Счетчик импульсов

ельство СССР23 02 1982 цион лиза го в ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Сумский филиал Харьковскогоордена Ленина политехниче о оститута им. В.И.Ленина .(56) 1. Авторское свидетепо заявке В 3479062,кл,Н1982. 2. Авторс тУ 1051731, кл . Н 3 / (прототип).(54)(57) СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ, содер- . жащий входную шину и и разрядов, каж дый из которых содержит многоустойчивую пересчетную схему, сумматор, два элемента И, в каждом разряде выходы многоустойчивой нересчетной схемы соединены с первой группой входов сумматора, вторая группа входов которого соединена с выхода ми сумматора последующего разряда, в котором прямой вход первого и первый вход второго элементов И соединены с выходом второго элемента И предыдущего разряда, прямой вход первого и первый вход второго элементов И первого разряда соединены с входной шиной, в каждом разряде дополнительный выход сумматора соединен с соответствующей выходной . шиной, о т л и ч а ю щ и й с я теи, что, с целью расширения функальных возможностей путем реации реверсивного счета, в неведены две шины управления, а в каждый разряд - элемент ИЛИ, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой элементы И и группа из 1 элементов И, где 1 равно контрольному числу, в каждом разряде первая и вторая шины управления соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с выходомсумматора, соответствующим контрольному числу Г, и с нулевым выходом многоустойчивой пересчетной схемы, выходь 1. третьего и четвертого элементов И соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И и с ин-З версным входом первого элемента И, выход которого соединен с первыми входаии пятого и шестого элемен- С тов И, вторые входы которых соединены соответственно с первой и второй шинаии управления, выходы пятого и шестого элементов И соединены соответственно с входами сложения и вычитания иногоустойчивой пересчетной схемы, вход установки нулевого состояния которой соединен с выходом седьмого элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом второго элемента Ии с первой шиной управления,в груп"фр, тт пе из 3 элементов И, выходы элементов И с первого по 3 -й соединены соответственно с входаии установки в первое, ,3 -е состояния иногоустойчивой пересчетной схеиы, в каждом разряде, кроме последнего, первые входы группы элементов И соедийены с входом вычитания иногоустойчивой пересчетной схемы последующе1163474 го разряда, вторые входы д-го элемента И из группы элементов И, где=11, соединены с выходом сумматора первого разряда, соответствующим числу+1-, в последнем разряде первые входы группы элементов И соединены с выходом второго элемента ГИ последнего разряда, второй вход Изобретение относится к цифровымустройствам и предназначено дляпомехоустойчивого счета импульсов,а также для работы в качестве помехоустойчивых распределителей импульсов и пересчетных схем.Известен счетчик импульсов с помехоустойчивым кодом работы, каждыйразряд которого содержит триггер,сумматор, элемент ИЛИ, элемент НЕи элементы И 1.11,Недостатком этого устройстваявляются ограниченные функциональные возможности, так как оно работает только в режиме прямого счета. 1 фИзвестен также счетчик импульсов,содержащий входную шину и,й разрядов; каждый из которых содержит многоустойчивую пересчетную схему, сумматор, два элемента И, в каждом20разряде выходы многоустойчивой пересчетной схемы соединены с первойгруппой входов сумматора, втораягруппа входов которого соединенас выходами сумматора последующегоразряда, в котором прямой вход первого и первый вход второго элементовИ соединены с выходом второго элемента И предыдущего разряда, прямой вход первого и первый вход второго элементов И первого разряда соединены со входной шиной, в каждом1разряде дополнительный выход сумматора соединен с соответствующейвыходной шиной, выход сумматора,соответствующий контрольному числу 1, соединен с инверсным входом.