Счетчик для вычитания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 80122827 27/О Н ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ац.фоат Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ордена Ленина институт кибернетики им,В.11.Глушкова(56) Авторское свидетельство СССР 9 374643, кл. С 06 М 3/08, 1973.Авторское свидетельство СССР У 809584, кл. Н 03 К 27/00, 1981.Авторское свидетельство СССР У 756645, кл. Н 03 К 27/00, 1980. (54) СЧЕТЧИК ДЛЯ ВЫЧИТАНИЯ (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. 1 ель изобретения - расширение Функциональных возможностеи. Счетчиксодержит блок 1 синхронизации, регистр 2 сдвига, двоичный вычитатель 3, элементы 4-6 задержки, элементы 7-10 И, элементы 11 и 12 ИЛИ,элемент 13 НЕ, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 14, генераторы 15 и 16 одиночных импульсов и инФормационныевходы 17 и 18. В описании приведенаструктурная схема блока 1 синхронизации. Введение в устройство генераторов одиночных импульсов, элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемента 12 ИЛИи образование новых связей с элементами устройства позволяет производить счет одновременно по двумканалам.2 ил. 1 табл.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, предназначено для вычитания из десятичного числа двух последовательностей импульсов и может быть использовано 5 в различных областях техники и промьш- ленности для построения устройств дискретной автоматики, цифровых вычислительньх устройств и устройств измерения остаточного запаса в проо цессе расхода однотипной продукции любой Физической природы.Цель. изобретения - расширение Функциональных возможностей путем одновременного сета по двум каналам.15На фиг,1 изображена структурная схема счетчика для вычитания; на Фиг.2 - структурная схема блока синхронизации.Счетчик для вычитания содержит блок 1 синхронизации, регистр 2 сдвига, двоичный вычитатель 3 элементыб задержки, элементы 7 - 10 И, элементы 11 и 12 ИЛИ, элемент 13 НЕ, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14, генераторы 15 и 16 одиночных импульсов, инФормационные входы 17 и 18.Первый, второй и третий выходы бпока 1 синхронизации соединены с входами синхронизации, ввода данных и управления регистра 2 сдвига соответственно, выход которого соединен с входом уменьшаемого двоичного вычитателя, ИнФормационный вхоц регистра 2 сдвига соединен с выходом эле мента 7 И первый вход которого соединен через элемент 4 задержки с выхоцом злемента 8 И,. Выход разности двоичного вычитателя 3 соединен с первым входом элемента 9 И и через 40 элемент 5 задержки - с первым входом элемента 8 И, второй вход которого соединен с выходом элемента 13 НЕ и с вторым входом элемента 7 И. Вход вычитаемого двоичного вычитаеля 3 45 соединен с выходом элемента 11 ИХИ, первый вход которого соединен с выходом элемента 6 задержки, Четвертый выход блока 1 синхронизации соединен с вторым входом элемента 9 И, выход 5 О которого соединен с входом элемента НЕ 13. Выход займа двоичного вычитателя 3 соединен с первым входом элемента 12 ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента б задержки. 55 Пятый выход блока 1 синхронизации соединен с входами синхронизации генераторов 15 и 16 одиночных импуль сов, входы управления которыми соединены с информационньми входами 17и 18 счетчика для вычитания соответственно, Второй вход элемента 11 ИЛИсоединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14, первый вход которого соединен с первым входом элемента 10 Ии с выхоцом генератора 15 одиночныхимпульсов. Выход генератора 16 одиночных импульсов соединен с вторымивходами элемента ИСКЛЮЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ 14и эпемента 10 И, выход которого соединен с вторым входом элемента 12 ИЛИ..Блок синхронизации,Фиг.2) содержит генератор 19 тактовых импульсов, распределитель 20 импульсов, генератор 21 одиночных импульсов, о -триггер 22, элементы 23 и 24 И;И, коммутаторы 25 - 28, выходные шины 29 33, которые являются первым, вторым, третьим, четв гртьм и пятым выходами блока .