий генератор импульсовсдвига, регистр сдвига и элемент И,тактовый вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов сдви га, а регистр сдвига содерцит разряды, вход каждого из которых, кромепервого, соединен с выходом предыдуего разряда, а каждый разряд, кроме первого, содержит элемент задержки и элемент И, выход и первый вход ко" торого соединены соответственнос выхо дом данного разряда и выходом элемен- та задержки, информационный и тактовый входы которого соединены соответ" ственно с входом данного разряда и первым выходом генератора импульсов сдвига, второй выход которого соеди" нен с тактовыми входами элемента И всех разрядов, первый разряд содержит элемент ИЛИ и элемент И-ИЛИ, выход и тактовый вход которого соединены соответственно с выходом первого разряда и вторым выходом генератора импульсов сдвига, первый выход которо" го соединен с тактовым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с пер вым входом первой группы входов по И элемента И-ИЛИ, второй вход первой группы входов по И и первый вход второй группы входов по И которого со81 4первого разряда и вторым входом второго элемента И-НЕ, который соединен с выходом элемента И, первый вход которого соединен с входом нанапливающего счетчика и первым входом элемента ИЛИ первого разряда, второй вход которого соединен с выходом последнего разряда регистра сдвига и вторым входом элемента И, а первый и второй выходы генератора импульсов сдви га соединены с тактовыми входами соответственно первого и второго элементов И-НЕ, а также тактовыми входами утриггера.1На чертеже показана структурная схема накапливающего счетчика,Накапливающий счетчик содержит генератор 1 импульсов сдвига, регистр 2 сдвига, элемент И 3, первый и второй элементы И-НЕ 4 и 5, а такие 5-триггер 6 на элементах И-ИЛИи задержки 8. Тактовый вход элемен,ч И 3 соединен с первым выходом генератора 1 импульсов сдвига, а регистр 2 сдвига содержит разряды 9 и 10, вход каждого 9 из которых, кроме первсго 10 соединен с выходом предыдущего разряда а каждый разряд, кроме первого 10, содержит элемент 11 задержки и элемент И 12, выход и первый вход котОрого соединены соответственно с выходом данного разряда 9 и выходом элемента 11 задержки, информационный и тактовый входы которого соединены соответственно с входом данного разряда 9 и первым выходом генератора 1 импульсов сдвига, второй выход которого соединен с тактовыми входами элементов 12 И всех разрядов 9, первый разряд 10 содержит эле",мент ИЛИ 13 и элемент И-ИЛИ 14, выход и тактовый вход которого соединены соответственно с выходом первого разряда 10 и вторым выходом генератора 1 импульсов сдвига, первый выход которого соединен с тактовым входом элемента ИЛИ 13, выход которого соединен с первым входом первой группы входов по И элемента И-,ИЛИ 14, второй вход первой группы входов по И и первый вход второй группы входов по И которого соединены с вторыми входами .элементов И 12 всех разрядов 9 и с шиной 15 сброса, Первый выход б-триггера б соединен с первым входом первого элемента И-НЕ 4, выход и второй вход которого соединены соответственно с третьим входом эле 310014вдинены с вторыми входами элементов Ивсех разрядов и с шиной сброса21,,Недостатком этого накапливаюцегосчетчика является ограниченность егофункциональных возможностей. Этот зсчетчик не может использоваться длясложения двоичных чисел в последовательном коде,Цель изобретения - расширение функОциональных возможностей накапливающего счетчика,Поставленная цель достигается тем,что в накапливающий счетчик, содержащий генератор импульсов сдвига, регистр сдвига и элемент И, тактовыйвход которого соединен с первым выходом генератора импульсов сдвига, арегистр сдвига содержит разряды,вход каждого из которых, кроме пер 20вого, соединен с выходом предыдущегоразряда, а каждый разряд, кроме первого содержит элемент задержки и элемент И, выход и первый вход которогосоединены соответственно с выходомданного разряда и выходом элементазадержки, информационный и тактовыйвходы которсго соединены соответст"венно с входом данного разряда и пер"вым выходом генератора импульсов сдви30га, второй выход которого соединен стактовыми входами элемента И всехразрядов, первый разряд содержит элемент ИЛИ и элемент И-ИЛИ, выход итактовый вход которого соединены соответственно с выходом первого разряда и вторым выходом генератора импульсов сдвига, первый выход которого соединен с тактовым входом элемента ИЛИ,выход которого соединен с первым вхо-.