первого и вторым входом второгоэлементов И 2 .Недостатком известного устрой- щства являются ограниченные функциональные воэможности, так как-го элемента И из группы элементовИ, где 1 =1. -1, соединены свыходом, соответствующим числу 1 +1-1,сумматора первого разряда, а второй вход 1 -го элемента И из группы элементов И последнего разрядасоединен с выходом, соответствующимчислу "О" сумматора первого разряда,оно работает только в режиме суммиров ания.Цель и зо брет ения - расширениефункциональных возможностей путемреализации реверсивного счета,Поставленная цель достигаетсятем, что в счетчик импульсов,содержащий входную шину и п разрядов, каждый из которых содержитмногоустойчивую пересчетную схему, сумматор, два элемента И, вкаждом разряде выходы многоустойчивой пересчетной схемы соединеныс первой группой входов сумматора,вторая группа входов которого соединена с выходами сумматора последующего разряда, в котором прямойвход первого и первый вход второго элементов И соединены с выходомвторого элемента И предыдущегоразряда, прямой вход первого и первый вход второго элементов И первого разряда соединены с входнойшиной, в каждом разряде дополнительный выход сумматора соединенс соответствующей выходной шиной,введены две шины управления, а вкаждый разряд - элемент ИЛИ, третий,четвертый, пятый, шестой, седьмойэлементы И и группа из 1 элементовИ, гдеравно контрольному числу.,в каждом разряде первая и втораяшина управления соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с выходом сумматора, соответствующим контрольному числу 1,и с нулевым выходом многоустойчи- -февой пересчетной схемы, выходы третьего и четвертого элементов И соединены с входами элемента ИЛИ, вы1163474 55 ход которого соединен с вторым входом второго элемента И и с инверсным входом первого элемента И, выход которого соединен с первыми входами пятого и шестого элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с первой и второй шинами управления, выходы пятого и ше- стого элементов И соединены соответственно с входами сложения и вычитания многоустойчивой пересчетной схемы, вход установки нулевого состояния которой соединен с выходом седьмого элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом второго элемента И и с первой шиной управления, в группе изэлементов И выходы элементов И с первого по 1 -й, соединены соответственно с входами установки в первое, ,1-е состояние многоустойчивой пересчетной схемы, в каждом разряде, кроме последнего, первые входы группы элементов И соединены с входом вычитания многоустойчивой пересчетной схемы последующего разряда, вторые входы-го элемента И из группы элементов И,где 1 =1. , соединены с выходом сумматора первого разряда, соответствующим числу 1 +1-1, в последнем разряде первые входы группы элементов И соединены с выходом второго элемента И последнего разряда, второй вход К -го элемента И из группы элементов И, где 1 =11 - 1, соединены с выходом, соответствующим числу 6 +1-К, сумматора первого разряда, а второй вход 3 -го элемента И из группы элементов И последнего разряда соединен с выходом, соответствующим числу "О" сумматора первого разряда.На чертеже приведена блок-схема счетчика импульсов на три разряда.Число состояний М предлагаемой структуры счетчика определяется биномиальным коэффициентом: К СР( )где 1 й-- контрольное число;число разрядов счетчика,В рассматриваемом счетчике при -3, ип =5 Р .=2.