Счетчик в коде грея

(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт радиовещательного приема и акустики им. А.С. Попова (72) ИЛ. Лазер и Г.С Брайловский , 53) 621.374.322 (088.8)56) Гуртовцев А.Л. и др. Логическое проектирование устройства автоматики. Рига: Зинатне, 1978.Проектирование микроэлектронных цифровых устройств. И.: Советское радио, с. 168, 1977,(57)Изобретение относится к области построения устройств цифровой вычислительной техники и дискретной автоматики, преимущественно на потенциМай ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ альных логических элементах неизбыточных базисов. Цель изобретения упрощение устройства. Достигается она за счет введения новых функциональных связей между схемными элементами. Счетчик кода Грея может быть реализован на элементной базе в виде логических элементов (ЛЭ) И-НЕ или ИЛИ-НЕ. Счетчик содержит счетный вход 1, ВБ-триггеры 2 и 3, ЛЭ 4, ТЧ -триггер 5 первого разряда, содержащий ВЯ-триггер, ТЧ -триггер 7 второго разряда, синхронные ВБ - триггеры 8 и 9 в (и)-м и ,и-м разрядахВ описании изобретения приводится вариант реализации устройства Е на ЛЭ И-НЕ. Работа поясняется по при- фу веденным в описании таблицам. 2 табл. ф ф 2 ил. С:Фф225011 2 5 1 О 15 20 25 30 35 40 Счетчик в коде Грея (фиг. 1) содержит счетный вход 1, первый н второй 85 -триггеры 2 и 3 и логический элемент 4, ТЧ-триггер 5 первого разряда, содержащий 65-триггер 6, выходы которого являются выходами ТУ-триггера 5, ТЧ-триггер 7 второго разряда, синхронные 85-триггера 8 и 9 в(и)-ом и п-ом разряде. Дервыьй выход первого 15 -триггера 2 соединен с к -входом второго Йб -триггера 3 и первым Ч -входом ТЧ-триггера 5 первого разряда, первый выход второго 115 -триггера 3 соединен с первым входом логического элемента 4, выход которого соединен с 11 -входом первого 15 -триггера 2 и вторым Ч -входом ТЧ-триггера 5 первого разряда, Ч входы каждого ТЧ -триггера каждого разряда, кроме первого, соединены с первым выходом ТЧ -триггера предыдущего разряда, со вторыми выходами ТЧ -триггеров всех предшествующих разрядов, кроме предыдущего, и вторым выходом первого 15-триггера 2, синхровходы 115-триггера 8 (и)-го разряда соединены соответственно со счетным входом 1, вторым выходом первого Р 5 -триггера 2, вторыми выходами ТЧ -триггеров 5 и 7, всех разрядов, кроме (п)-го, первым выходом ТЧ-триггера (и)-го разряда Счетный вход соединен также с Т-входами всех ТЧ-триггеров 5, 7, . и б-входом первого 85 -триггера 2, 1"вход 5 -триггера 6 Т 7-триггера 5 первого разряда соединен со вторым входом логического элемента 4 и пер" вым 5 "входом второго 85 -триггера 3, 5-вход кб "триггера 6 ТЧ-триггера 5 . первого разряда соединен с третьим входом логического элемента 4 и входе 1 вызывает переключение в то разряда из старших (и)50 55 1 1Изобретение относится к построению устройств цифровой вычислительной техники и дискретной автоматики, преимущественно на потенциальных логических элементах неизбыточных базисов.Цель изобретения - упрощение устройства,Счетчик в коде Грея может быть реализован на элементной базе в виде логических элементов И-НЕ или ИЛИ-НЕ.На ф,"г. 1 изображена структурная схема и -разрядного счетчика Грея; на фиг. 2 - структурная схема четырехразрядного счетчика Грея, выполненного на логических элементах И-НЕ. вторым б -входом второго 85 -триггера 3. Первый и второй выходы ЯЯ - триггера 8 (и)-го разряда соединены соответственно с 5 - и Й -входами 116 -триггера 9 и-го разряда, первый и второй выходы которого соединены попарно соответственно с 8 - и б -входами 15 -триггера 8 (и)- го разряда. Последовательность полных состояний триггеров описывает функционирование счетчика, ТК-триггера которого переключаются по фронту импульса на Т-входе (реализация на логических элементах И-НЕ).