синхронизации соответственно.Выход генератора 19 тактовых импульсов соединен с входом распределителя 20 импульсов, выход последнего т -го разряда которого соединен с входом синхронизации генератора 21 одиночных импульсов и нулевым входом триггера 22, Выходы с первого по п -й разряды распределителя 20 импульсовв соединены через коммутатор 25 с входами элемента 23 ИЛИ. Выходы 4 ь-х разрядов распределителя 20 импульсов, где ь = 1,2 ш, а 4 ш=и, соединены с входами элемента 24 ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом коммутатора 26. Выход первого разряда распределителя 20 импульсов соединен с инФормационным входом коммутатора 27, Единичный вход триггера 22 соединен с выходом генератора 21 одиночных импульсов, вход управления которого соединен через коммутатор 28 с шиной нулевого сигнала счетчика.Выходные шины 29 - ЗЗ блока 1 синхронизации соединены с выходами генератора 19 тактовых импульсов, элемента 23 ИЛИ, триггера 22, коммутатора 26 и коммутатора 27 соответственно. Выход генератора 19 тактовых импульсов соединен с входом синхронизации регистра 2 сдвига, входы ввода данных и управления которого соединены с выходом элемента 23 ИЛИ и прямым выходом триггера 22 соответственно, Второй вход элемента 9 Исоединен через коммутатор 26 с выходом элемента 24 ИЛИ. Входы синхронизации генераторов 15 и 16 одиночных импульсов соединены через коммутатор 27 с выходом первого разряда распределителя 20 импульсов.Счетчик для вычитания работает следующим образом.Генератор 19 тактовых импульсов блока 1 синхронизации формирует последовательность тактовых импульсов частоты Г, из которых п-разрядный распределитель 20 импульсов формирует п последовательностей импульсов длительностью 1/, периодом Т =и/Г и сдвинутых друг относительно друга на время= 1/Е.Из последовательностей импульсов 4 -х разрядов распределителя 20 импульсов, где= 1,2,ш, а 4 ш = и, элемент 24 ИЛИ формирует последовательность импульсов дли - тельностью 1/1, действующую с частотой /4. В режиме десятичного счета коммутатором 26 подключают выход элемента 24 ИЛИ к второму входу элемента 9 И, а в режиме двоичного счета коммутатором 26 подключают второй вход элемента 9 И к шине нулевого сигнала счетчика.В режиме установки начального кода в регистре 2 сдвига коммутатором 27 подключают входы синхронизации генераторов 15 и 16 одиночных импульсов к шине нулевого сигнала счетчика, обеспечивая этим блокировку информационных входов 17 и 18 счетчика. Задание начального кода установки счетчика осуществляется с помощью коммутатора 25 в двоичнодесятичном или в двоичном коде в зависимости от режима счета десятичного или двоичного соответственно. Коммутатором 25 в единичных разрядах кода начальной установки подключают выход соответствующего разряда распределителя 20 импульсов к входам элемента 23 ИЛИ, на выходе которого Формируется последовательный код начальной установки счетчика, В режиме десятичного счета начальный код установки задается в виде т тетрад, где т, = г /4, каждая из которых содержит четыре двоичных разряда и кодирует в двоичном коде 8-4-2- десятичные числа от 0 до 9 согласно таблице.Десятичное число Двоичный код тет- рады О 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1 О 15 В режиме двоичного счета начальныйкод установки задается в виде Ь -разрядного двоичного кода20 Таким образом, на выходе элемента 23 ИЛИ формируется последовательный двоично-десятичный или двоичныйкод начальной установки счетчика.Запись кода начальной установки 25 в регистр 2 сдвига осуществляетсяс помощью коммутатора 28, выполненно.го, например, в виде кнопочного переключателя, который запускает генератор 21 одиночных импульсов. Выход 3 О ной импульс генератора 21 одиночныхимпульсов устанавливает триггер 22на время п тактов, после котороготриггер 22 сбрасывается в нулевоесостояние импульсом и-го выходараспределителя импульсов На прямом выходе триггера 22 формируетсяединичный игнал длительностьюп тактов, который поступает на входуправления регистра 2 сдвига.