Счетчик импульсов содержит разряды 1, 2 и 3, многоустойчивые пере- счетные схемы 1-1 - 1-3 соответст венно разрядов 1-3 счетчика импуль".5 4-1 - 4-3, входную шику 5, выходные шины 6-1 - 6-3 соответственноразрядов 1-3 счетчика импульсов,элементы И -1 - 7-3, 8-1 - 8-3 и 9-19-3 элементы ИЛИ 10-1 - 10-3 элемен 10ты И 11-1 - 11-3 и 12-1 - 12 - 3,шины 13 и 14 управления, группу элементов И 15-1 и 16-1 разряда 1,группу элементов И 15-2 и 16-2 разряда 2, группу элементов И 15-3 и16-3 разряда 3,Выходы многоустойчивых пересчетных схем 1-1 - 1-3 соединены соответственно с первыми группами входовсумматоров 2-1. - 2-3; вторые группывходов сумматоров 2-1 и 2-2 соединенысоответственно с выходами сумматоров2-2 и 2-3; прямые входы элементовИ 4-1 - 4-3 соединены соответственно25с входной шиной 5, с выходами элементов И 3-1 и 3-2; первые входы элементов И 3-1 - 3-3 соединены соответственно с входной шиной 5, с выхода-ми элементов И 3-1 и 3-2, дополнительные выходы сумматоров 2-12-3 соединены соответственно с выходными шинами 6-1 - 6-3, шина 13управления соединена с первыми входами элементов И 11-1 - 11-3, шина14 управления соединена с первымиЗ 5 входами элементов И 12-1 - 12-3,вторые входы элементов И 11-1 - 11-3соединены соответственно с выхо,дами сумматоров 2-1 - 2-3, соответствующим контрольному числу два;40 вторые входы элементов 12-2 - 12-3соединены соответственно с нулевыми выходами многоустойчивых пересчетных схем 1-1-1-3; выходы элементовИ 11 - 1 и 12- соединены с входами45 элемента ИЛИ 10-1 ф, выходы элементов 11-2 и 12-2 соединены с входами элемента ИЛИ 0-2; выходы элементов 11-3 и 2-3 соединены с входами элемента ИЛИ 10-3; выходы элементов ИЛИ 0-1-10-3 соединены соответственно с вторыми входами эле" ментов И 3-1-3-3; выходы элементов ИЛИ 10-1-10-3,соединены соответственно с инверсными входами элементов И 4-1-4-3, выходы которых соединены соответственно с первыми вхо-,дами элементов И 8"1-8-3, выходы которых соединены соответственно свходами сложения многоустойчивых пересчетных схем 1-1-1-3; выходы , элементов И 4-1-4-3 соединены соответственно с первыми входами элементов И 9-1-9-3, выходы которых 5 соединены соответственно с входами вычитания многоустойчивых пересчетных схем 1-1-1-3, входы установки нулевых состояний которых соединены соответственно с выходами эле ф ментов И 7-1-7-3, первые входы которых соединены соответственно с выходами элементов И 3-1-3-3, вторые входы элементов И. 7-1-7-3 соединены с шиной 13 управления и с вторыми 15 входами элементов И 8-1-8-3, вторые входы элементов И 9-1-9-3 соединены с шиной 14 управления, выходы элементов И 15-1-15-3 соединены соответственно с входами. установки в 26 , первое состояние многоустойчивых пересчетных схем 1-1-1-3, входы установки во второе состояние которых. соединены соответственно с выходами элементов И 16-1-16-3, пер- И вые входы элементов И 15-1-15-3 соединены соответственно с входами вычитания многоустойчивых пересчетных схем 1-2 и 1-3 и с выходом элемента И 3-3, первые входы элементов. 3 И 16-1-16-3 соединены соответственно с входами вычитания многоустойчивых пересчетных схем 1-2 и 1-3 и с выходом элемента И 3-3, вторые входы элементов И 15-1-15-3 соеди 35 иены с выходом, соответствующим числу два, сумматора 2-1; вторые входы элементов И 16-1 и 16-2 соединены с выходом, соответствующим числу один, сумматора 2-1; второй вход элемента И 16-3 соединен с выходом, соответствующим. числу ноль, сумматора 2-1.Счетчик импульсов работает следующим образом .43При выполнении операции сложения на шину 13 подается сигнап единицы, производится подготовка элементов И 7-1-7-3, 8-1-фи 11-1-11-3 к подаче сигналов Сигнал с выхода мно-Ю гоустойчивой пересчетной схемы, например, 1-2, соответствующий какойто цифре (номеру состояния), поступает на один нз входов сумматора 2-2, на один из вторых входов которого 35 поступает сигнал с одного иэ выходов сумматора 2-3 старшего разряда 3, Если сумма цифр рассматриваемого и старших разрядов счетчика равна контрольному числу (в этомслучае младшие разряды счетчика при правильномфункционировании будут равны нулю),то на соответствующем выходе сумматора 2-2 вырабатывается сигнал, поступающий на вход элемента И 11-2,Поскольку другой вход элемента И 112 соединен с шиной 13, на его выходе вырабатывается сигнал, которыйчерез элемент ИЛИ 10-2 поступаетна вход элемента И 3-2 и инверсныйвход элемента И 4-2. Тем самым будетзапрещено поступление счетного импульса на вход элемента И 8-2, выходкоторого соединен с входом