Состояния на всех выходах триггеров и элемента 4 указаны в табл. 1 после окончания переходных процессов, вызванных последним переключением сигнала на счетном входе 1.Переключения ТЧ-триггера 5 первого разряда происходит при сигналах логической единицы на первом выходе 18 -триггера 2, на выходе логического элемента 4 по фронту сигнала на счетном входе 1. При этом первым переключается в состояние логического нуля сигнал на 8 - или на-входе 85 -триггера 6 ТЧ-триггера Ъ, после него параллельно переключается 15 -триггер 6 Т-триггера 5 и 15 -триггер 3 устанавливается в состояние логической единицы, На выходе элемента 4 сохраняется сигнал логической единицы, поэтому состояние первого 115 -триггера 2 не изменяется, что не позволяет в этом такте переключаться другим разрядам. Затем по срезу сигнала на входе 1 устанавливается сигнал логической единицы на В- и 5 -входе кб -триггера 6 ТЧ -триггера 5 и сигнал логического нуля на выходе элемента 4, после него устанавливается сигнал логической единицы на двух выходах первого Ю -триггера 2, Последующий фронт импульса на счетном разрядов, для которого предыдущийразряд находится в состоянии логической единицы, а все остальные - всостоянии логического нуля (исклю"чение составляет только и-ный разряд Ю -триггера 9, который переключается в состояние логического нуля при условии, что предшествующие разряды находятся в состоянии логичес"кого нуля. Параллельно с переключе3 225011 4 кием одного из старших (и) разрядов вого разряда и первь первый Йб-триггер 2 переключается из триггера 7 второго р состояния двух логических единиц по входы Йб -триггера 9 первому и второму выходам в состоя- ряда соединены соотв ние логического нуля по первому вы счетным входом, втор ходу и логической единицы по второ- первого Йб -триггера му, что вызывает переключение второ- ходами ТЧ-триггеров го Йб -триггера 3 в состояние логи- вертого разрядов 8 и ческого нуля и затем переключение счетный вход соедине элемента 4 в состояние логической О первого Й 5 -триггера единицы. Последующий срез импульса ТМ-триггеров 5 и 7, на счетном входе 1 установит первый триггера 6 Т 1 -тригге Йб-триггер 2 в состояние логического разряда соединен со нуля. Состояние счетчика в коде Грея элемента 4 и первым формируется на первых выходах триг рого Йб -трйггера 3, геров 5, 78, 9. гера 6 ТЧ-триггера 5 Функционирование счетчика, ТМ-. триггера которого переключаются по срезуимпульса на .Т-входе, например по построении ТУ-триггеров на логическихэлементах ИЛИ-НЕ, происходит аналогично, при этом сигналы на выходахпервого Йб -триггера 2, элемента 4нулевого разряда, на счетном входе1 и наВ- и 5-входах Йб -триг 25гера 6 ТЧ-триггера 5 первого разряда будут инверсными,На фиг. 2 представлен четырехразрядный счетчик в коде Грея, построенный на логических элементах И-НЕ.Он содержит счетный вход 1, первый2 и второй 3 Рб -триггеры и логический элемент 4, Т 1-триггер 5 первого разряда, содержащйй, в свою очередь, Йб -триггер 6, выходы которого являются выходами ТЧ-триггера 5первого разряда, ТЧ-триггер 7 навтором разряде, синхронный Йб-триггер 8 третьего разряда и синхронныйЙб-триггер 9 четвертого разряда, 40причем первый выход первого Йб -триггера 2 соединен с Й -входом вторичного Йб -триггера 3 и первым Чвходом ТЧ-триггера 5 первого разряда, .