Счетчик импульсов на потенциальных элементах

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИКЗюв Н 03 К 23/О ЕНИ ПИСА ИЗОБРЕ ИДЕТ ЕПЬСТВУ К АВТОРСКОМ им аю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(53) 621.374. 32 (088.8) (56)1. Авторское свидетельство СССР824441 кл. Н 03 К 23/0 О 1978.2. Авторское свидетельство СССР 373885 кл. Н 03 К 23/02, 1971 (прототип).(54)(57) 1. СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ - НА ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ, содержащий входную шину, два элемента НЕ ип разрядов, каждый из которых. содержит основной и вспомогательный, триггеры и четыре элемента И., выходы которых соединены . соответственнос входами установки в единицу, в ноль," основного и с входами установки в .еди- . ницу и в ноль вспомогательного триг-. геров .входная шина соединена с первы- ми входами первых и вторых элемен-: тов И разрядов и соединена с входомпервого элемента НЕ, .выход которого соединен с первыми входами третьих и четвертых элементов И разрядов и с входом второго элемента НЕ, выход,:которого соединен с вторыми входами первых и вторых элементов И разря- :. дов, в каждом разряде третьи входы первого и второго элементов И соединены соответственно с инверсным й. прямым выходами вспомогательного .триггера, вторые входы третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с прямым и инверсныМ выходаьв основного триггера, в каж-, дом младшем разряде каждый дополни. трльный вход первого элемента И сое,динен с соответствующим дополнительным входом второго элемента И и спрямым выходом вспомогательного тргера соответствующего предыдущегоразряда в каждом старшем разрядекаждый дополнительный вход первого элемента И соединен с соответствуюдополнительным входом второго элемента И и с прямым выходом вспом тельн го триггера соответствующего младшего разряда из первой части младших разрядов, о т л и ч а ю ш с я тем, что, с целью увеличен разрядности при сохранении быстродейсъ. вия счетчика, в каждый старший разряд введены две группы элементов И, выходы первой группы элементов И соединены с дополнительными входами установки в единицу основного триггера, дополнительные входы установки в ноль, которого соединены с выходами элементов И второй группы, входная шина соединена с первыми входами элементов И первой и второй групп, вторые входы элементов И которых соединены с вы-. ходом второго элемента НЕ, третьи входы элементов И первой и второй групп соединены соответственно с ин% версным и прямым выходами вспомогательного триггера каждый дополнитель ный вход каждого элемента И первой группы соединены с дополнительнымвходом соответствующего элемента .И второй группы а с прелым выходом вспомогательного триггера соответствующего младшего разряда из второй части младших разрядов.2. Счетчик по п. 1, о т л и ч а щ и й с я тем, что в каждом старшем разряде основной трщтер содержит пер1040609вую группу элементов переключения погруппы соединен с соответствующимиколичеству входов установки в единицу дополнительными входами элементовосновного триггера и вторую грутшу переключения второй группы, выходэлементов переключения по количеству каждого элемента переключения которойвходов установки в ноль ссновного триг- соединен с соответствующими дополнительгера, входы установки в единицу н в ными входами элементов переключенияноль которого соединены с первыми первой группы, прямой и инверсный вывходами элементов переключения соответ- ходы основного триггера соединены ссмственно первой и второй гр;дш, выход ответственно с выходом одного иэ элеменкаждого элемента переключения первой тов переключения первой и второй групп.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может бытьиспользовано в цифровых устройствахразличного назначения.