Двоично-десятичный счетчик в коде 8-4-2-1

,86 ,88. Бюл Грибок и 74.323(0 ское сви кл. Н 03 ое свиде кл. НО 1 Ф 29 СЕ. К 88,8) детельсК 23/7 тельств 3 К 23/ жевников во СССР 1974. СССР 2, 1985,(54) ДВОИЧНО-ДЕСЯТИЧКОДЕ 8-4-2-1 (57) Изобретение мозовано в устройстваимпульсов на десятьчевыми схемами в усл Й СЧЕТЧИК т быть испольделеия частоты управления клюсоки вия ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(21) 4114 (22) 01.0 (46) 07,0 (72) В.П. (53) 621, (56) Авто У 477544,Авторс У 1272504 уровней наводок, помех и возможныхкратковременных изменений напряженияпитания. Счетчик содержит счетныетриггеры 3 и 17, двухвходовые элементы И-НЕ 6, 7, 12, 23, 24, трехвходовые элементы И-НЕ 8 и 13, триггер 9,состояпий из трехвходового вспомогательного элемента И-НЕ 10 и двухвходового вспомогательного элементаИ-НЕ 11, инвертор 15 и триггер 20,состоящий из трехвходового и двухвходового вспомогательных элементов И-НГ21 и 22, Предложенное функциональноесоединение элементов схемы счетчикаисключает возможность появления любого "запрещенного" состояния. 2 ил,Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах деления частоты импульсов на десять и управления ключевыми схемами в условиях высоких уровней наводок, помех и возможных кратковременных изменений напряжения питания,Пелью изобретения является упрощение двоично-десятичного счетчика в 10 коде 8-4-2-1На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого двоично-десятичного счетчика в коде 8-4-2-1; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы. При этом номер диаграммы фиг.2 соответствует номеру шины, на которой присутствует этот сигнал, или, если сигнал не подключен ни к одной шине, номер диаграммы на фиг, 2 соответствует номеру элемента на фиг. 1, с выхода которого снимается этот сигнал,Двоично-десятичный счетчик в коде 8-4-2-1 содержит входную шину 1 и шину 2 начальной установки, которые подключены соответственно к счетном входу и входу установки в "О" первого счетного триггера, первый счетный триггер 3, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с шинами 4 и 5 прямого и обратного кода первого разряда, двухвходовый элемент И-НЕ 6, вход которого соединен с входом двухвходового элемента И-НЕ 7 и с входом трехвхадового элемента И-НЕ 8, первый триггер 9 с раздельными входами, который состоит из трехвходового вспомогательного элемента И-НЕ 10 и двухвходового вспомогательного элемента И-НЕ 11 и имеет вход40 установки в "1, который подключен к выходу трехвходового элемента И-НЕ 8, и два входа установки в "0", которые соединены соответственно с выходом двухвходового элемента И-НЕ 7 и с шиной 2 начальной установки, двухвходовый элемент И-НЕ 12, входы которого соединены соответственно с выходом двухвходового элемента И-НЕ 7 и с инверсным выходом триггера 9, трехвходовый элемент И-НЕ 13, выход50 которого подключен к шине 14 обратного кода второго разряда, инвертор 15, вход которого соединен с выходом трехвходового элемента И-НЕ 13, а выход подключен к шине 16 прямого кода второго разряда, второй счетный триггер 17, счетный вход которого соединен с выходом инвертора 15, прямой выход с шиной 18 прямого кола третьего разряда, а инверсный выход - с шиной 19 обратного кода третьего разряда, второй триггер 20 с раздельными входами, который состоит из трехвходового вспомогательного элемента И-НЕ 21и двухвходового вспомогательного элемента И-НЕ 22 и имеет вход установки в " 1", который подключен к инверсному выходу второго счетного триггера 17 и два входа установки в "О", которые соединены соответственно с выходом двухвхоцового элемента И-НЕ 6 и с шиной начальной установки, двухвходовый элемент И-НЕ 23, входы которого соединены соответственно с выходом двухвходового элемента И-НЕ 6 и с инверсным выходом триггера 20, двухвходовый элемент И-НЕ 24, вход которого подключен к выходу двухвходового элемента И-НЕ 23, а выход соединен с шиной 25 обратного кода четвертого разряда, инвертор 26, вход которого соединен с выходом двухвходового элемента И-НЕ 24, а выход подключен к шине 27 прямого кода четвертого разряда.