Под 4 О действием тактовых импульсов генератора 19 тактовых импульсов в регистр2 сдвига записывается последовательный код начальной установки счетчика,который поступает с выхода элемента 45 23 ИЛИ на вход ввода данных регистра 2сдвига. Последний содержит ь -2 разряда и дополняется до -разрядовэлементами 4 и 5 задержки на такт.После записи код начальной установки счетчика хранится динамическим способом в цепи циркуляции кодов, образованной последовательньясоединением регистра 2 сдвига, двоичного вычитателя 3., элементов 4 и5 задержки, элементов 7 и 8 И, которые открыты единичным сигналом,действующим на выходе элемента13 НЕ.1228276 5Рассмотрим работу счетчика для вычитания в режиме десятичного счета, в котором на входы синхронизации генераторов 15 и 16 одиночных импульсов поступает через коммутатор 27 последовательность импульсов первого разряда распределителя 20 импульсов, Вычитание из кода начальной установки последовательностей импульсов, действующих на информаци- )О Окных входах 17 и 18 счетчик для вычитания выполняет следующим образом.1 редположкч, что в младшей тетраде двоично-десятичного кода на чальной установки счетчика записан код 1001 (девять), а на оба информационных входа 17 и 18 поступили одновременно два импульсных сигнала, частота следования которых долж О на быть меньше величины Йп. В этом случае генераторы 15 и 16 одиночных импульсов вырабатывают одновременно одиночные импульсы, совпадающие с импульсами первого разря" 25 да. распределителя 20 импульсов и действующие во время сдвига с выхода регистра 2 сдвига младшего разряда младшей тетрады кода начальной установки счетчика. В первом такте ЗО во время,цействия импульсов на выходах генераторов 15 и 16 одиночных импульсов, ка выходе элемента ИСКЛЮЧЖОЩЕЕ ИЛИ 14 формируется чулевой сигнал, а на выходе элемента 10 И - импульсный сигнал, который через элемент 12 ИЛИ поступает на вход элемента 6 задержки на такт. Нулевые сигналы на выходах элемента 6 задержки и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 Фор.40 мируют на выходе элемента 11 ИЛИ нулевой сигнал во времй сдвига с выхода регистра 2 сдвига единичного сигнала первого разряда младшей тетрады кода начальной установки счетчике, который проходит без изменения двоичный вычитатель 3, и через элементы 4 и 5 задержки, элементы 7 и 8 И записывается в регистр 2 сдвига,Во втором такте на выходе элеменО та 6 задержки Формируется единичный сигнал, который через элемент 1 ИЛИ поступает на вход вьгчитаемого двоичного вычитателя 3, на вход уменьшаемого которого в это время у с выхода. регистра 2 сдвига сдвигается нулевой сигнал второго разряда младшей тетрады кода начальной установки счетчика, На выходах разности и займа двоичного вычитателя 3вормируются единичные сигналы, Единичный сигнал займа через элемекты12 ИЛИ элемент 6. задержки и элемент11 ИЛИ в следующем такте поступаетка вход вычитаемого двоичного вычитателя 3, который производит последовательное двоичное вычитание сигна ла займа из следующих разрядов младшей те",рады кода начальной установки счетчика, сдвигаемого с выхода регистра 2 сдвига, Сигналы разности с выхода разности двоичного вычитателя через элемекты 4 и 5 задержки и элементы 7 и 8 И поступают на информационный вход регистра 2 сдвига. В результате в младшей тетраде код начальной установки 1001 (девять) меняется на код 0111 (семы что соОтветствует вычитанию двух импуль сов, действующих на информационных входах 17 и 18 счетчика.Если спустя п тактов на инормационные входы 17 и 18 счетчика вновь поступают импульсные сигналы, то текущий код 0111 (семь) в младшей тетраде, сдвигаемый с выхода регистра. 2 сдвига, изменяется на код 0101 (пять) таким образом, как было описано ранее.Счетчик для вычитания работает аНЯЛОГИЧхП 1 М ООВс.