Реверсивное счетное устройство

/56,гол 10- .1 н20-2ющими ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР дВТОРСКОМУ СВИ ТЕЛ(54) РЕВЕРСИВНОЕ СЧЕТНОЕ УСТРОИСТВО (57) Изобретение относится к устрой ствам разностного счета. Цель - рас ширение Функциональных возможностей и области применения путем обеспече ния реверсивного счета импульсов, поступающих на раздельные шины. Может использоваться как автономно для разностного счета импульсов, поступающих по раздельным шинам, так и совместно с датчиками 1 и 2 для разностного счета предметов (частиц, меток, рисок), перемещающихся относительно датчиков в противоположных направлениях. Представление результатов счета возможно в прямом, обратном и дополнительном ко. дах. Устройство содержит реверсивный счетный узел 3, каждый разряд 4-14-п которого выполнен на счетном триггере 5-15-п, элементах И 6-16-п н элементе ИЛИ 7-17-п, а также шины частичного 8 н полного 9 обращения. В состав устройства введен входной узел 1 О, снабженный входами 12, 13, 4, подключенными к шинам 8, 9, 15 и 16 соответственно, и выходами 17 и 18 которые являются входами соответственно частичного и полного обращения реверсивн счетного узла 3. Входной уз выполнен на элементах ИЛИ 1 19-2, формирователох 20-1 и и может быть снабжен управл входами 21-1 и 21-2. 2 ил., Изобретение относится к устройст-вам разностного счета и может бытьиспользовано для подсчета разностиколичества импульсов, поступающихпо двум раздельным шинам, для подсчета разности предметов (меток, рисок),движущихся в противоположных направлениях, или для подсчета количествапредметов, движущихся в одном направленин (в режиме суммирования или вычитания),Целью изобретения является расширение функциональных возможностей иобластей применения реверсивного 15счетного устройства путем обеспеченияреверсивного счета импульсов, постуПающих по раздельным шинам.На фиг.1 и 2 изображены вариантыИспользования устройства для подсчета разности в числе вырабатываемыхдвумя датчиками импульсов (т.е. дляразностного счета импульсов, постуПающих по двум раздельным шинам).Устройство может быть использовано для работы совместно с первым 1и вторым 2 датчиками, при этом в егосостав входит реверсивный счетныйузел 3, каждый разряд 4-14-п которого содержит счетный триггер 305-5-п, элемент Иб-б-п,1 элемент ИЛИ 7-17-п. Выход элеМента ИЛИ 7- соединен с первым входом элемента ИЛИ 7-(х+1) следующегоазряда, второй вход элемента7-1 соединен с выходом элементаЙ 6-1 данного разряда 4-1, первыефходы элементов И всех б"1 б-иразрядов объединены, второй вход элемента И 6-1 соединен с выходом счетного триггера 5- данного разряда4-1, счетный вход триггера 5- сое"динен с первым входом элементаЙЛИ 7-1 данного разряда 4-х. В состав устройства входят также шинычастичного 8 и полного 9 обращенияи введенный входной узел 10, причемПервый 11, второй2, третий 3 ичетвертый 14 входы входного узла подключены соответственно к шине 850частичного обращения, шине 9 полногообращения, первой счетной шине 15и второй счетной шине б, а первый17 и второй 18 выходы входного узла1 О подключены соответственно к объединенным первым входам элементовИ 6-16-п всех разрядов 4-14-пи к первому входу элемента ИЛИ 7-1первого 4-1 разряда. При этом входной узел 10 содержитпервый 9-1 и второй 19-2 элементыИЛИ, первые входы которых подключенысоответственно к первому 11 и второму1 2 входам входного узла 10, а выходыэлементов 19-1 и 19-2 подключены соответственно к первому 17 и второму8 выходам входного узла 1 О. Крометого, входной узел 10 содержит дваформирователя 20-1 и 20-2, причемвход и выход первого формирователя20-1 подключены соответственно ктретьему входу 13 входного узла 1 Ои второму входу второго элементаИЛИ 19-2 входного узла 10, а вход ивыход второго формирователя 20-2подключены соответственно к четвертому входу 14 входного узла 10 ивторому входу первого элементаИЛИ 1 9 в входного узла 1 О,При этом входной узел 10 содержитпервый 21-1 н второй 21-2 входыуправления, подключенные соответственно к третьим входам первого 19-1и второго 19-2 элементов ИЛИ входного узла 10.Прн этом, если источники, вырабатывающие сигналы на входы 31-4,21-1 и 21-2 входного узла О допускают объединение по выходам, элементыИЛИ 19-1 и 19-2 могут быть выполненыпо принципу МОНТАЖНОЕ ИЛИ.