дом первой группы входов по И элемента И-ИЛИ, второй вход первой группы входов по И и первый вход второйгруппы входов по И которого соединеныс вторыми входами элементов И всехразрядов и с шиной сброса, введеныпервый и второй элементы И-НЕ и Б -триггер, первый выход которого соединенс первым входом первого элемента И-НЕ,выход и второй вход которого соедине"ны соответственно с третьим входомэлемента И второго разряда и выходомвторого элемента И-НЕ, первый входкоторого соединен с вторым входом второй группы входов по И элемента И-ИЛИпервого разряда и вторым выходом55В-триггера, инверсный вход сброса иустановочный вход которого соединенысоответственно с выходом элемента ИЛИ5 1001мента И 12 второго разряда и выходомвторого элемента И-НЕ 5, первый входкоторого соединен с вторым входомвторой группы входов по И элемента И-ИЛИ 14 первого разряда и вторымвыходом 5-триггера 6, инверсный входсброса и установочный вход которогосоединены соответственно с выходомэлемента ИЛИ 13 первого разряда 10 ивторым входом второго элемента И НЕ 5,Окоторый соединен с выходом элемента И 3, первый вход которого соединенс входом 16 накапливающего счетчика и первым входом элемента ИЛИ 13первого разряда, второй вход которого соединен с выходом последнего разряда регистра 2 сдвига и вторым входом элемента И 3, а первый и второйвыходы генератора 1 импульсов сдвига соединены с тактовыми входами соответственно первого 4 и второго 5элементов И-НЕ, а также тактовымивходами Б-триггера.5 -триггер содержит элемент И-ИЛИ 7и элемент 8 задержки, вход каждого 25соединен с выходом элемента И-ИЛИ 7и первым выходом 6-триггера, второйвыход которого соединен с выходомэлемента 8 задержки и первым входомпервой группы ходов по И элемен- зота И-ИГИ 71 второй вход первой группы входов по И и вход второй группы входов по И которого соединенысоответственно с инверсным входомсброса К и установочным входом 5-три гз 5гера.Накапливающий счетчик работаетследующим образом.В исходном состоянии регистр 2сдвига устанавливается в нулевое 40состояние логического нуля, который подается по шине 15 сброса. Сигнал логического нуля, действующийпо шине 15 сброса, закрывает элемент И-ИЛИ 14 первого разряда 10 и 4все элементы И 12 последующих разрядов 9. На входной шине 8 действуетсигнал логического нуля, который закрывает элемент И 3. Сигнал логического нуля, действующий на выходе эле Омента ИЛИ 13 первого разряда 10,устанавливает-триггер 6 в нулевоесостояние, в котором на его первом ивтором выходах действуют сигналы логического нуля,55Накапливающий счетчик может функционировать в двух режимах в зависимости от входной последовательности 481 6сигналов Если на входную шину 16 подать последовательность импульсов счастотойьъ= т КМ (1)где- частота тактовых сигналовгенератора 1;й - число разрядов регистра 2сдвига;К - кратность обращения числа врегистре 2 сдвига,то накапливающий счетчик функциониру"ет в режиме счета входной последовательности импульсов. Если на входнуюшину 16 подать, начиная с младшегоразряда, последовательность двоичныхчисел с частотой, определяемой соотношением (1 ), то накапливающий счетчик функционирует в режиме накоплениясуммы последовательности двоичных чи"сел.В режиме счета входной последова"тельности импульсов накапливающ йсчетчик работает следующим образом.На шине 15 сброса в режиме счетадействует сигнал логической единицы,который снимает блокировку регистра 2сдвига. Сигналы логического нуля пер"вого и второго выходов-триггера 6формируют на выходах элементов И-НЕ Йи 5 сигналы логической единицы.Первый импульс, действующий навходной шине 16 по тактовому импульсу первого выхода генератора 1 устанавливает на выходе элемента ИЛИ 13первого разряда 10 сигнал логической единицы. На выходе элемента И 3формируется сигнал логического нуля,так как на выход последнего разряда 9 регистра 2 сдвига действуетсигнал логического нуля, Следовательно, В -триггер 6 сохраняет нулевое состояние, а сигнал логическойединицы с выхода элемента ИЛИ 13 первого разряда 1 О под действием ии.пульсов сдвига генератора 1 за Й тактов.(где - количество разрядов регистра 2 сдвига) сдвигается в последний разряд 9 и действует на выходерегистра 2 сдвига к моменту действияна входной шине 16 второго импульса,если, например, частота входной после.довательности импульсовИ, т "Второй импульс входной последовательности совместно с сигналом логи"ческой единицы выхода регистра 2 сдвига приводит к срабатыванию элемен"та И 3, выходной сигнал которого потактовому импульсу второго выхода ге7 10014нератора 1 Формирует на выходе элемента И-ИЛИ 7 (.первый выход,5-триггера 6 ), сигнал логической единицы. Сигнал логической единицы на выходе эле"мента 8 задержки второй выход -триг гера 6) Формируется спустя полпериодатактовой частоты по тактовому импуль-су первого .