Счетные триггеры 3 и 17 срабатывают синфазно заднему фронту импульса, подаваемого на счетный вход соответствующего триггера, установка в "О" счетных триггеров обеспечивается подачей на вход установки в "О" нулевого сигнала, а режим счета - подачей на этот вход единичного сигнала.Работа двоично-десятичного счетчи ка в коде 8-4-2-1 происходит следую" щим образом.Пусть перед подачей положительных импульсов на входную шину 1 двоичнодесятичного счетчика в коде 8-4-2-1 произведена начальная установка, Для этого достаточно подать на пину 2 начальной установки сигнал нулевого логического уровня. Он непосредственно подается на вход установки в "Опервого счетного триггера 3 и вызывает появление на его прямом выходе (на шине 4 прямого кода первого разряда) нулевого сигнала, а на инверсном выходе (на шине 5 обратного кода первого разряда) единичного сигнала. Нулевой уровень на шине 4 прямого кода формирует единичные сигналы на выходах элементов И-НЕ 6; 7 и 8, После этого на входе установки в "1" первого триггера 9 с раздельными входами оказывается единичньп 1 сигналз 14154 (с выхода элемента И-НГ 8), а ца его первом входе установки в "О" - цулевой сигнал (с шины 2 начальной уста-новки). Таким образом, происходит начальная установка первого триггера 9 с раздельными входами: на выходе элемента И-НЕ 10 формируется единичный сигнал, а на выходе элемента И-НЕ 11 - нулевой сигнал, После это го на обоих входах элемента И-НЕ 12 оказываются единичные сигналы (с выходов элементов И-НЕ 7 и 10), т,е.на выходе элемента И-НЕ 12 Формттруется нулевой сигнал, Сигнал с выхода 15 элемента И-НЕ 12 вызывает появление на выходе элемента И-НЕ 13 (и на шине 14 обратного кода второго разряда, соответствующего выходу элемента И-НЕ 13) единичного сигнала, Единич О ный сигнал на шине 14 инвертируется инвертором 15 и на шине 16 прямого кода второго разряда появляется нулевой сигнал, подаваемый также на счетный вход второго счетного триггера 17, 25 Поскольку на вход установки в "0" этого триггера подан нулевой сигнал с шины 2 начальной установки ца прямотт выходе триггера 17 (на шине 18 прямого кода третьего разряда) появляет ся нулевой сигнал, а на его инверсном выходе (на шине 19 обратного кода третьего разряда) - единичный сигнал, Таким образом, на входе установки в "1" второго триггера 20 с раздельными входами оказывается единичный сигнал (с шины 19 обратного кода третьего разряда), а на его первом входе установки в "0" - нулевой сигнал (с шины 2 начальной установки). 4 О Это вызывает начальную установку второго триггера 20 с раздельными ходами: ца выходе элемента И-НЕ 21 формируется единичный сигнал, а на вьтходе элемента И-НЕ 22 - нулевой, Это означает, что на обоих входах элемента И-НЕ 28 оказываются единичные сигналы (с выходов элементов И-НЕ 6 и 21). Таким образом, на выходе элемента И-НЕ 23 появляется нулевой сигнал, который, в с вою очередь, формирует единичный сигнал на выходе элемента И-НЕ 24 (и на шине 25 обратного кода четвертого разряда, подключенцо т к выходу элелтента И-НЕ 24), Единичный сигнал на шине 25 ицвертируется инвертором 26, и ца шине 27 прямого кода четвертого разряда оказывается нулевой сигнал, Такт;и образом, во время действия цулеттого сигнала ца шине 2 начальной установки Формируются сигналы ца выходах всех ттогических элементов предлагаемого двоичцодесятичного счетчика в коде 8-4-2-1, Поскольку шина начальной установкиподключена только к входам тпиггерцых схем, сигцал на выходах логических элементов предлагаемого счетчика не изменяется по окончании режима начальной установки и формирования на шине 2 начальной установки единичного сигнала. Таким образом, после окончания режима начальной установки, перед подачей импульсов счета, нулевой сигнал оказывается ца всех шинах 4, 16, 18 и 27 прямого кода, а единичный сигнал - на всех шинах 5, 14, 19 и 25 обратного кода счетчика. Это означает, что счетчик установлен в состояние 0000.