Известен счетчик на потенциальных элементах, содержащий задающий регистр, входную шину, два элемента НЕ и и разрядов, каждый из которых содержитосновной, вспомогательный триггеры и четыре элемента И ЯНедостатком известного устройства являются его ограниченные возможности при увеличении числа разрядов, поскольку при этом увеличиваются количества входов элементов И, что привсьдит к усложнению элементов И и к уменьшению быстродействия устройства,1Наиболее близким техническим реше-выем является счетчик импульсов на потенциальных элементах, содержащий входную шину, два элемента НЕ и И разрядов, каждый из которых содержит основной и вспомогательный триггеры и четыре элемента И, выходы которых соединены соответственно с входами ус-. тановки в единицу, в ноль основного и с входами установки в единицу и в ноль вспомогательного триггеров, входная шина соединена с первыми входами первых и вторых элементов И разрядов и соединена с входом первого элемента НЕ,выход которого соединен с первыми входами третьих и четвертых элементсв И разрядов и с входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с вторыми входами первых и вторых элементов И разрядов, в каждом разряде третьи входы первого и второго элемемтов И соединены соответственно с инверсным и прямым выходами вспомогательного триггера, вторые входытретьего и четвертого элементов И соединены соответственно с прямым и инверсным выходами основного триггера,5 -в каждом разряце каждый дополнительный вход первого элемента И соединенс соответствующим дополнительным входом второго элемента И и с прямым выходом вспомогательного триггера со- .10 ответствующего предыдущего разряда .2 .Недостатком известного счетчикаимпульсов на потенциальных элементахявляются его ограниченные возможностипри увеличении числа разрядов, посколь 15 ку с увеличением разрядности счетчикаувеличивается в свою очередь количествовходов в элементах И, установленныхна входах установки в ноль и в единицуосновных триггеров в старших разрядах20 счетчика, В связи с этим количество разрядов в счетчике не превышаетй -2,где И -число входов в элементах И,используемых в счетчике. Увеличениеже количества входоэ в элементах Исущественно усложняет эти элементы, чтоприводит к ограничению быстродействиясчетчика.Цель изобретения - увеличение разрядности при сохранении. быстродейсв 30 вия счетчика,Поставленная цель достигается тем,что в счетчике импульсов на потенциальных элементах, содержащем входную. шину, два элемента НЕ и п разряцов,каждый из которых содержит основнойи вспомогательный триггеры и четыреэлемента И, выходы которых срединенысоответственно с входами установки вединицу, в ноль основного и с входаМи40 установки в единицу и в ноль вспомогательного триггеров, входная шинасоединена.с первыми входами первыхи вторых элементов И разрядов и соединена с входом первого элемента НЕ,выход которого соединен с первыми входами третьих и четвертых элементов Иразрядов и с входом второго элемента НЕ,выход которого соединен с вторыми.входами первых и вторых элементов Иразрядов, в каждом разряде третьи, 10входы первого и второго элементов Исоединены соответственно с инверсным .и прямым выходами вспомогательноготрщтера вторые входы третьего ичетвертого элементов И соединены соответственно с прямым и инверсным вы-ходами основного триггера, в каждоммладшем разряде каждый дополнительный вход первого элемента И соединенс соответствующим дополнительным входом 20второго элемента И и с.прямым выходом вспомогательного триггера сожветствующего предыдущего разряда,в каждом старшем разряде каждый до- .полнительный вход первого элемента И 25соединен с соответствующим дополнительным входом второго элемента Ии с прямым выходом вспомогательноготриггера соответствующего младшегоразряда из первой части младших раэрядов, в каждый старший разряд введены две группы элементов И, выходыпервой группы элементов И соединеныс дополнительными входами установки вединицу основного триггера, дополни-тельные входы установки в ноль которогосоединены с выходами элементов И второйгруппы, входная шина соединена с перйыми входами элементов И первой и второйгрупп, вторь:е входы элементов И которых соединены с выходами второго элемента НЕ, третьи входы элементов Ипервой и второй групп соединены соот-ветственно с инверсным и прямым выходами вспомогательного триггера, каждый дополнительный вход каждого элемента И первой группы соединен с дополнительным входом соответствующегоэлемента И второй группы и с прямымвыходом вспомогательного триггерасоответствующего младшего разрядаиз второй части младших Разрядов,Кроме того, счетчик импульсов напотенциальных элементах в каждомстаршем разряде основной триггер содержит первую группу элементов переклю.