Кольцевой счетчик

СОЮЗ СОВЕТСНИХсщмашакснипРЕСПУБЛИК А Эа) Н 03 К 23 02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН сному с пиатвытви 1) 3624955/242) 19.07.83б) 07.12.84.Б(прототип). нина политех.нииско 1 о ен им 2(088.8) ое свиде .03 К 23 свидете 03 К 23 ельство ССС02, 1975.ьство СССР02, 1979 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫПФ(54)(57) КОЛЬЦЕВОЙ СЧЕТЧИК, содержащий входную вину, М -разрядный кольцевой регистр сдвига на 1) -триггерах, инверсный выход последнего разряда которого соединен с Р -входомР -триггера первого разряда, каждый разряд которого содержит также два . элемента И и два элемента ИЛИ, вход" ная шина соединена с тактовыми входами 3 -триггеров разрядов кольцевого регистра сдвига, инверсный и прямой выходы Р-триггера каждого разряда которого соединены с первыми входами соответственнс первого и второго элементов И того же разряда, .входы сброса и установки 3 -триггера каждого разряда кольцевого регистра, сдвига соединены с выходами соответственно первого и второго элементов ИЛИ того.же разряда, вторые входы первого и второго элементов И каждого из разрядов, кроме первого, соединены соответственно с прямым и инверсным,выходами 3 -триггера предыдущего разряда кол,цевого регистра сдвига.80, 1128391 прямой и инверсный выходы Р -триг-.гера последнего разряда регистрасдвига соединены с вторыми входамисоответственно второго и первогоэлементов И первого разряда кольцевого регистра сдвига, в.каждом .разрядекоторого, кроме первого и последнего,входы первого элемента ИЛИ соединеныс выходами первых элементов И всехпредыдущих разрядов и с выходамивторых элементов И всех последующихразрядов кольцевого регистра сдвига,входы первых элементов ИЛИ первогои последнего разрядов которого соеди- .нены .соответственно с выходами вторыхэлементов И всех, кроме первого,и с выходами первых элементов Ивсех, кроме последнего, разрядовкольцевого регистра сдвига, входывторых элементовИЛИ первого и последнего разрядов соединены соответствен- "но с выходами первых элементов Ивсех, кроме. первого, и с выходамивторых. элементов И всех, кроме пос.- шефледнего, разрядов кольцевого регистра киайсдвига, в каждом разряде которого,кроме первого и госледнего, входы ф)второго .элемента ИЛИ соединены 4 Фс выходами первых элементов И всех апоследующих разрядов кольцевого регистра. сдвига и с выходами вторыхэлементов И всех предыдущих раэрядоькольцевого регистра сдвига, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности его в работев него дополнительно введенысумматор, двапороговых элемента и вспомогательный элемент ИЛИ, входы сумматора соединены с выходами всехэлементов И, выход сумматора соединен с входами первого и второгопороговых элементов, вторые вхддыкоторых соединены с источникомопорного сигнала, а выходы пороговых элементов соединены с входами 1.28391вспомогательного элемента ИЛИ выход которого соединен с дополнительными .входами всех первыхили вторых) элементов ИЛИ.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано при реализацииетехнических средств в этих областях.Известен кольцевой счетчик, 5содержащий М -разрядный кольцевойрегистр сдвига и 2 Х -4 элементовИ-НЕ .13.Недостаток этого устройства -. относительно большое время коррекЦИКеНаиболее близким к изобретениюявляется кольцевой счетчик, еодержащий входную шину, М -разрядныйкольцевой регистр сдвига на Э-триггерах, инверсный выход последнегоразряда которого соединен с 3 -входом Р -триггера первого разряда,.каждйй разряд которого содержиттакже два. элемента И и два элемента 20ИЛИ, вхорная шина соединена с тактовыми входами 3 -.триггерЬв разрядовкольцевого регистра сдвига, инверсный к прямой выходы Э-триггеракаждого разряда которого соединены 25с первыми входами соответственно пер-,вого и второго элементов И того же разряда,входы сброса и установки Р-триггера каждого разряда кольцевогорегистра сдвига соединены с выходами ЗОсоответственно первого и второгоэлементов ИЛИ того жеразряда,вторые вкоды первого и второго эле, ментов И каждого из разрядов, кромепервого, соединены соответственно.с прямым и инверсным выходами35В "триггера предыдущего разрядакольцевого регистра сдвига, прямойи инверсный выходы Р -триггера последнего разряда регистра сдвигасоединены с вторыми входами соответ.ственно второго и первого элементов, И первого разряда кольцевого.регистра сдвига, в каждом разрядекоторого, кроме первого и последнего, входы первого элемента ИЛИсоединены с выходами первых элемен-. Ъ,тов И всех предыцущих разрядов и свыходами вторых элементов И всехпоследующих разрядов кольцевогорегистра сдвига, входы первых.элементов ИЛИ первого и последнегоразрядов которого соединены соответственно с выходами вторых элементовИ всех, кроме первого, и с выходамипервых элементов И всех, кромепоследнего, разрядов кольцевогорегистра сдвига, входы вторых элементов.