@ -разрядный счетчик с контролем

(21) 3652206/2 (22) 14.10.83 (46) 07.02.85. (72) Е.А,Евсее (53) 621. 374.4 21юл. Р 5и Ю.В.Гладков88.8) ых ле и с еди ОНТв кажго,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗ СНОЬЯУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 416883, кл. Н 03 К 2/34, 1974.2. Авторское свидетельство СССР 11 664298, кл. Н 03 К 21/34, 1977. (54)(57) Б-РАЗРЯДНЫЙ СЧЕТЧИК С К РОЛЕИ, содержащий первый и второй элементы ИЛИ, элемент задержки, в . каждом разряде счетчика первый элемент И, а в разрядах.,начиная с второго, второй элемент И, дополнительный элемент И, выходы первых элементов И соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, инверсные выходы с первого по)й разрядов счетчика соединены с соответствующими входами первых элементов И всех последующих разрядов, первый вход дополнительного элемента И соединен с выходом второго элемента ИЛИ, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в него введены первый и второй формирователи перед него фронта импульса и в каждый разряд счетчика - формирователь переднего и заднего фронтов импульсов с парафазным выходом, адый разряд, начиная с третьеэлемент ИЛИ, выход каждого из котор соединен с первым входом второго э мента И соответствующего разрядапервым входом элемента ИЛИ последующего разряда, первый вход элемента ИЛИ третьего разряда со нен с первым входом второго элемента И второго разряда и с прямым вь ходом первого разряда счетчика, вторые входы элементов ИЛИ каждого разряда соединены с прямыми выходами предыдущего разряда счетчика, входы каждого из формирователей переднего и заднего фронтов импульсов с парафазными выходами соединены с прямыми выходами соответствующих разрядов счетчика, их прямые выходы соединены с входами второго элемента ИЛИ и свторыми входами вторых элементов Исвоего разряда, а их инверсные выходы соединены с первыми дополнительными входами первых элементов Исвоего разряда, вторые дополнительнывходы которых объединены с третьимивходами вторых элементов И через элемент .задержки соединены с прямЬмвыходом первого формирователя переднего фронта импульсов, вход которогосоединен с входом счетчика входнойшиной и с входом второго формнрователя переднего фронта импульсов, инверсный выход которого соединен свторым входом дополнительного элемента И, выход которого соединен с входом первого элемента ИЛИ, выходы вторых элементов И соединены с входамипервого элемента ИЛИ.1 1138Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в системах автоматического контроля и управления.Известно устройство для контроляработы счетчиков, содержащее счетчикм логмчеееме элементы 1 .Недостатком данного устройстваявляется низкая надежность контроляотказов и сбоев счетчика. 10Известен 8 -разрядный счетчик сконтролем, содержащий два импульсныхделителяна два, два элемента И,элемент ИЛИ, выход каждого элементаИ подсоединен к счетному входу соответствующего делителя на два и кустановочному входу другого делителяна два, выходы которых соединены свходами элемента ИЛИ, Устройствосодержит также два дополнительныхэлемента ИЛИ, третий элемент И,элемент НЕ, два элемента задержки, ав каждом счетном разряде счетчика -два элемента И, два элемента НЕ иэлемент задержки, входы первого 25элемента И каждого разряда соединеныс прямыми выходами данного и предыдущих. разрядов счетчика и с выходомпервого элемента НЕ, вход которогосоединен с прямым выходом последующего разряда, выход первого элементаИ соединен с одним из входов первогоэлемента ИЛИ и с входом элементазадержки, входы второго элемента Исоединены с инверсными выходами данного и предыдущих разрядов, с выходомЗ 5второго элемента НЕ, вход которогосоединен с инверсным выходом следующего разряда, и с выходом элементазадержки. Выход второго элемента Исоединен с одним из входов второгоэлемента ИЛИ, Й +1 вход которогосоединен с выходом третьего элементаИ, входы которого соединены черезпервый элемент задержки с входом счетчика, через второй элемент задержки -45с инверсным выходом первого счетчикаразряда и через элемент НЕ - с прямымвыходом первого счетного разряда.Выходы элементов ИЛИ соединены с первыми входами соответствующих элемеитов И, вторые входы которых соединены с выходом первого элемента задержНедостатком известного устройства 55 является относительно невысокая достоверность контроля, так устройство лишь частично контролирует сбои,когда с приходом на вход счетчика очередного счетного импульса нечетное число изменяется на ложное четное число.