выхода генератора 1. В этовремя на входах элемента И-НЕ 4 действуют сигналы логической единицы перфваго выхода 9-триггера 6 и выхода эле"мента И-НЕ 5 которые по тактовомуимпульсу первого выхода генератора 1формируют на выходе элемента И-НЕ 4сигнал логического нуля, который блокирует элемент И 12 второго разряда 9в момент сдвига через этот элементединицы младшего разряда двоичного кода регистр 2. В это время сигнал логической единицы второго выхода гО5-триггера 6 обеспечивает по тактовому импульсу второго выхода генератора 1 формирование на выходе элемента И-ИЛИ 14 сигнала логической единицы в момент сдвига через этот элемент второго разряда двоичного кодарб.истра 2. В это же время происходитформирование на первом выходе9-триггера 6 сдвига логического нуля,так как в момент сдвига через эле- зОмент И-ИЛИ 14 второго разряда двоично.го кода регистра 2 на выходах элементов ИЛИ 13 и И 3 действуют сигналылогического нуля,-триггер 6 возвращается в нулевое состояние, 35Таким образом, спустя Я тактовпосле поступления второго импульсапо входной шине 16 на выходе последнего разряда регистра 2 сдвига действует сигнал логического нуля младшего разряда двоичного кода, а на выходе предпоследнего разряда 9 регистра 2 сдвига действует сигнал логичес.кой единицы второго разряда двоичного кода. 45В дальнейшем накапливающий счет"чик работает аналогичным образом, ав регистре 2 сдвига формируется по-.следовательный двоичный код количества входных импульсов,50 В режиме суммирования входной последовательности двоичных чисел накапливающий счетчик работает следующим образом,Установка в Исходное состояние на капливающего счетчика осуществляется таким же образом, как в режиме сче та. В режиме суммирования последовательности двоичных чисел на шине 15сброса действует сигнал логическойединицы, а на входную шину 16 подается последовательность двоичных чисел,например, путем считывания по выходным сигналам генератора 1 из последовательного запоминающего устройстваряда последовательных двоичных кодов,начиная с младшего разряда. Разрядность Ч регистра 2 сдвига выбираетсятак, чтобы 2 7.х а, где а - двоичное число входной последовательности, 1 М- количество двоичных чисел.Первое двоичное число, поступающее по входной шине 16, записываетсяв регистр 2 сдвига за ц тактов повторому входу элемента ИЛИ 13 первого разряда 10,Последовательный двоичный код второго числа, действующий по входной шине 16, суммируется с двоичным кодом первбго числа следующим образом.Если начиная с младших разрядов в одноименных разрядах первого, и второго числа не содержатся одновременно код логической единицы, то на входах элемента И 3 отсутстввует совпадение сигналов и 5 -триггер 6 сохраняет нулевое состояние. В этом случае на выходе элемента ИЛИ 13 первого разряда 10 Формируется последовательный двоичнь 1 й код дизъюнкции двоичных кодов первого и второго чисел, который сдвигается в регистр сдвига 2 вместо сдвигаемого двоичного кода первого числа. Так продолжается до совпадения на входах элемента И 3 единичных кодов одноименных разрядов первого и второго числа. В этом случае на выходе элемента И 3 Формируется сигнал логической единицы, который устанавливает триггер 6 в единичное состояние. Совпадение сигналов логической единицы первого выхода б -триггера 6 и выхода элемента И-НЕ 9 приводит к формированию на выходе элемента И-НЕ 4 сигнала логического нуля, который блокирует элемент И 12 второго разряда 9 в момент сдвига через этот элемент того разряд-.: дизъюнкции первого и второго чис ", в котором происходит совпадение единичных кодов. Если после первого совпадения сигналов логической единицы на входах элемента И 3 в последующих одноименных разрядах йервого и второго чисел действуют сигналы логической единицы, то на ,входах элемента И-НЕ 5 происходит81 10 9 10014сбвпадение сигналов логической единицы второго выхода 9 -. триггера 6 ивыхода элемента И 3, а на выходеэлемента И-НЕ 5 формируется сигналлогического нуля, который обеспечивает формирование на выходе элемента И-НЕ 4 сигнала логической единицыи разблокировку элемента И 12 второго разряда 9. В этом случае в регистрсдвига 2 записывается с выхода элемента И)И 13 дизъюнкция кодов первогои второго числа.Если после первого совпадения сигналов логической единицы на входахэлемента И 3 в последующих одноименных разрядах первого и второго чиселдействует комбинация нулевого и единичного кодов, то на выходе элемента И 3 формируется сигнал логического нуля, который поддерживает на выхо 20де элемента И-НЕ 5 сигнал логическойединицы . Совпадение сигналов логической единицы первого выхода 3-триггера 6 и выхода элемента И-НЕ 5 формиру.