Выход 17 входного узла 1 О является входом частичного обращения реверсивного счетного узла 3, выход 8входного узла 10 является входом полного обращения реверсивного счетногоузла 3.Реверсивный счетный узел 3, изображенный на фиг,3, обеспечивает выполнение операций нулевого частичного обращения (по окончании действияимпульсного сигнала с выхода 7 частичного обращения) и полного обращения (по окончании действия импульсного сигнала с выхода 8 полного обращения).Реверсиввый счетный узел 3, изображенный на фиг.2, обеспечивает выполнение операций единичногочастичного обращения (по окончании действия импульсного сигнала с выхода 7частичного обращения) и полного обращения (по окончании действия импульсного сигнаяа с выхода 18 полного обращения).Различие в работе реверсивногосчетного узла 3 при выполнении опера1651377 30 Операция полного обращения (фиг.1 и 2) осуществляется в реверсивном счетном узле 3 по окончании действия сигнала на выходе 18 полного обращения. С появлением сигнала на выходе 1 8 этот сигнал по цепи по- следовательно соединенных элементов ИЛИ 7-17-п поступает на счетные входы триггеров 5-.15-п всех счетных разрядов. Так как на первых входах элементов ИЛИ 7-17-п сигналы отсутствуют, то по окончании действия сигнала на выходе8 сигналы на счетных входах триггеров 5-1 5-и всех счетных разрядов исчезают, что обусловливает их переключение в противоположное состояние,Операция нулевого частичного обращения (фиг.1) осуществляется в реверсивном счетном узле 3 по окончании действия сигнала на выходе 17 нулевого частичного обращения. С появлением сигнала на выходе 17 он поступает на первые входы элементов И 6-1.,6-п всех счетных разрядов, .Действие этого сигнала проявляется на выходах элементов И только тех 40 ций нулевого (фиг,) и единичного(фиг,2) частичного обращения обусловлено разнотипностью применяемых дляреализации этих операций триггеров.При этом схемотехническое решениеодинаково.Операция полного обращения(фиг.1 и 2) предусматривает инвертирование состояния триггеров всех 10счетных разрядов (4- 4-п),Операция нулевого частичного обращения (фиг.1) предусматривает инвертирование состояния триггеров всехтех старших разрядов 4-(+)4-п, 15которые следуют за самым младшим разрядом 4-х, хранящим нулевое значение. При этом состояние триггеровразрядов 4-1 4- сохраняется единичным. 20Операция единичного частичного обращения (фиг,2) предусматривает инвертирование состояния триггеров всехтех старших разрядов 4-(х+1)4-п,которые следуют за самым младшим разрядом 4-1, хранящим единичное значение. При этом состояние триггеровразрядов 4-4-1 сохраняетсянулевым.Если устройство предусматривает(фиг.1) операции нулевого частичного и полного обращения, то для увеличения модуля хранимого в реверсивном счетном узле 3 результата необходимо подать сигнал вначале на выход 7 частичного, а затем на выход8 полного обращения, а для уменьшения модуля хранимого в реверсивномсчетном узле 3 результата необходимоподать сигнал вначале на выход 8полного, а затем на выход7 частичного обращения,Если устройство предусматривает(фиг.2) операции единичного частичного и полного обращения, то для увеличения модуля хранимого в реверсивномсчетном узле 3 результата необходимо подать сигнал вначале на выход 18полного, а затем на выход 7 частичного обращения, а для уменьшения модуля хранимого в реверсивном счетномузле. 3 результата необходимо податьсигнал вначале на выход 7 частичного, а затем на выход 18 полного обращения. 55При этом длительность сигналадолжна превышать время его распространения по логическим элементам устройства. Длительность паузы между входными сигналами должна превышать время переключения триггеров и время возвращения логических элементов уст ройства в исходное состояние.Одновременное действие сигнала на выходах 17 и 18 реверсивного, счетного узла 3 эквивалентно действию сигнала только на выходе 18 и приводит (по окончании действия сигнала) к выполнению операции полного обращения,Последовательное поступление двух импульсных сигналов на один из выходов (17 или 8) приводит к двойному частичному (если сигналы поступали на выход 17) или двойному полному (если сигналы поступали на выход8) обращению содержимого счетных разрядов реверсивного счетного узла 3. При этом по окончании действия двух сигналов, поступивших последовательно во времени по одному из выходов (17 или 8) реверсивного счетного узла 3, результат, хранимый в его счетных разрядах, остается прежним.