первый выход второго Яб -триггера 453 соединен с первым входом логического элемента 4, выход которого соединен с;Й -входом первого Йб -триггера 2 и вторым Ч -входом ТЧ-триггера5 первого разряда, М .-входы ТЧ-триггеры 7 второго разряда соединены попарно с первым выходом ТМ-триггера5 первого разряда и вторым выходомпервого Ю -триггера 2. СинхровходыЙб-триггера третьего разряда 8 соедииены попарно со счетным входом 1,вторым выходом первого Йб -триггера2, вторым выходом ТЧ-триггера 5 пер" м выходом ТЧазряда. Синхрочетвертого .разетственно соыми выходом2 и вторым вытретьего и чет 9, Кроме того,н с б -входом2 и Т-входамиа-вход Йб -ра 5 первоговторым входом8 -входом втоб -вход Йб -тригпервого разряда соединен с третьим входом элемента 4 и вторым 5 -входом второго Йб - триггера 3. Первый и второй выходы Йб-триггеры третьего разряда соединены соответственно с Я- и Р - входами 1 б -триггера 9 четвертого разряда, первый и второй выходы которого соединены соответственно с Б- и Й -входами Йб -триггера 8 третьего разряда. Первый Йб-триггер 2 построен на элементах 10 и 11, а второй Йб -триггер 3 - на элементах 12 и 3, ТЧ-триггеры первого и второго разрядов 5 и 7 выполнены на элементах 14-19, причем Йб -триг" гер 6 ТЧ-триггера 5 первого разряда построен на элементах 18 и 19, Йб-триггеры третьего и четвертого разрядов 8 и 9 построены на элементах 20-23. Функционирование счетчи-, ка (фиг. 2), построенного на логических элементах И-НЕ, поясняется последовательностью полных состояний, представленных в табл, 2, гпе указаны состояния эле 11 ентов после окончания переходных процессов, вызванных последним переключением сигнала на счетном входе 1. Переключения элемента 18 ТЧ-триггера первого разряда 5 происходят при сигналах логической единицы на выходах элементов 4 и 10 по фронту сигнала на счетном входе 1. При этом первым переключается в логический нуль сигнал на входе элемента 18 или 19 Йб -триггера б ТЧ-триггера 5 первого разряда, после чего параллельно переключаются элементы 18 и 19 и элемент 12 в состояние логической единицы, а элемент 1 Э - в состояние логического нуля, на выходе элемента 4 сохраняется сигнал логитриггеры и логический элемент, атакже Т 7-триггер первого разряда,содержащий 86 -триггер, выходы ко"торого являются, выходами Т 7-триггера первого разряда, Т 7-триггер вкаждом из последующих (и) раарядов,синхронный 8 -триггер (и)-горазряда и синхронный 15 -триггери-го разряда, первый выход первого88-триггера соединен с-входомвторого 5 -триггера и первым 1 -входом Т-триггера первого разряда,первый выход второго 65 -триггерасоединен с первым входом логического элемента, выход которого соединей3с 1 -входом первого 88 -триггера ивторым 7 -входом Т 1 -триггера первого разряда, 7 -входы Т 7-триггеракаждого разряда, кроме первого, соединены с первым выходом Т 7-триггерапредыдущего разряда и с вторыми вы 3ходами Т 1-триггеров всех предшествующих разрядов, кроме предыдущего, ивторым выходом первого Р -триггера,синхровходы 15 -триггера (и)-горазряда соединены со счетным входомсчетчика в коде Грея, вторым выходомпервого 15 "триггера, вторыми выходами Т 7-триггеров всех разрядов, кроме(и)-го разряда, синхровходы Р 5 триггера и-го разряда соединены сосчетным входом, вторым выходом первого 18 -триггера и вторыми выхода 1ми Т-триггеров (и) разрядов,кроме того, счетный вход соединен сТ-входами, всех Т 1-триггеров и 5 -входом первого 15 -триггера, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения счетчика, 1 -вход 28 "триггера Т 1-триггера первого разряда сое- .