эОМ ДО 1 ЕХ ПОР ПОКа в результате вычитания на выходе разности двоичного вычигателя 3 во время сдвига с выхода регистра 2 сдвига четвертого разряда младшей тетрады не сформируется единичный сигнал,В рассматриваемом случае это может произоити, когда с выхода регистра 2 сдвига на вход уменьшаемого двоичного вычитателя 3 поступает код младшей тетрады 0001 )один), а на илпзО)Змационные входы 1 / и 1 8 счетчи ка одновременно поступают импульсные сигналы. которые вызывают формирование на выходе элемента 10 И имкульского сигнала во время сдвигас выхода регистра 2 сдвига первого разряда младшей тетрады. Импульсный сигнал с выхода элемента 10 И через элемент 12 ИМБП элемент 6 задержки и элементИЛИ поступает на вход вычитаемого двоичного вычитателй 3, а во время сдвига второго разряда кода младшей тетрады с выхода регистра 2 сдвига - на вход уменьшаемого двоичного вычитателя 3. В ре15 25 7 12282 зультате двоичного вычитания, которое последовательно во времени выполняется двоичным вычитателем 3, на его выходе разности формируется запрещенный код 1111. В этом случае во время сдвига четвертого разряда младшей тетрады с выхода регистра 2 сдвига на выходе элемента 24 ИЛИ блока 1 синхронизации формируется импульсный сигнал, который через коммутатор 26 поступает на второй вход элемента 9 И.Так как на выходе разности двоичного вычитателя 3 в это время действует единичный сигнал четвертого разряда запрещенного кода 1111, то на выходе элемента 9 И формируется импульсный сигнал, который через элемент 13 НЕ блокирует элементы 7 и 8 И, запрещая этим передачу20 единичного сигнала второго разряда запрещенного кода младшей тетрады с выхода элемента 4 задержки на информационный вход регистра 2 сдвига и единичного сигнала третьего разряда запрещенного кода младшей тетрады с выхода элемента 5 задержки на вход элемента 4 задержки. В результате в регистр 2 сдвига записывается в младшей тетраде вместо запрещенного кода 1111 текущий код30 результата 1001 (девять). Поскольку в процессе формирования двоичным вычитателем 3 запрещенного кода 1111 формируется сигнал займа из четвертого разряда младшей тетрады, который З 5 через элемент 12 ИЛИ, элемент 6 задержки и элемент 11 ИЛИ поступает на вход вычитаемого двоичного вычитателя 3 во время сдвига с выхода регистра 2 сдвига первого разряда вто рой тетрады кода начальной установки счетчика, то двоичный вычитатель 3 уменьшает код начальной установки счетчика на одну единицу.Дальнейшие вычисления во всех тет радах двоично-десятичного кода, сдвигаемого с выхода регистра 2 сдвига, осуществляется аналогичным образом в случае одновременного поступления на информационные входы 17 и 18 им пульсных сигналов.Если импульсные сигналы на информационные входы 17 и 18 поступают последовательно во времени или только на один из информационных входов 55 17 или 18 счетчика, то элемент 10 И блокируется нулевым сигналом выхода, например, генератора 15 одиночных 76 8импульсов, а на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЕЕ ИЛИ 14 формируется импульсный сигнал выхода, например, генератора 16 одиночных импульсов. Импульсный сигнал с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 поступает через элемент 11 ИЛИ на вход вычитаемого двоичного вычитателя 3 во время сдвига с выхода регистра 2 сдвига первого разряда младшей тетрады текущего двоично-десятичного кода. Двоичный вычитатель 3 уменьшает текущий код младшей тетрады на единицу младшего разряда, а результат вычитания записывается через элементы 4 и 5 задержки и элементы 7 и 8 И в регистр 2 сдвига.Дальнейшие вычисления выполняются счетчиком для вычитания аналогичным образом до окончания действия последовательности импульсов на информационных входах 17 и 18 счетчика.