ет на выходе элемента И-НЕ 4 сигналлогического нуля, который блокируетэлемент И 12 второго разряда 9 регистра 2 сдвига в момент сдвига черезэтот элемент дизъюнкции кодов первого и второго числа, в одноименных 30разрядах которых содержатся комбинацииединичного и нулевого кодов,Так продолжается до тех пор, пока-триггер 6 не вернется в нулевое состояние. Это происходит, когда на вы-з 5ходе элемента ИЛИ 13 формируется сигнал логического нуля дизъюнкции одноименных разрядов первого и второгочисел. В этом случае на первом выходе 9"триггера 6 формируется сигнал 40логического нуля, который формируетна выходе элемента И-НЕ 4 сигнал логической единицы и снимет этим блокировку элемента И-НЕ 12 второго раз"ряда 9. В момент формирования на пер вом выходе-триггера.б сигнала логического нуля на его втором выходедействует сигнал логической единицы,который формирует на выходе элемента И-ИЛИ 14 первого разряда, сигналлогической единицы в разряде нулевого кода дизъюнкции первого и второгочисла.Возврат 5-триггера 6 в нулевое состояние обеспечивает возврат устройства в состояние, с которого началосьформирование младшего разряда суммыпервого и второго числа, В процессе поступления сигналов последующих раз"рядов первого и второго числа послевозврата 5 -триггера 6 в нулевое состояние накапливающий счетчик работаетаналогичным образом до тех пор, покана входную шину 16 поступают сигналыразрядов второго числа. Результат суммирования двух последовательных дво ичных чисел запоминается в регистре 2сдвига. В случае поступления по входной шине 16 последовательности двоичных кодов нескольких чисел в регист-ре 2 сдвига сформируется двоичный кодсуммы этих чисел. Таким образом обеспечивается расши" рение функциональных возможностей на" капливающего счетчика. Предлагаемый накапливающий счетчик позволяет выполнять как счет входной последовательности импульсов, так и суммирование последовательности двоичных чисел,формула изобретения Накапливающий счетчик, содержащий генератор импульсов сдвига, регистр сдвига и элемент И, .тактовый вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов сдвига, а регистр сдвига содержит разряды, вход каждого из которых, кроме первого, соединен с выходом предыдущего разряда, а каждый разряд, кгэме первого, содержит элемент задержки и элемент И, выход и первый вход которого соединены соот. ветственно с выходом данного разряда и выходом элемента задержки, информационный и тактовый входы которого соединены соответственно с входом данного разряда и первым выходом генератора импульсов сдвига, второй выход ко" торого соединен с тактовыми входами ,элемента И всех разрядов, первый разряд содержит элемент ИЛИ и элемент ИИЛИ, выход и тактовый вход которого соединены соответственно с выходом первого разряда и вторым выходом генератора импульсов сдвига, первый выход которого соединен с тактовым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первой группы входов по И элемента И-ИЛИ, второй вход первой группы входов по И и первый вход второй группы входов по Икоторого соединены с вторыми входами элементов И всех разрядов и с ши 1 ной сброса, о т л и ч а ю щ и й с яаз 1445/7 ВНИИПИ Тираж 93 дписное филиал ППП "Пате город, ул. Проектная,11 . 1001481 12 тем, что, с целью расширения Функцио" накапливайщего счетчика.и первым вхойаЛьнцх возможйостей, в него введены дом элемента ИЛИ первого разряда, первый и второй элементы И-НЕ и,б -триг- второй вход которого соединен с выхо гер, первый выход которого соединен дом последнего разряда регистра сдвис первым входом первого эЛемента И-НЕ,з га и вторым входом элемента И, а первыход и второй. вход которого соеди" вцй и второй выходы генератора импуль нены соответственно с третьим входом сов сдвига соединены с тактовыми вхо" элемента И второго разряда и выходом дами соответственно первого и второ- второго элемента И-НЕ, первый вход го элементов И"НЕ, а также тактовыми которого соединен с вторым входом 0 входами В -триггера. второй группы входов по И элемента И-ИЛИ первого разряда и вторым вы- Источники информации, ходом 5"триггера, инверсный вход сбро- принятые во внимание при экспертизе са и установочный вход которого со. Авторское свидетельство СССР единены соответственно с выходом эле39%89, кл, Н 03 К 23 РОО, 1973. мента ИЛИ первого разряда и вторым , 2. филиппов А.Г БелкинО,С, Провходом второго элемента И-НЕ, который ектирование логических узлов ЭВМ. М соединен с выходом элемента И, пер- ."Советское радио", 1974, с, 224 вцй вход которого соединен с входом (прототип).