После прохождения первого импульса (с ), подаваемого ца входную шину 1, происходит переброс счетного триггера 3 в единичное состояние; на его инверсном выходе (шица 5 обратного кода первого разряда) Формируется нулевой сигнал, а на прямом выходе (шина 4 прямого кода первого разряда) Формируется единичньгй сигнал. После этого на всех входах элемента И-НЕ 8оказываются единичные сигналы и на выходе элемента И-НЕ 8 формируется нулевой сигнал, Этот сигнал подтверждает единичный сигнал на выходе элемента И-НЕ 13 и попадает на вход установки в "1" первого триггера 9 с раздельными входами, Поскольку на обоих входах установки в "0" этого триггера присутствуют единичные сигналы (с выходя элемента И-НЕ 7 и с шины 2 начальной установки), сигнал на входе установки в "1" вызывает переброс триггера 9 в единичное состояние: ца выходе его элемента И-НЕ 11 Формируется единичный сигнал, а на выходе элемента И-НЕ 10 - нулевой, Нулевой сигнал на выходе элемента И-НЕ 10 вызывает появлениеединичного сигнала ца выходе элемента И-НЕ 12, Других изменений сигналов в момент С не происходит и в счетчике оказывается состояние 0001.В момент С окончания второго импульса счета счетцьпт триггер 3 переходит в состояние "0 , при этом ца его инверсном выходе формируется единичный сигнал, а ца ттрямом вьтхо 1415439де - нулевой, Этот сигнал подтверждает единичный сигнал на выходах элементов И-НЕ 6 и 7 и устанавливает единичный сигнал на Выходе элемента5 И-НЕ 8, После этого на всех входах элемента И-НЕ 13 оказываются единичные сигналы, что приводит к формированию на выходе элемента И-НЕ 13 ну" левого сигнала, Таким образом, на ши не 14 обратного кода второго разряда появляется нулевой сигнал. Он инвертируется инвертором 15 и на шине 16 прямого кода второго разряда появляется единичный сигнал. Других измене ний сигналов на выходах элементов в момент С, не происходит и в счетчике оказывается содержимое 0010.После окончания третьего импульса, подаваемого на входную шину 1 (мо мент т,), в счетный триггер 3 записывается единица: появляется нулевой сигнал на его инверсном выходе (шина 5 обратного кода первого разряда) и единичный сигнал на прямом выходе 25 (шина 4 прямого кода первого разряда). После этого к обоим входам элемента И-НЕ 7 оказываются приложены единичные сигналы, в результате чего на выходе элемента И-НЕ 7 появляется ну левой сигнал . Он подтверждает единичное состояние на выходе элемента И-НЕ 12 и поступает на один из входов установки в "0" первого триггера 9 с раздельными входами. Поскольку на всех остальных входах этого триггера присутству 1 от единичные сигналы, то на выходе его элемента И-НЕ 10 формируется единичный сигнал, а на выходе элемента И-НЕ 11 - нулевой, Все остальные сигналы остаются в моментнеиименными и двоично-десятичзный счетчик в коде 8-4-2-1 оказывается в состоянии 0011. После окончаниячетвертого импульса счета, подаваемо го на шину 1 (момент Т), в счетный триггер 3 записывается "0": появляется единичный сигнал на его инверсном выходе (шина 5 обратного кода первого разряда) и нулевой сигнал на прямом выходе (шина 4 прямого кода первого разряда) . Данный сигнал подтверждает единичные выходные сигналы элементов И-НЕ 6 и 8, а также устанавлиВает единичный ВыхОднОЙ сигнал на элементе И-НЕ 7, После этого на обоих входах элемента И-НЕ 12 оказывают ся единичные сигналы, те. на выходе