Многофункциональное счетное устройство

/6 ф: Й" ,ЕН СВИДЕТЕЛЬ Н АВТОРСК В, Гле овичен ово ССР 79. ОЕ УСТасчисФиг.1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ИСАНИЕ ИЗО(57) Изобретение относится к лям автоматики, телемеханики лительной техники и может быть использовано при разработке цифровойаппаратуры. Цель изобретения - расширение функциональных возможностейустройства, Счетное устройство содержит четырехразрядный параллельныйсчетчик на 1 К-триггерах 1 - 4, элемент ИЛИ-НЕ 5, элементы НЕ-И-НЕ 610, элементы И 11 и 12, элементы И-ИЛИ-НЕ 13 и 14, элементы И-НЕ 1518 и 25 и КБ-триггеры 19 - 24, Введение элемента НЕ 40 и образованиеновых функциональных связей обеспечивают работу устройства с коэффициентом пересчета пятнадцать, 2 ил.12989Изобретение относится к отраслямавтоматики, телемеханики, вычислительной техники, может быть исполь"зовано при разработке цифровой аппаратуры и является усовершенство 5ванием изобретения по авт, св.У 819969.Цель изобретения - расширениефункциональных позможностей за счетработы с коэффициентом пересчета пят Онадцать,На фиг, 1 представлена структурная электрическая схема многофункционального счетного устройства; нафиг. 2 и 3 - временные диаграммы 15функционирования устройства при работе с различными коэффициентамипересчета,Устройство содержит четырехразрядный параллельный счетчик на 1 К Отриггерах 1-4, элемент ИЛИ-НЕ 5,элементы НЕ-И-НЕ 6-10, элементы И 11и 12, элементы И-ИЛИ-НЕ 13 и 14,элементы И-НЕ 15-18, КБ-триггеры 1924 и вспомогательный элемент И-НЕ 25, 25шины 26-39 и элемент НЕ 40,Первые входы элементов И-НЕ 15-18соединены соответственно с первой26, второй 27, третьей 28 и четвертой 29 входными шинами устройства, 30Выходы первого 15, второго 16 и третьего 17 элементов И-НЕ соединенысоответственно с установочными входами 1 К-триггеров второго, третьегои четвертого разрядов счетчика (1 Ктриггеры 2 - 4), Второй вход четвертого элемента И-НЕ 18 соединен с пятой входной шиной 30 устройства.Прямые выходы всех 1 К-триггеров разрядов устройства соединены с четырь рмя входами элемента И 11, выход которого соединен с первой выходнойшиной 31 устройства, Выход элемента ИЛИ-НЕ 5 соединен со счетными входами 1 К-триггеров устройства, с пятым входом элемента И 11 и с первымвходом элемента И 12, выход которогосоединен с второй выходной шиной 32устройства. Прямые выходы всех разрядов устройства соединены соответственно с четырьмя прямыми входамиэлемента НЕ-И-НЕ 6, выход которогосоединен с третьей выходной шиной33 устройства, а инверсный вход - сшестой входной шиной 34 устройстваи с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 5,второй вход которого соединен сседьмой входной шиной 35 устройства,а третий вход - с выходом элемента 11 2И-НЕ 18. Установочный вход 1 К-триггера 1 первого разряда устройстваподключен к выходу элемента И-ИЛИНЕ 13, Первые входы двух элементовИ элемента И-ИЛИ-НЕ 13 соединеныс восьмой входной шиной 36 устройства и с инверсным входом элемента НЕ-И-НЕ 7, выход которого соединен свходом сброса 1 К-триггера 1 первого разряда устройства, Второй входпервого элемента И элемента И-ИЛИНЕ 13 соединен с прямым выходом 1 Ктриггера 1 первого разряда устройства, Инверсные входы третьего 8,четвертого 9 и пятого 10 элементовНЕ-И-НЕ соединены соответственно спервой 26, второй 27 и третьей 28входными шинами устройства, а ихвыходы - с входами сброса 1 К-триггеров второго, третьего и четвертого разрядов устройства (1 К-триггеры 2 - 4), инверсные выходы которыхсоединены с первыми входами трехгрупп входов по И элемента И-ИЛИ-НЕ14, выход которого соединен с вторыми входами первого 15, второго 16 итретьего 17 элементов И-НЕ и с третьим входом первого элемента И иэлемента И-ИЛИ-НЕ 13. Первый входчетвертого элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ 14 соединен с девятой входной шиной 37 устройства и с первыминверсным входом первого КБ-триггера 19, прямой выход которого соединен с четвертой выходной шиной 38устройства и с вторым входом элемента И 12, а второй инверсный вход -с выходом элемента И 11. Инверсныйвыход первого КБ-триггера соединенс инверсным входом второго КБ-триггера 20, инверсный выход которогосоединен с первым инверсным установочным входом первого КБ-триггера19. Второй инверсный установочныйвход первого КБ-триггера 19 и инверсный установочный вход второгоКБ-триггера 20 соединены с вторымивходами всех элементов И элементаИ-ИЛИ-НЕ 14 и с прямым выходом третьего КБ-триггера 21, инверсныйвыход которого соединен с прямымивходами второго 7, третьего 8, четвертого 9 и пятого 10 элементов НЕ-И-НЕ, с вторым входом второго элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ 13 и свходом элемента НЕ 40, выход которого соединен с шестым входом первого элемента И 11. Инверсные установочные входы третьего 21 и четвер 3 12989 того 22 КЯ-триггеров соединены с пятой входной шиной 30 устройства, инверсный вход третьего КБ-триггера 21 - с инверсным выходом четвертого КЯ-триггера 22, первый инверсный вход которого соединен с прямым выходом пятого КБ-триггера 23, а второй инверсный вход - с инверсным входом пятого КБ-триггера 23, первый прямой установочный вход которого соеди нен с десятой входной шиной 39 устройства, а второй установочный вход - с прямым выходом шестого КБ-триггера 24, инверсный установочный вход которого соединен с десятой входной 15 шиной 30 устройства, Инверсный вход шестого КБ-триггера 24 соединен с выходом вспомогательного элемента И-НЕ 25, с вторыминверсным входом КБ-триггера 20 и с третьим инверс ным входом КБ-триггера 19. Первый и второй входы элемента И-НЕ 25 соединены соответственно с первым и вторым прямыми установочными входами пятого КБ-триггера 23, 25Шины 33 - 37 служат для наращивания нескольких подобных устройств при построении многоразрядных счетчиков и при работе устройства заземляются. На шину 30 подается часто та 2 о . Шина 29 служит для образования обратной связи с шиной 38 при работе устройства в качестве каскада задержки, формирователя пачки импульсов и формирователя длительности импульсов. При работе устройства в режиме делителя частоты на шину 29 подается логическая "1", Кроме того, устройство имеет входную шину 39 для подачи импульса начальной установки, 40 входные шины 26 - 28 и 36 - для записи кода числа, соответствующего первоначальному состоянию счетчика.Многофункциональное счетное устройство в качестве делителя часто ты с переменным коэффициентом деления может работать в двух режимах: деления частоты без начальной установки в исходное состояние, и деления частоты с начальной установкой в 50 исходное состояние. В зависимости от режима деления частоты шина 39 эаземляется или подается внешний импульс начальной. Ус тановки.При работе устройства в режиме деления частоты с начальной установкой исходное состояние определя 11 4ется коэффициентом пересчета и выражается формулойо Кд 2 Кую где и - число разрядов счетчика;К - коэффициент пересчета;К - коэффициент деления,Коэффициент пересчета К - число, которое необходимо записать впересчетное устройство, чтобы получить нужный коэффициент деления.Коэффициент деления К 9,- число,равное количеству импульсов, которое необходимо подать на вход пересчетного устройства, чтобы получитьимпульс на его выходе.В качестве примера выбираетсяК=7 (фиг. 2), т,е, на вход пересчетного устройства нужно податьсемь импульсов, чтобы получить импульс на его выходе. Тогда исходнымсостоянием схемы будет состояние,соответствующее числу "9" (2 -7=9),код которого ("1001") нужно записать в счетчик. Для этого на шины36 и 28 подаются сигналы логической"1", а на шины 26 и 27 - сигналы логического "0", Нулевая информацияпереписывается в счетчик с появлением сигнала разрешения, которыйвырабатывается на инверсном выходеКЯ-триггера 21 после передачи импульса начальной установки, Единичнаяинформация переписывается в счетчикпри наличии сигнала разрешения инверсного выхода КЯ-триггера 21 и сигнала разрешения с выхода элементаИ-ИЛИ-НЕ 14. Последний вырабатывается следующим после импульса начальной установки импульсом частоты,так как в этом случае логический"0", появившийся на прямом выходе .КБ-триггера 21, подается на всевходы элемента И-ИЛИ-НЕ 14. По окончании этого импульса частоты на прямом выходе КБ-триггера 21 появляется устойчивая логическая "1", независящая от дальнейшего прохождения частоты, Она обрывает сигнал наинверсном выходе КБ-триггера 21 ина выходе элемента И-ИПИ-НЕ 14, Причем сигнал на инверсном выходе КЯтриггера 21 теперь может появлятьсятолько при подаче нового импульсаначальной установки, а состояниевыхода элемента И-ИЛИ-НЕ 14 зависиттолько от состояния инверсных выходов 1 К-триггеров трех последних разрядов устройства, По механизму запи 5 12 си информации первый разряд устройства отличается от остальных разрядовВ случае первоначальной установки и нулевая, и единичная информации: записываются при наличии разрешения с инверсного выхода КЯ-триггера 21.