Кроме того, устройство совсем не контролирует такие сбои, когда с приходом на вход счетчика очередного счетного импульса четное число изменяется на ложное нечетное, возможные изменения состояний счетчика под воздействием помех в интервалах (паузах)между импульсами не выявляются.Цель изобретения - повышение достоверности контроля.Поставленная цель достигается тем, что в 1 -разрядный счетчик с контролем, содержащий первый и второй элементы ИЛИ, элемент задержки, в каждом в разряде счетчика первый элемент И, а в разрядах, начиная с второго, второй элемент И, дополнительный элемент И, выходы первых элементов И соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, инверсные выходы с первого по (и -1) -й. разрядов счетчика соединены с соответствующими входами первых элементов И всех последующих разрядов, первый вход дополнительного элемента И соединен с выходом второго элемента ИЛИ, введены первый и второй формирователи переднего фронта импульса и в каждый разряд счетчика - формирователь переднего и заднего фронтов импульсов с парафазным выходом, а в каждый разряд, начиная с третьего, - элемент ИЛИ, выход каждого,из которых соединен с первым входом втррого элемента И соответствующего разряда и с первым входом элемента ИЛИ последующего разряда, первый вход элемента ИЛИ третьего разряда соединен с первым входом второго элемента И второго разряда и с прямым выходом первого разряда счетчика, вторые входы элементов ИЛИ каждого разряда соединены с прямыми выходами предыдущего разряда счетчика, входы каждого из формирователей переднего и заднего фронтов импульсов с парафазными выходами соединены с прямыми выходами соответствующих разрядов счетчика, их прямые выходы соединены с входами второго элемента ИЛИ и с вторыми входами вторых элементов И своего разряда, а их инверсные выходы соединены с первыми дополнительными входами первых элементов И своего раэряда, вторые дополнительные входы которых объединены с третьими входами вторых элементов И и через элемент задержки соединены с прямым выходом первого формирователя переднего фронта импульсов, вход которого соединен с вкодом счетчика, .входной шиной и с входом второго формирователя переднего фронта импульсов, инверсный выход которого соединен с вторым 10 входом дополнительного элемента И, выход которого соединен с входом первого элемента ИЛИ, выходы вторых элементов И соединены с входами первого элемента ИЛИ. 15На фиг, 1 представлена схемаразрядного счетчика с контролем; на фиг. 2 - одна из возможных реализаций формирователя по переднему и заднему фронтам импульса. 20Устройство содержит 4-.х разрядный счетчик 1 с контролем, формирователи .2 и 3 переднего фронта импульсов, элемент 4 задержки, элементы ИЛИ 5 и 6, элементы И 7, элементы И 8,1-8,4; 9,1-93, формирователи 10 1 - 10,4 переднего и заднего фронтов импульсов с парафазным выходом, элементы ИЛИ 111-11,2, входную шину 12. Входная шина 12 подключена к . входу счетчика 1 и к входам формирователей 2 и 3 переднего фронта импульсов. Прямые выходы счетчика 1 подключены к входам формирователей 10,1-10,4 соответственно. Прямой выход первого разряда счетчика 1 подключен также к первым входам элементов 9,1, 1,1. Выход элемента 11,1 подключен к первым входам элементов 92,11,2. Выход элемента 11,2 соединен с первым,входом элемента 9,3. Вторые входы элементов ИЛИ 111 и 11 2 соединены с прямыми выходами соответственно второго и третьего разрядов счетчика 1. Вторые входы элементов 91-9,3 подключены к выходу элемента 4, вход которого соединен с выходом формирователя 2. Третьи входы элементов 91-9,3 подключены соответственно к прямым выходам формирователей 10,2-10,1 и 50 к входам элемента 5.Инверсные выходы формирователей 0,1- 10.4 соединены соответственно с первыми входами элементов 8,1-8,4 вторые входы которых объединены и 55 подключены к выходу элемента 4.Третьи входы элементов 8,2-8,4 объединены и подключены к инверсному выходу первого разряда счетчика 1. Четвертые входы элементов 8.3 и 8,4 подключены к инверсному выходу второго разряда счетчика 1, пятый вход элемента 8,4 подключен.к инверсному выходу третьего разряда счетчика 1. Выходы элементов 8,1-8,4 и 9,1-9,3 соединены с входами элемента 6. Инверсный выход формирователя 3 соединен с первым входом элемента 7, второй вход которого соединен с выходом элемента 5, а выход подключен к дополнительному входу элемента 6.