чения по количеству входов установкив единицу основного триггера и втоРую гРуппу элементов переключения по количеству входов установки в ноль основного триггера, входы установки в единицу и в ноль которого соединены с первыми входами элементов переключения соответственно первой и второй групп, выход каждого элемента переключения первой группы соединен с соответствующими дополнительными вхо дами элементов переключения второй группы, выход каждого элемента п.- реключения которой соединен с соответствующими дополнительными вхо. - дами элементов переключения первой группы, прямой и инверсный выходы основного триггера соединены соответст венно с выходом одного из элементов переключения первой и второй групп,На чертеже приведен трехразрядный счетчик импульсов на потенциальных элементах.Счетчик содержит основные тригге. ры 3,2, 3соответственно первого, второго и третьего разрядов, вспомогательные триггеры 4,5 и 6 соответственно первого 7., второго 8 и третьего 9 разрядов, элементы И 10 - 19, элементы И 20 - 23, элементы 24 - 28 переключения, входную шину 28, элементы НЕ 30 и 31,На чертеже входная шина 29 соединена с первыми входами элементов И 10 - 13 и 20 - 23 и с входом эле,ента НЕ 30, выход которого соединен с первыми входами элементов И 14 -. 19 и с входом элемента НЕ 31, вход которого соединен с вторыми входами элементов И 10 - 13 и 20 - 23, Триггеры 1,2, 4, 5 и 6 содержат два элемента 24 переключения, в каждом из этих триггеров первые входы первого и второго элементов 24=1 и 24=2 переключения являются соответственно входами установки в единицу и в ноль триггера, выходы первого и второгоэлементов 24=1 и 24=2 переключения соединены соответственно с вторыми входами второго и первого элементов 24=1 переключения и являются соответственно прямым и инверсным выходами триггера. Выходы элементов И 10, 12, 14, 16 и 18 соединены соответственно с входами установки в единицу триггеров 1, 2, 4, 5 и 6, выходы элементов И 11 13, 15, 17 и 19 соединены соответственно с входами установки в ноль триггеров 1, 2, 4, 5 и 6, третьи входы элементов 10,1 12, 20 и 22 соединены соответственнсс инверсными выходами триггеров 4, 5, 6и 6, пряьыб выходы которых соединены соответственно с третьими входами элементов И 11, 13,21 и 23, четвертые вхсяы элементов И 20 и 21 и элемвв тов И 22 и 23 соединены соответственно с прямыми выходами трятеров 4 и 5, входы установки в единицу которых соединены с выходами элементов И 14,16, вторыв входы которых соединены 1 О соответственно с прямыми выходами триг гвров 1 и 2, инверсные выходы которых соединены соответственно с вторыми входами элементов И 15 и 17, выходы которых соединены соответственно с 15 входами установки в ноль триггеров 4 и 5, выходы элементов И 20 и 21 соьдинены соответственно первыми входами элементов 25 и 27 переключения, которые являются входами установки в едини цу трщтвра 3, входы установки в ноль которого соединены с первыми входами элементов 26 и 28 переключения и соединены соответственно с выходами элементов И 21 и 23, выходы элемен тов 25 и 26 переключения являются соответственно прямым и инверсным выходами трщтера 3 и соединены соответственно с вторыми входами элементов И 18 и 19, выход элемента 25 ЗО переключения соединен с вторыми входами элементов 26 и 28 переключения, выход первого из которых соединен с вторыми входами элементов 25 и 27 переключения, выход последнего с треть-З 5 ими входами элементов 26 и 28 перектночвния, выход последнего из которых соединен с третьими входами элемен-. тов 25 и 27 переключения.Счетчик работает следующим образом.40При поступлении, разрешающего сит- нала на шину 29 основной триггер 1 переюпочается в состояние, противоположное состоянию вспомогательного триггера 4, Число в основных триггерах,45 таким образом, увеличивается на единицу, Состояние вспомогательных триггеров при этом не изменится, так как на элементы И 14 - 19 подается запрещаю;- щий сигнал с выхода элемента НЕ 30, 50 Остальные основные триггеры 2 и 3 переключаются в состояния, противоположные соответственно состояниям вспомогательных триггеров 5 и 6 в том случае, если все вспомогательные триггеры 55 в младших разрядах находятся в состоянии ф 1 ф. По окончании разрешающего аигнала, поступающего с шины 29 счетчика, сигнал на выходе элемента НЕ 30 становится разрешающим.