элемента И-НЕ 12 формируется нулевой сигнал. Он, в свою очередь, формирует единичный сигнал на выходе элемента И-НЕ 13 (шина 14 обратного кода второго разряда), который инвертируется инвертором 15 (шина 16 прямого кода второго разряда), Таким образом, на счетном входе второго счетного триггера 17 проходит задний фронт входного сигнала, Так как на вход установки в "0" триггера 17 подан единичный сигналс шины 2 начальной установки, в момент С происходит переключение счетного триггера 17: на его прямом выходе (шина 18 прямого кода третьего разряда) устанавливается единичный сигнал, а на инверсном выходе (шина 19 обратного кода третьего разряда) - нулевой. Этот сигнал подтверждает единичный выходной сигнал элемента И-НЕ 24 и поступает на вход установки в "1" второго триггера 20 с раздельными входами. Поскольку на остальных входах этого триггера присутствуют единичные сигналы, происходит переключение триггера 20: на выходе его элсмента И-НЕ 22 появляется единичный сигнал, а на выходе элемента И-НЕ 2 1 . нулевой. Этот сигнал вызывает появление единичного сигнала на выходе элемента И-НЕ 23, Других изменений сигналов в момент С не происходит и двоично-десятичный счетчик в коде 8-4-2-1 устанавливается в состояние 0100.После прохождения четвертого импульса счета состояния выходных сигналов элементов 3, 7, 8, 9, 12, 13 и 15 (которые только лишь менялись в моменты , е, и с,) полностью повторяют состояния .перед подачей первого импульса счета. Не изменились и внешние потенциалы на этой группе элементов, Значит изменения сигналов в момент 1 окончания пятого импульса счета должны повторять изменения в моментпосле шестого (С ) будут те же изменения, что и в момента после седьмого (С) - те же, что и в момент Ь , Таким образом, в момент Ссчетчик перейдет в состояние 0101, в момент С - в состояние 0110, а в момент С- в 0111. При этом, после окончания переходного процесса переключения счетчика в момент нулевые сигналы должны присутствовать на шинах 5, 14 и 19 обратного кода и на шине 27 прямого кода, а единичные сигналы - на шинах 4, 16 и 18Э1415439 прямого кода и на шине 25 обратного кода. 1(роме того, един 1-ный сигнал должен быть на вьюодах элементов И-НЕ 6, 8, 10, 12, 22 ч 23, На выходах же элементов И-НЕ 7, 11 и 21 устанавливаются нулевые сигналы,В момент сп окончаня восьмого импульса счета происходит переброс счетного триггера 3 в нулевое состояние, При этом на его инверсном выходе (шина 5 обратного кода первого разряда) устанавливается единичный сигнал, а на прямом выходе (шина 4 пр мого кода первого разряда) формируется нулевой сигнал. Он подтверждает единичное состояние на выходах элементов И-НЕ 6 и 8, а также устанавливает единичный сигнал на выходе элемента И-НЕ 7, После этого на обоих входах элемента И-НЕ 12 устанавливаются единичные уровни сигнала и на выходе элемента И-НЕ 12 формируется нулевой сигнал. Этот сигнал вызывает появление единичного сигнала на вьг ходе элемента И-НЕ 13 (шина 14 обратного кода второго разряда). Этот сигнал инвертируется инвертором 15 и на шине 16 прямого кода второго разряда формируется нулевой сигнал, Таким образом, на счетном входе второго счетного триггера 17 проходит задний фронт сигнала счета (в то время, как на входе начальной установки сохраняется неизменно единичный сигнал с шины 2 начальной установки), что вызывает переброс триггера 17: на шине 18 прямого кода третьего разряда появляется нулевой сигнал, а на шине 19 обратного кода третьего разряда формируется единичный сигнал. После этого на обоих входах элемента И-НЕ 24 оказываются единичные сигналы, в результате чего на выходе этого элемента ,шина 25 обратного кода четвертого разряда) формируется нулевой сигнал. Он цнвертируется инвертором 26 и на шине 27 прямого кода четвертого разряд; появляется единичный сигнал.