Формирователь 10 переднего и заднего фронтов импульсов с парафазным . выходом содержит элементы И-НЕ 13 - 16, элемент 17 задержки, элемент НЕ 18, вход 19, прямой выход 20, инверсный выход 21.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии счетчик 1 находится в нулевом состоянии.Элементы 8,1-8,4 открыты по первым входам высокими потенциалами инверсных выходов формирователей 10,1-10,4 соответственно и закрыты по вторым входам низким выходным потенциалом элемента 4. Элементы 8,2-8,4 открыты по третьим входам высоким потенциалом инверсного выхо-. да первогоразряда счетчика 1. Кроме того, элементы 8.3-8,4 открыты по четвертым входам высоким потенциалом инверсного выхода второго разряда счетчика 1, элемент 8.4 открыттакже по пятому входу высоким потенциалом инверсного выхода третьего разряда счетчика 1. Элементы 9.1- 9.3 закрыты по третьим входам низкими потенциалами прямых выходов формирователей 10.2-10,4 соответственно, по вторым входам - низким выходным потенциалом элемента 4. Элемент 9.1 закрыт также по первому входу низким потенциалом прямого выхода первого разряда счетчика 1, а элементы 9,2-9,3 закрыты по первым входам низкими потенциалами выходов элементов 11.1 и 11.2 соответственно. Элемент 7 открыт по первому входу высоким потенциалом инверсноговыхода - формирователя 3 и закрыт по второму входу низким выходным потен" циалом элемента 5, на входы которого в исходном состоянии поступают низкие потенциалы прямых выходов форми рователей 10,1-10,4.С приходом второго счетного импульса в счетчике 1 записывается число 2 и снова формируются импульсы на выходах формирователей 2 и 3.При этом в момент переключения первого и второго разрядов счетчика 155 1,первого разряда в нулевое состояние, а второго разряда - в единичное) на прямых выходах формирователей 10,1 и 10,2 формируются положительные им 50 С поступлением первого импульса на входную шину 2 на выходе формиро-. вателя 3 формируется(по переднему. Фронту) отрицательный импульс, закрывающий элемент 7,.на выходе формирователя 2 формируется (по переднему фронту) положительный импульс, который через элемент 4 поступает на вторые .входы элементов 8,1-8,4 и 9,1- 9,4, и в счетчике 1 записывается , 10-При этом в момент переключения триггера первого разряда счетчика.(в единичное состояние) на прямом выходе формирователя 10,1 формируется положительный импульс, а на инверсном выходе - отрицательный импульс.Время задержки элемента 4 задержки ь 10 равно или несколько больше времени переключения разрядов счетчика 1. Элемент задержки может быть 2 О реализован путем последовательного соединения четного количества элементов НЕ.Длительность импульсов на выходах формирователей 10,1-10,4 выбирается 25 несколько большей длительности им-. пульса формирователя 2, задержанного элементом 4 задержки, Поэтому.при переключении первого разряда счетчика 1 элемент 8,1 остается закрытым,30 так как длительность отрицательного импульса на его первом входе равна или несколько больше длительности положительного импульса на втором входе, 35Элементы 8,2-8,4 закрываются по третьим входам низким потенциалом инверсного выхода первого разряда счетчика 1.Длительность отрицательного импульса формирователя 3 выбирается .равной или несколько большей длительности импульса формирователей 10.1- 10,4. Поэтому элемент остается закрытым. Элементы 9,1-9,3 также остаются 4 закрытыми по третьим входам низкими потенциалами прямых выходов формирователей 10.2-10.4 соответственно. пульсы, на инверсных выходах - отрицательные импульсы, которые закрывают по первым входам элементы 8,1 и8,2 сооветственно. Элементы 8,3 и8.4 закрываются при этом по четвертымвходам низким потенциалом инверсноговыхода второго разряда счетчика 1,Элемент 9.1 закрывается по первомувходу низким потенциалом прямого вы"хода первого разряда счетчика 1, элементы 9,2 и 9,3 остаются закрытымипо третьим входам низкими потенциалами прямых выходов формирователей10.3 и 10.4 соответственно. Элемент7 также остается закрытым.С поступлением третьего счетногоимпульса в счетчике 1 записываетсячисло 3 и снова срабатывают формирователи 2 и 3. При этом остается закрытым элемент 8,1 за счет действияна первом входе отрицательного импульса, поступающего с инверсного выхода формирователя 101, элементы 8,284 - за счет низкого потенциала,поступающего на третьи входы с инверсного выхода первого разряда счетчика 1,Элементы 8 р 3 и 8 р 4 закрыты такжепо четвертым входам низким потенциалом инверсного выхода второго разряда счетчика 1. Остаются закрытымиэлементы ,9,1-9,3, элемент 7 и т.