В этом случае на выходах генераторов 15 и 16 одиночных импульсов формируются нулевые сигналы, которые поддерживают на входе вычитаемого двоичного вычитателя 3 нулевой сигнал. Двоично-десятичный код результата вычитания из кода начальной установки счетчика двух последовательностей импульсов фиксируется динамическим способом в цепи циркуляции кодов через регистр 2 сдвига, двоичный вычитатель 3, элементы 4 и 5 задержки и элементы 7 и 8 И. В режиме двоичного счета с помощью коммутатора 26 блока 1 синхронизации блокируют элемент 9 И, который через элемент 13 НЕ поддерживает элементы 7 и 8 И в открытом состоянии. В результате двоичный код результата вычитания с выхода разности двоичного вычитателя 3 записывается беэ изменения в регистр 2 сдвига через элементы 4 и 5 задержки и элементы 7 и 8 И.Формула изобретенияСчетчик для вычитания, содержащий регистр сдвига, двоичный вычитатель, первый, второй и третий элементы задержки, первый, второй, третий и четвертый элементы И, первый элемент ИЛИ, элемент НЕ и блок синхронизации, содержащий генератор тактовых импульсов, распределитель импульсов, генератор одиночных импульсов, триггер, два элемента ИЛИ и четыре коммутатора, выход генератора тактовых импуль 122827610 20 25 30 сов соединен с входами синхронизации регистра сдвига и распределителя импульсов, выходы и разрядов которого, где и - количество разрядоврегистра сдвига, соединены черезпервый коммутатор с входами первого элемента ИЛИ блока синхронизации,выход которого подключен к входуввода данных регистра сдвига, выход и-го разряда распределителяимпульсов соединен с нулевым входомтриггера и с входом синхронизациигенератора одиночных импульсов блока синхронизации, вход управлениякоторого соединен через второйкоммутатор с шиной нулевого сигналасчетчика, выход генератора одиночныхимпульсов блока синхронизации соеДинен с единичным входом триггера,прямой выход которого соединен свходом управления регистра сдвига,выходы 4 -х разрядов распределителяимпульсов, где 1. = 1 р 2 р, щ, аАш = и, соединены с входами второгоэлемента ИЛИ блока синхронизации.выход которого через третий коммутатор подключен к первому входу первого элемента И, выход первого разряда распределителя импульсов соединен с информационным входом четвертого коммутатора блока синхронизации, выход регистра сдвига - с входом уменьшаемого двоичного вычитателя, информационный вход регистрасцвига - с выходом второго элементаИ, первый вход которого соединенчерез первый элемент задержки с выходом третьего элемента И, выходразности двоичного вычитателя соеди.нен с вторым входом первого элемента И и через второй элемент задержки - с первым входом третьего элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом второго элемента И и соединен через элемент НЕ свыходом первого элемента И, вход вычитаемого двоичного вычитателя соединен с выходом первого элемента ИЛИсчетчика, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента задержки, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем одновременного счета по двум Каналам, внего введены второй и третий генераторы одиночных импульсов, элементИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и второй элемент ИЛИ,причем выхоц займа двоичного вычитателя соединен с первым входом второго элемента ИЛИ счетчика, выход которого соединен с входом третьегоэлемента задержки, второй вход первого элемента ИЛИ счетчика соединенс выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,первый вход которого объединен спервым входом четвертого элементаИ и соединен с выходом второго генератора одиночных импульсов, выход третьегогенератора одиночных импульсов соединен с вторыми входами элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и четвертого элемента И, выход которого соединен свторым входом второго элемента ИЛИсчетчика, выход четвертого коммутатора блока синхронизации соединенс входами синхронизации второго итретьего генераторов одиночных импульсов, входы управления которыми являются соответственно первым и вторым информационными входами счетчика.1228276 Составитель О.СкворцовРедактор Т. Митейко Техред И.Верес Корректор Т.Колб Заказ 2297/58 Тираж 81 бВНИИНИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, К, Раупская наб., д .4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород, ул.Проектная,4