Таким образом, установка в исходное состояние производится первым из семи поданных импульсов частоты, после чего происходит только счет импульсов частоты до переполнения, которое наступает по окончании седьмого импульса частоты, Следующим после переполнения (восьмым) импульсом частоты устройство возвращается в исходное состояние, соответствующее числу "9", Это происходит следующим образом, Разрешение на запись кода числа "9" поступает с выхода элемента И-ИЛИ-НЕ 14. Этот сигнал пбявляется на выходе элемента И-ИЛИНЕ 14 по окончании шестого импульса частоты, когда триггеры всех последних разрядов устройства устанавливаются в единичное состояние и на соответствующие входы второго элемента И-ИЛИ-НЕ 14 поступают сигналы логического "0" с нулевых плеч триг" геров, По окончании следующего седьмого импульса состояние трех последних разрядов устройства не меняется, так как на входы 1 и К их триггеров поступает нулевой логический сигнал с первого разряда, Триггер первого разряда устройства по окончании седьмого импульса частоты переключается в единичное состояние и единичный логический сигнал с выхода его единичного плеча поступает на входы 1- и К-триггеров последующих разрядов устройства и на вход первого элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ 13, на выходе которого при этом появляется сигнал логического "0". На выходе элемента НЕ-И-НЕ 10, стоящего в цепи "Установка нуля" 1 К-триггера 4 четвертого разряда устройства сигнал логического "0" появляется с возникновением сигнала разрешения с выхода элемента И-ИЛИ-НЕ 14. По окончании восьмого импульса 1 К-триггеры 1 и 4 первого н четвертого разрядов, несмотря на то, что на входах 1 и К присутствует единичный логический сигнал, остаются в единичном состоянии, так как на их входы уСтановки поданы сигналы логического "0", Триггеры 2 и 3 второго и третьего раз" рядов устройства по окончании вось 98911 6 5 10 152030 35 40 45 50 55 мого импульса частоты переключаются в нулевое состояние, так как на всех входах 1 и К присутствует сигнал логической "1". При этом обрабатывается сигнал разрешения с выхода элемента И-ИЛИ-НЕ 14, так как на его соответствующие входы поступают сигналы логической "1" с нулевых плеч 1 К"триггеров 2 и 3 второго и третьего разрядов. Таким образом, устройство устанавливается в исходное состояние следующим после заполнения (восьмым) импульсом частоты, кото" рый одновременно является первым импульсом следующего цикла,При работе многофункционального счетного устройства в качестве каскада задержки нужно соединить шину 38 с шиной 29. Частота подается нашину 30. На шину 39 подается импульс начальной установки, Задержанный относительно этого импульса сигналснимается с шины 31,Коэффициент пересчета в этом слу-чае определяется по формулеКп 2 ( "за "имп) 0 фЗадание необходимого коэффициента пересчета осуществляется подачей соответствующего кода на шины 26 - 28 и 36.В данном случае устройство не начнет считать до тех пор, пока на шину 39 не будет подан импульс начальной установки, так как нулевой логический сигнал на прямом выходе КЯ-триггера 19 запрещает прохождение частоты.С приходом импульса начальной установки на прямом выходе КЯ-триггера 19 появляется единичный логический сигнал, разрешающий прохождение частоты до тех пор, пока все 1 К-триггеры устройства не установятся в единичное состояние. При этом на шине 31 элемента И 11 с прихо" дом следующего после заполнения- (восьмого) импульса появляется задержанный на время Готносительно импульса начальной установки сигнал. По окончании восьмого импульса частоты стробирующий импульс на прямом выходе КЯ-триггера 19 обрывается и дальнейшее прохождение частоты запрещается до прихода следующего импульса начальной установки.При работе устройства в качествеформирователя пачки импульсов осуществляются те же коммутации, что129891 7и при работе устройства в качествекаскада задержки, Пачка импульсовснимается с шины 32,Коэффициент пересчета схемы вэтом случае подсчитывается по фор 5мулеК= 2 - (п),8На фиг, 3 для сравнения показана временная диаграмма работы предложенного устройства при К= 15, ко" торое позволяет формировать задержку и длительность импульса в один такт, а также пачку из двух импульсов, где и - количество импульсов в пачке.При работе устройства в качестве 10формирователя длительности импульсаосуществляются те же коммутации, чтои при работе его в качестве каскадазадержки.15Коэффициент пересчета схемы К, который необходимо дать для формирования заданной длительности сигнала, определяется по Формуле20Кп 2 (выл "нмп)Формула изобретения Многофункциональное счетное устройство па авт, св, В 819969, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет работы с коэффициентом пересчета пятнадцать, в него введен дополнительный элемент НЕ, вход которого соединен с инверсным выходом третьего КБ-триггера, а выход - с дополнительным шестым входом первого элемента И.