д.НС поступлением 2 счетного импульса, переполняющего счетчик 1, элементы 8,1-8,4 остаются закрытыми засчет действия на их первых входахотрицательных импульсов с инверсныхвыходов формирователей, за счет действия низких потенциалов на их первыхвходах с прямого выхода первого разряда счетчика 1 и с выходов элементов 11,1 и 112 соответственно. Остается закрытым и элемент 7 за счетдействия отрицательного импульса свыхода формирователя 3. Таким образом, при отсутствии нарушений в работе счетчика 1 с поступлением на его входе каждого счетного импульса сигналы на выходах всех элементов И и, соответственно, на выходе элемента 6 будут отсутствовать.Допустим, что с поступлением четвертого счетного импульса, когда первый и второй разряды счетчика 1 переключаются в нулевое состояние, триггер третьего разряда не переключится в единичное состояние. При этом импульсы на выходах формирова(на время переключения разрядов счетчика), пройдет через элемент 8,3 (открытый по другиМ входам)на вход элемента 6. На выходе элемента 6 появляется импульс, сигнализирующий онарушении работы счетчика 1. В рассматриваемом случае импульс с выхода 1 Оэлемента 4 задержки проходит такжеи через элемент 8,4.Аналогичным образом происходитоткрывание элемента 8,3 и выдачасигнала о нарушении работы счетчика 15если с поступлением, например,восьмого счетного импульса, третийразряд не переключится(в результатенеисправности или сбоя) в нулевоесостояние, ЮТаким образом, каждый из элементов 8 контролирует переключениетриггера соответствующего разрядасчетчика 1 в противоположное состояние, когда с приходом очередного 25счетного импульса предыдущие разрядысчетчика устанавливаются в нулевоесостояние.Каждый из элементов 9,1-93 контролирует непереключение триггера соот.ветствующего разряда счетчика 1 впротивоположное состояние, когда сприходом очередного счетного импульса хотя бы один предыдущий разрядсчетчика находится в единичном состоянии, т.е. импульсы на выходахэлементов 9,1-93 появляются в случаеложного переключения соответствующего разряда счетчика 1,Рассмотрим для примера ложноепереключение, например, третьего раз 40ряда счетчика 1. Допустим, что с поступлением второго счетного импульсакогда первый разряд переключаетсяв нулевое состояние, а второй - вединичное) в результате сбоя третий 45разряд переключится в единичноесостояние. Тогда положительный импульс с прямого выхода формирователя10,3 откроет по третьему входу элемент 9,2(открытый по первому входу 50высоким потенциалом элемента 111),и импульс с выхода элемента 4 пройдет через элемент 9,2 на выход устройства, сигнализируя о нарушенииработы счетчика 1,Элемент 7 контролирует отсутствиепереключений разрядов счетчика 1 винтервалах (в паузах)между входнымисчетными импульсами. Если в интервале между счетными импульсами произойдет ложноепереключение какого-либо(или нескольких )разряда счетчика,то положительный импульс с прямоговыхода соответствующего формирователя1 О пройдет через элемент 5 на первыйвход элемента 7, открытый по второмувходу высоким потенциалом инверсноговыхода формирователя 3. При этомимпульс с выхода элемента 7 пройдетчерез элемент 6 на выход устройства,сигнализируя о нарушении работысчетчика .Технико-экономическим эффектомизобретения является повышение достоверности контроля счетчика-импульсов.Сбои,. которые могут возникать всчетчике во время переключений егоразрядов при поступлении на егосчетный вход информационных импульсов, могут приводить к одному изчетырех возможных вариантов ошибокв работе счетчика; четное числоизменяется на другое четное(ложное)число;нечетное число изменяется надругое нечетное (ложное) число; нечетное число изменяется на ложное четное число; четное число изменяется.на ложное нечетное число.Изобретение позволяет контролиро"вать все четыре возможных вариантаошибок в работе счетчика, т,е.позволяет повысить количество контролируемых вариантов ошибок,возникающих в результате сбоев,примерно на 37,5 Х. Таким образом, предложенное устройство позволяет повысить достовер" ность контроля работы счетчика, так как осуществляет контроль и выдает на выходе сигнал ошибки как при отказах, так и практически при любых сбоях счетчика.38944 Фиг,ставитель Л.Симхред А.Бабинец о ректор В,С Тирах 872 НИИПИ Государственног по делам изобретений 3035, Москва, Ж,45 ка к ал ППП "Патент", г. Ужг роектн актор А.Шандо Подписномитета СССРткрытийская наб., д.