Других изменений сигналов на выходах логических элементов в момент Т не будет и двоично-десятичный счетчик в коде 8-4-2-1 устанавливается в состояние 1000.После окончания девятого импульса .момент ) происходит срабатыване сч.тного триггера 3: на шине 5 обратного кода первого разряда появляется нулевой сигнал, а на шине 4 прямого кода первого разряда - елиничньп, После этого на обоих входахэлемента И-НЕ 6 устанавливаются единичцые сигналы. В результате на вьгходе элемента И-НЕ 6 формируется нулевой сигнал. Он подтверждает единичный выходной сигнал элемента И-НЕ 23и попадает на один из входов установ 1 р ки в 0 второго триггера 20 с раздельными входами, Поскольку на остальных входах этого триггера присутствуют единичные сигналы, происходит я- переключение триггера 20; на выходе 15 его трехвходового элемента И-НЕ 21формируется единичный сигнал, а навыходе его двухвходового элементаИ-НЕ 22 - нулевой, Других измененийсигналов на выходах логических эле 2 р ментов в момент С не происходит идвоично-десятичньп счетчик в коде8-4-2-1 устанавливается в состояние1001.По окончании десятого импульса 25 счета (момент С ) происходит срабатывание первого счетного триггера 3,При этом на его инверсном выходе (шина 5 обратного кода первого разряда)формируется единичный сигнал, а на зц прямом выходе (шина 4 прямого кодапервого разряда) формируется нулевойсигнал. Он подтверждает единичныйсигнал на выходах элементов И-НЕ 7 и8, а также формирует единичный сигнална выкоде элемента И-НЕ 6, После формирования единичного сигнала на выходеэлемента И-НЕ 6 на обоих входах элемента И-НЕ 23 устанавливаются единичные уровни напряжения и на выходеэлемента И-НЕ 23 появляется нулевойсигнал, Он, в свою очередь, устанавливает единичный сигнал на выходе элемента И-НЕ 24 (шина 25 обратного кодачетвертого разряда). Сигнал на шине25 инвертируется инвертором 26, и нашине 27 прямого кода четвертого разряда появляется нулевой сигнал, Других изменений сигналов в моментне происходит и двоично-десятичньпсчетчик устанавливается в состояние0000, При этом все выкодные сигналыэлементов двоично-десятичного счетчика в коде 8-4-2-1 повторяют соответствующие сигналы после окончания на чальной установки перед подачей сигналов счета, Таким образом, далееработа двоично-десятичного счетчикав коде 8-4-2-1 повторяет рассмотренную вьппе.)454Клк бычо рассмотрено вьш 1 е, двоично-десятичный счечик в коде 8-4-2-1 последовательно переходит в состояние от ОООО до 1001 и далее опять 0000, Покажем, что кроме этих десяти состояний, схемная реализация счетчика не доускает никаких других состояний. Таких "запрещенных" состояний в принципе имеется шесть: 1010, 1011, 1100, 10 1101, 1110 и 1111.Покажем вначале исключение "запрещенньж" состояний 1100, 1101, 1110 и 1111, Во всех этих состояниях на шине 18 прямого кода третьего разряда 15 должен присутствовать единичный сигнал, а на шине 19 обратного кода третьего разряда - нулевой сигнал . Пулевой сигнал на шине 19, в частности, подается на вход элемента И-НЕ 24,20 Таким образом, на выходе элемента И-НЕ 24 (шина 25 обратного кода четвертого разряда) устанавливается единичный сигнал, Он инвертируется инвертором 26, и на шине 27 прямого ко да четвертого разряда устанавливается нулевой сигнал, т,есхемная реализация счетчика исключает одновременное наличие в его третьем и четвертом разрядах единичной информации, и со стояия 1100, 1101 1110 и 1111 возникнуть не могут. Покажем теперь исключение "запрещенных" состояши 1 ОО а 101 . 8 обо 35 их этих состояниях на шине 25 обратого кода четвертого разряда должен .