Под действием этого сигнала вспомогательные триггеры устанавливаются в состояние, совпадающее с состояниямиосновных триггеров. Состояние основныхтриггеров при этом не изменяется,так как на элементы И 10-13 и 20-23подается запрещающий сигнал с шины 29счетчика и с выхода элемента НЕ 31.При поступлении очередного разрешаю.щего сигнала на шину 29 счетчика возможна ситуация, при которой вследствиезадержки в элементе НЕ 30 сигнал навыходе этого элемента остается разрешающим в течение некоторого интервала времени ь, когда на шину 29счетчика уже поступил очередной разрешающий сигнал,Так как, кроме сигнала, поступающего с шины 29 счетчика, на соответсчвуюшие входы элементов И 10-13и 20-23 поступает и сигнал последвойной инверсии элементов НЕ 30и 31, то результирующий разрешающийсигнал действующий на входах элементов И 1013 и 20- 23, не перекрывается во времени с разрешающим сигналом, сформированным элементом НЕ 30и действующим на входах элементов И 1419При поступлении второго сигнала нашину 29 счетчика будет установлен всостояние "1" триггер 2, при этомтриггер 3 в старшем разряде 9 в состояние 2.ф не будет установлен, поскольку элемент И 22 закрыт сигналомиз второго разряда 8 с единичного выхода вспомогательного триггера 5, Вмомент паузы между управляющимисигналами, поступающими на шину 29счетчика, триггер 5 будет установленв состояние "1", а триггер 4 в первом разряде 7 - в состояние "0".При поступлении третьего сигналана шину 29 счетчика в состояние "1"будет установлен триггер 1, а триггер 3 в состояние "1" не будет установлен, поскольку элемент И 20закрыт запрещающим сигналом из первого разряда 7 с единичного выходавспомогательного триггера 4. При поступлении четвертого сигнала на шину 29 счетчика будут одновременно сформированы сигналы на выходах элементов И 20 и 22. Указанные сигналы приведут к появлению разрешающего сигнала положительного уровня на вы0609 7 104 ходах элементов 25 и 27 переключения.Так как на выходах элементов И 21-23 присутствуют нулевые сигналы, поскольку эти элементы закрыты запрещаюшим сигналом с единичного выхода триггера 6 то на входах элементов 26 и 28 переключения все сигналы будут разрешающими, При этом триггер 3 переключается в состояние "1"и сигналом с его. единичного выхода подготавливается элемент И 18, а элемент И 19 закрывается. В паузе между сигналами, поступаюшими на шину 29 счетчика, триггер 6 переходит в состояние "1", как было рассмотрено выше для триггеров 4 и 5 в младших разрядах 7 и 8, Далее, при поступлении очередного сиг нала на шину 29 счетчика триггер 3 в старшем разряде 9 переходит в состояние "0", так как оба сигнала на выходах элементов И 21 и 23 будут единичными.Время появления сигналов на выходах элементов 25-28 переключения в триггере 3 от момента поступления управляющего сигнала на входы элемен тов И 20-23 не превышает времени появления сигналов на .выходах элемен.тов 24=1 и 24=2 в триггерах 1 и 2 первых двух разрядов 7 и 8 от момейта поступления сигнала на входы элементов, И 10-13 с входа 29 счетчикаи с выхода элемента НЕ 31. Тем самымпри увеличении числа разрядов бысч5 родействие счетчика сохраняется неи.менным,Таким образом, введение в описанныйсчетчик элемента И,22 на единичномвходе и элемента И 23 на нулевом входеи дополнительных элементов 27 и 28переключения в триггере 3 позволяетвыполнить. элементы И 20 23 на.входе триггера 3 в старшем разряде 9 основного регистра с числом входов, не пре 15 вышающим числа входов в элементах И 12и 13 на входах триггера 2 во второмразряде 8. Это позволяет более чемвдвое увеличить разрядность счетчикапри заданном числе входов Н в элемен20 тах И, установленных на установочныхвходах основных триггеров, а такжев элементах 24-28 переключения, используемых в триггерах основного регистра,25Технико-экономический эффект предлагаемого устройства по сравнению с известным заключается в увеличении более чем вдвое числа разрядов счетчика Зо при сохранении его быстродействия.