ИЛИ первого.и последнего.разрядов соединены соответственнос выходами первых элементов И всех,:кроме первого, и с выходами вторыхэлементов И всех, кроме последнего,разрядов кольцевого регистра сдвига,в ках 1 дом разряде которого, кромепервого и последнего, входы второгоэлемента ИЛИ соединены с выходамипервых элементов И всех последующихразрядов кольцевого регистра сдвигаи с выходами вторых элементов И всехпредыдущих разрядов кольцевогорегистра сдвига 2 3.Недостатком известного кольцевогосчетчика является относительно низкая достоверность функционирования.В счетчике при включениях напряженияпитания, кратковременном его пропада- .нии, а также в условиях воздействиясильных помех.со стороны нагрузкивозможны случаи попадания" триггеров сдвигового регистра в запрещен-.ные. состояния, оказывающиеся вданном случае устойчивыми, чтобазируется на ситуациях, когдавоздействие на установочные входытриггера не исключает воэможностипереходаодного из его выходов вложное состояние из-за воздействияпомех по выходам, воздействие наоба установочных входа одного триггера одновременно приводит его взапрещенное(или неопределенное)состояние, а также количество связей визвестном счетчике таково, что мало-,3 . 11.28 вероятен выход счетчика на рабочую последовательность состояний.Целью иэобретения является повьвпение надежности в работе.Поставленная цель достигается тем, что в кольцевой счетчик, содержащий входную шину, М-разряд.ный кольцевой регистр сдвига наР -триггерах, инверсный выход последнего разряда которого соединен, О с Р -входом В -триггера первого : разряда, каждыми разряд которого содержит также два элемента И и два элемента ИЛИ, входная шинасоединена с тактовыми входамиЭ -триггеров разрядов кольцевого регистра сдвига, инверсный и прямой вьходы Р -триггера каждого разряда которого соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И того же разряда, входы сброса и установки Р -триггера каждого разряда кольцевого регистра сдвига соединены с выходами соответ ственно первого и второго элементов ИЛИ тото же разряда, вторые входы первого к второго элементов И каждого/ из разрядов, кроме первого, соединены соответственно с прямым и инверсным выходами Р -триггера предыдущего разряда кольцевого, регистра30 сдвига, прГмой и инверсный выходы3) -триггера последнего разряда регистра сдвига соединены с вторыми входами соответственно второго и первого элементов И первого разря- З 5 да кольцевого регистра сдвига, в каждом разряде которого, кроме первогб и последнего, входы первого элемента,ИЛИ соединены с выходами первых элементов И всех предыдущих 4 О разрядов и с выходами вторых элементов И всех последующих разрядов кольцевого регистра сдвига, входы первых элементов ИЛИ первого и последнего разрядов которого соединены 45 соответственно с выходами вторых элементов И всех, кроме первого, и с выходами первых элементов И всех, кроме последнего, разрядов кольцево- .го регистра сдвига, входы вторых50 элементов ИЛИ первого и последнего разрядов соединены соответственно с выходами первых элементов И всех кроме первого, и с выходами вторых элементов И всех, кроме последнего, 55 разрядов кольцевого регистра .сдвига, в каждом разряде которого, кроме первого и последнего, входы второго 391 4элемента ИЛИ соединены с выходами первых элементов И всех последующих разрядов кольцевого регистра сдвига и с выходами, вторых элементов И всех предыдущих разрядов кольцевого регистра сдвига, дополнительно введены сумматор, два пороговых элемента. и вспомогательный элемент ИЛИ, входы сумматора соединены с выходами всех элементов И, выход сумматора соединен с входами первого и второго пороговых элементов, вторые входы которых соединены тов; вторые входы которых соединены с источником опорного сигнала, а выходы пороговых элементов соединены с входами вепомогательного элемента ИЛИ, выход которого соединен с дополнительными входами всех первых (или вторых элементов ИЛИ.На фиг. 1 показана структурная схема кольцевого счетчика при й:5; на фиг. 2 структурныесхемы пороговых элементов.Кольцевой счетчик содержит входную шину 1, пятиразрядный кольцевой регистр сдвига на Р -триггерах 2,1-2.5, инверсный,выход последнего разряда. которого соединен с Э-входом Э-триггера 2.1 первого разряда, каждый разряд которого содержит также два элемента И 3.1-3.5.2 и два элемента ИЛИ, 4.1.1-4.5.2, сумматор 5, двапороговых элемента б и 7 и вспомогательный элемент.ИЛИ 8,входная шина 1 соединена с,тактовымн входами Р-триггеров 2.1-2.5 разрядов кольцевого регистра сдвига, инверсный и прямой выходы, Р -триггера каждого -го разряда которого соединены с первымивходами соответственно первого З.к.1 и второго З.к.2 элементов Итого же разряда, входы сброса и установки ) -триггера каждого к-горазряда кольцевого регистра сдвига соединены с выходами соответственнопервого 4.