динен с вторым входом логическогоэлемента и первым о -входом второгоЯб-триггера, а 6 -вход 5 -триггераО-триггера первого разряда соеди"нен с третьим входом логического элемента и вторым б -входом второго18-триггера, при этом первый и второй выходы Иб-триггера (и)-горазряда соединены попарно соответственно с 8- и Р -входами К 5 "триггера и-го разряда, первый и второйвыходы которого соединены попарносоответственно с В- и 5 -входамиЮ-триггера (и)-го разряда. 5 1225011 бческой единицы, поэтому состояниеэлементов 10 и 1 первого 1(8 -триггера 2 не изменяется, что не позволяет в этом такте переключиться другимразрядам. Затем по срезу сигнала насчетном входе 1 устанавливаются сигналы логической единицы на входахэлементов 18 и 19 В 5 -триггера бТ-триггера 5, сигнал логическогонуля на выходе элемента 4, после 10чего устанавливаются сигналы логической единицы на выходах элементов 10и 11 первого Й 5 -триггера 2,Последующий фронт сигнала на счетном входе 1 вызовет переключение 15одного иэ триггеров 7, 8 и 9 трехстарших разрядов, для которого предьщущик разряд находится в состояниилогической единицы (исключение составляет только четвертый разряд - он 20переключается в состояние логического нуля при логическом нуле на выходе триггера третьего разряда 8), авсе остальные предшествующие разрядынаходятся в состоянии логического 25нуля. Параллельно с переключением одного из трех триггеров 7, 8 и 9 эле"менты 10 и 11 первого В 8 -триггера 2переключаются из состояния двух логических единиц в состояние логического нуля на выходе элемента 10 и логической единицы на выходе элемента 11,что вызывает переключение элементов12 и 1 Э второго 85 -триггера в сос-.тояние логического нуля и единицысоответственно и затем элемент 4 переключается в состояние логическойединицы. Последующий срез импульсана счетном входе 1 установит элементы 10 и 31 первого Кб -триггера 2 в 40состояние логического нуля и единицы соответственно. Состояния счетчика в коде Грея снимается с выходов триггеров 5, 7, 8 и 9,Функционирование счетчика (фиг,2),45если его выполнить на элементахИЛИ-НЕ, будет происходить аналогично, при этом сигналы на входах элементов 18 и 19 35 -триггера б Т 3- триггера первого разряда 5, на счет 50ном входе 1 и на выходах элемента4, элементов 10 и 11 первого Ы "триггера 2 будут инверсными.Формула изобретенияСчетчик в коде Грея, содержащий ,55счетный вход, первый и второй Рц -Состояние разрядных триггеров вхо" На пер- .вом выходетриггера 3 На первых выходах триггеровде 1 На выходах триггера 2 На входахтриггера 6 На выходеэлемента.4 8 9 5 7 первом вто"ром 0 0 0 1 0 . 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 10 О 0 3 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 О 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 О 0 0 О,0 0 0 0О 03 0 0 О 1 О 1 1 О 0 0 3 1 1 1 О 0 0 1 1 1 О 1 0 0 11 3 1 1 0 0 1 1 11 1 0 1 130 1 0 1 О 3 1 1 1 1 О 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 О Ое1 с1 1 0 0 0 0 1 1 1 О 0 О 0 0 0 0 0 1 1 1 0 О 0 0 01225011 10. Таблица 2 Состояния на выходах элементов Состояния на выходах элементовСостояния на входах элементов Вход 22 триг " геров1225011 Составитель 0СкворцовТехред В.Кадар Коррек Редактор. И. Сегляник,р М. Самборск ПодписСР аказ 1968/5 Тираж 816 НИИПИ Государственного коми по делам изобретений и отк 13035, Москва, Ж, Раушск