гисутствовать нулевой сигнал, кото п, инвертируясь инвертором 2 б, созд ет единичный сигнал на шине 27 прямого кода четвертого разряда, Однако шина 25 подключена к входу элемента И-НЕ 13, Нулевой сигнал на шине 25 формирует единичный сигнал на выходе элемента И-НЕ 13 (шина 14 обратного кода второго разряда). Он инвертируе инвертором 15, ц нл шие 16 прямого кода второго разряда Формируется улевой сигнал, те, схемная реализация счетчика исключает одновре 50 менно наличие в его четвертом и втором разрядах единичной информации, и состояния 1010 и 1011 возникнуть не могут. 55Таким образом, схема двоично-деся . тичного счетчика в коде 8-4-2-1 исключает возможность появления любогозапрещенного состояия Зс 1 О Формулаизосрет-ия Двоично-десятичный счетчик в коде 8-4-2-1, содержащий два счетных триггера, два трехвходовых элемента И-НЕ, два инвертора, пять двухвходовых элементов И-НЕ и четыре вспомогательных элемента И-НЕ, счетный вход первого счетного триггера соединен с входной шиной, вход установки в "0" - с шиной начальной установки, инверсный выход - с шиной обратного кода первого разряда, а прямой выход - с шиной прямого кода первого разряда, первыми входами первого и второго двухвходовых элементов И-НЕ и первым входом первого трехвходового элемента И-"Е, второй вход которого подключен к шине обратного кода четвертого разряда, выход - к первому входу второго трехвходового элемента И-НЕ, а третий вход - к шине обратного кода второго разряда, входу первого инвертора и к выходу второго трехвходового элемента И-НЕ, второй вход которого со единен с выходом третьего двухвходового элемента И-НЕ, первый вход которого почключен к выходу второго двух- .:ходового элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с шиной прямого кода второго рлзряда, выходом первого инвер гора и счетным входом второго счетного триггера, инвсрсьи выход которого подключен к шине оорл :т о кода третьего разряда и к первому входу четвертого двухвходового элема: та И-НЕ, л прямой выход - к шине прямого кодл третьего разряда, мна прямого кода четвертого разряда соединена с вторым входом первого двухвходового элемента И-НЕ, выход которого подключен к первому входу пятсго дв,.:пходового элемента И-НГ, о т л ил к; щ и й с я тем, что, с целью упрощения первый и второй, а также третий и ч гпертый вспомогатечьные элементы И-НЕ объединены в два триггера с раздельньми входаю, которые имеют вход установки в "1" и по два вхсча уста;овки в О , инверсный выход первого триггера с раздельныьи входами, который выполнен на первом и втором вспомогательных элементах И-НЕ, двухвходовом и трехвходовом, подключен к второму входу третьего дву.,входового элемента И-НЕ, вход установки в "1" - к выходу первого трехвходового элемента И-НГ, первый12 5439 элемента И-НЕ, второй вход установки в "О - к шине начальной установки, а инверсный выход - к второмувходу пятого двухвходового элементаИ-НЕ, вьмод которого соединен с вторым входом четвертого двухвходовогоэлемента И-НЕ, выход которого подклочен к шине инверсного кода четверто го разряда, к третьему входу второготрехвходового элемента И-НЕ и к входувторого инвертора, выход которогосоединен с шиной прямого кода четвертого разряда,э ч 6 66 7 8 У 10 1 Ф 1 У О б В 10 Фиг оставитель О, Скворцоехред Л. Олийнык Редактор орректор М, Поко ербер Заказ 3887/ Тираж 928НИИПИ Государственного комитета СССпо делам изобретений и открытий35, Москва, Ж, Раушская наб д. одписное 1130 роизводственно-полиграфическое предприятие 111 ч 1 вход установки в "0" - к выходу второго двухвходового элемента И-НЕ, а второй вход установки в "О" - к шине начальной установки и к входу установки в "0 второго счетного триггера, инверсный выход которого соединен с входом установки в "1" второго триггера с раздельными входами, который выполнен на третьем и четвертом вспомогательных элементах И-НЕ - двухвходовом и трехвходовом, первый вход установки в "0 которого подключен к выходу первого двухвходового жгород, ул. Проектная