к.,1 и второго 4.к.2 элементов ИЛИ. того же разряда, вторые входы первого и второго элементовИ каждого из разрядов, кромепервого,соединены соответственно с прямыми инверсным выходами Р -триггерапредыдущего разряда кольцевогорегистра сдвига, прямой и инверсный выходы Р-триггера 2.5 последнего разряда регистра сдвига соединеныс вторыми входами соответственно второго 3.1.2 и первого 3.1.1 эле-,ческий сигнал появляется на выходе1элемента И 3.2,1, проходя через элемент ИЛИ 4.1.2, подтверждает единичное состояние триггера 2.1, а проходя через элементы ИЛИ 4,3.1 Ъ4.5,1, нулевые состояния разрядов 2,3-2.5, При поступлении очередного тактового импульса счетчик переходит в состояние 000 и изменяет в дальнейшем свои состояния в соответствии с кодом Либау, - Крейга.В условиях достаточно сильных помех, воздействующих на выходы счетчика со стороны нагрузки, а также в моменты включения питания или его кратковременного исчезновениявозможныпопадания" триггеровкольпрвого счетчика в состояния,не принадлежащие к разрешенным втребуемом коде. При этом на выходахэлементов И, дешифрирующих состояние счетчика, может возникнуть большее или меньшее единицы количество единичных потенциалов. В общем случае их количество 1. можетизменяться от 2 Ч до О, при этомтолько случай=1 соответствуетнормальной работе счетчика. Сумматор5 определяет фактическое количествоединичных потенциалов . на выходахэлементов И, а затеи пороговые элементы 6 и 7 сравнивают его с нормой1 =1, в случае, когда . Ф 1, т,е.когда=О, либо, .(2, срабатываетсоответствующий пороговый элемент 6или 7, на его выходе возникаетединичный логический сигнал, которыйчерез элемент ИЛИ 8 поступает надополнительные входы всех элементовИЛИ, подключенных, например, кР -входам триггеров кольцевогосчетчика. При этом счетчик перехо;ди в состояние 00000,=1, и навыходах пороговых элементов 6 и 7устанавливается нулевой логическийсигнал. Далее работа устройства,происходит как в условиях нормальной работы. Таким образом, вероятность появления присбое ошибочных комбинаций,т.е. комбинаций, не соответствующих требуемому алгоритму функционирования, в предлагаемом устройстве меньше, чем в известном. Сумматор 5 может быть реализован в виде дискретных сумматоров двоич ных чисел в непозиционном коде или просто в виде аналогового сумматора токов на основе резисторов. Задача Э 1128391lментов И первого разряда кольцевогорегистра сдвига, в каждом разрядекоторого. кроме первого и последнего,входы первого элемента ИЛИ соединеныс выходами первых элементов И всех 5предыдущих разрядов и с выходамивторых элементов И йсех последующихразрядов кольцевого регистра сдвига,входы первых элементов ИЛИ первогои.последнего разряда которого соеди- Оиены соответственно с выходами вторых элементов И всех, кроме первого;и с выходами первых элементов Ивсех, кроме последнего, разрядовкольцевого регистра сдвига, входы 5вторых элементов ИЛИ первого ипоследнего разрядов соединены соответственно с выходами первых элемен-.тов И всех, кроме первого, и с выходами вторых элементов И всех, кроме 20последнего, разрядов кольцевогорегистра сдвига, в каждом разрядекоторого, кроме первого и последнеговходы второго элемента ИЛИ соединеныс выходами первых элементов И всех 25последующих разрядов кольцевогорегистра сдвига и с выходами вторыхэлементов И всех предыдущих разрядовкольцевого регистра сдвига, входысумматора 5 соединены с выходами.всех элементов И 3,1,1-3,5,2, выходсумматора 5 соединен с входамипервого 6 и второго 7 пороговыхэлементов, вторые входы которыхсоединены с источником 9 опорногосигнала, а выходы пороговых элемен 35тов 6 и 7 соединены с входами. вспомогательного элемента ИЛИ 8,выход которого соединен с дополнительными входами всех первыхили40вторых) элементов ИЛИ,Устройство работает следующимобразом.В условиях нормальной работы,когда устройство находится в одномиз разрешенных для кода Либау-Крейга45состояний, например 00000, на выходесоответствующего элемента И 3.1.1присутствует единичный логическийсигнал, который через элементы ИЛИ4,2,1 - 4,5.2 поступает на Р -входытриггеров 2,1-2,5 кольцевого счетчика, подтверждая их нулевое состояние, триггер 2,1 кольцевого счетчикав данный момент "свободен" от возг,действий по установочнымвходам.При поступлении по входной шине 1тактового импульса счетчик. переходит.в состояние 10000, единичный логиБлагодаря введению ряда дополнительных элементов достоверность Функционирования кольцевого счетчика существенно повышается,1128391 упрощается при этомв обоих случаях) тем, что не требуется определять точное количество единиц 1. на выходах элементов И, а лишь выявлять моменты, когда 1.Ф 1.5.4 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 84/44 Тираж 861ВНИИПИ Государственнпо делам изобретений113035, Москва, ЖПодписноомитета СССРоткрытийушская наб д