сложениямногоустойчивой пересчетной схемы1-2. Счетный импульс поступает насоседний старший разряд, где в многоустойчивую пересчетную схему 1-3будет добавлена единица, и на входэлемента И 7-2, с выхода которогосигнал поступает на вход установкив нулевое состояние многоустойчивойпересчетной схемы 1-2 и устанавливает ее в ноль,Если на выходе, соответствующемконтрольному числу, сумматора 2-3сигнал не появляется, то на этомпроцессе образование единицы переноса и счета по данному счетному импульсу оканчивается, В том случае,когда на выходе, соответствующемконтрольному числу, сумматора 2-3появляется сигнал, то в соответствиис уже ранее рассмотренным алгоритмом происходит установка в ноль соответствующей ему пересчетной схемы1-3 и передача единицы в старший соседний разряд.Разрешенные последовательныесостояния счетчика для указанныхи П будут иметь вид: 000,001,002, 010, 011, 020, 100, 101, 1 О,200,При выполнении операции вычита-ния разрешающий сигнал единицыподается на шину 14, чем производится подготовка к передаче сигналов элементами И 8-1-8-3 и 12-112-3. Сигналы с выходов многоустойчивых пересчетных схем 1-1-1-3,соответствующие их состояниям,поступают на входы сумматоров2-1-2-3. На вторые входы сумматоров 2-1 и 2-2 поступают также сигналы выходов сумматоров соседнихстарших разрядов 2-2 и 2-3Такимо бр аз ом, на в шкоде сумматор а 2-1 сигнал будет соответствовать сумме цифр (номеров состояний) всех многоустойчивых пересчетных схем счетчика.Предположим, что сигнал на выходе многоустойчивой пересчетной схемы, например 1-1, соответствует нулю. При этом также предположим, что в один из старших разрядов занесена цифра, отличная от нуля. Сигнал с нулевого выхода много- устойчивой пересчетной схемы 1-1 поступает на вход элемента И 12-1, второй вход которого соединен с шиной 14, На выходе элемента И 12-1 вырабатывается сигнал, который через элемент ИЛИ 10-1 поступает на вход элемента И 3-1 и инверсный вход элемента И 4-1, тем самым будет запрещено поступление счетного импульса на вход элемента И 9-1, выход которого соединен с входом вычитания многоус- . тойчивой пересчетной схемы 1-1. Счетный импульс поступает на соседний старший разряд, где при наличии разрешения поступает на один вход элемента И 9-2. Другой вход последнего соединен с шиной 14, поэтому на его выходе вырабатывается сигнал, поступающий на вход вычитания многоустойчивой пере- счетной схемы 1-2 и на один вход группы элементов И 16-1 и 15-1. На другом входе одого из элементов И 15-1 и 16-1 имеется сигнал, соответствующий сумме цифр всех163474разрядов счетчика, поэтому на выходе этого элемента вырабатывается сигнал, записывающий в многоустойчивую пересчетную схему 1-15 цифру, которая дополняет суммуцифр всех разрядов счетчика доконтрольного числа.Если в соседнем старшем разряде сигнал многоустойчивой пере 1 О счетной схемы соответствует нулю,то счетный импульс в соответствиис уже ранее рассмотренным алгоритмом будет передан в следующий старший разряд. Если все разряды счет 15 чика содержат нули, то на выходеэлемента И 3-3 будет выработан сигналзаема, который поступает на одинвход элементов И 15-,3 и 16-3, надругой вход последнего из которых20 подается сигнал с нулевого выходасумматора 2-1, Выработанный на выходеэлемента И 16-3 сигнал устанавливает многоустойчивую пересчетную схему 1-3 в состояние "2" и, таким обэ 5 разом, весь счетчик - в исходноесостояние.Таким образом, по сравнению сизвестным предлагаемое устройствообладает расширенными функциональны 6. ми возможностями за счет выполненияоперации вычитания, сохранив при этомпомехоустойчивость основного счетчика.Помехоустойчивость счетчика сохраняется за счет того, что и при операции вычитания происходит сравнениесуммы всех цифр счетчика с контрольным числом, превышение которого свидетельствует о наличии ошибки,1163474 ь С,Ра аточка Составит Техред Т Корректо дейи Филиал ППП "Патент". г, Ужгород, ул . Проектная, 4 едактор Н,Яцол аказ 4113(55