Рассмотрим работу реверсивного счетного узла 3 при реализации операций полного обращения, нулевого частичного обращения и единичного частичного обращения.счетных разрядов, триггеры которых хранят нулевое значение. С выхода элемента И самого первого, начиная с младшего, разряда 4-, хранящего нулевое значение, сигнал поступает на второй вход элемента ИЛИ этого счетного разряда 4-. Далее по цепи последовательно соединенных элементов ИЛИ сигнал поступает на счетные входы триггеров всех счетных разрядов 4-(1+1)4-п, следующих за самым первым, начиная с младшего,счетным разрядом, хранящим нулевое значение, По окончании действия сигнала на выходе 17 сигналы на счетных входах триггеров 5-(1+1)5-п ис чезают и триггеры счетных разрядов 4-(1+1)4-п переключаются в противоположное состояние, а состояние триг геров 5-1;5-1 остается единичным.Операция единичного частичного обращения (фиг,2) осуществляется в реверсивном счетном узле 3 по окончании действия сигнала на выходе 17 единичного частичного обращения. С появлением сигнала на выходе 1 7 он поступает на первые входы элементов И 6-16"и всех счетных разрядов.Действие этого сигнала проявляется 30 на выходах элементов И только тех счетных разрядов, триггеры которых хранят единичное значение, С выхода элемента И самого первого, начиная с младшего, разряда 4-, хранящего единичное значение, сигнал поступает на второй вход элемента ИЛИ этого счетного разряда 4-1. Далее по цепи последовательно соединенных элементов ИЛИ сигнал поступает на счетные входы триггеров всех счетных разрядов 4-(д+1)4-п, следующих за самык первьм, начиная с младшего, разрядом, хранящим единичное значение.По окончании действия сигнала на 45 внхоце 17 сигналы на счетных входах триггеров 5-(1+1)5-п исчезают и триггеры счетных разрядов 4-(3.+1) .4-п переключаются в противоположное состояние, а состояние триггеров 5-1 5- остается нулевым. Перечисленные особенности в работе реверсивного счетного узла 3 позволяют использовать его совместно с входным узлом 10 для реализации самых различных функций.Реверсивное счетное устройство может функционировать в режимах разностного счета предметов и разностногосчета импульсов.В режиме разностного счета предметов шины 15 и 16 реверсивного счетного устройства, а также входы 1 3 и14 и формирователи 20-1 и 20-2 входного узла не задействованы в работе.Элементы ИПИ 19-1 и 19-2 входногоузла 10 обеспечивают передачу сигналов с входов 21-1 и 21-2 на выходы17 и 18 соответственно и на реверсивный счетный узел 3. Относительно источников сигналов в этом случае впротивоположных направлениях перемещаются предметы (метки, риски). Приперемещении относительно датчикапредмета (независимо от того, в каком направлении ои переместился) свыхода датчика вырабатывается импульс. Очередность поступления импульсов с датчиков 1 и 2 определяетнаправление перемещения и, как следствие, в счетных разрядах реверсивного счетного узла 3 фиксируется либоувеличение, либо уменьшение на единицу хранимого результата. В этомрежиме необходимо обеспечить разделение предметов перед тем, как они войдут в зону действия датчиков. Прификсации предмета дважды одним итем же датчиком (свидетельствует отом, что предмет зашел за зону дей,ствия одного датчика, не дошел доэоны действия другого датчика ивновь вернулся) результат в счетномустройстве остается. неизменным. Вэтом режиме можно также подсчитыватьколичество предметов, движущихся относительно датчиков в одном направлении, причем подсчет может осуществляться либо путем суммирования предметов, либо путем вычитания предметов.В режиме разностного счетаимпульсов (фиг.1) обеспечивается разностный счет импульсов, поступающих свыходов датчиков 1 и 2 импульсов.При этом в качестве датчиков могутрассматриваться любые устройства,вырабатывающие эти импульсы. В этомрежиме выход одного датчика подключается к обьединенным шине 8 частичного обращения и первой счетной шине15, выход другого датчика подключенк обьединеннык шине 9 полного обращения и второй счетной шине 16,При поступлении сигнала с выходапервого датчика 1 он через первыйвход и выход первого элемента ИЛИ 19-1 входного устройства О по ступает на выход 17 частичного обращения реверсивного счетного узла 35 и исчезает на этом выходе только после исчезновения сигнала на выходе датчика. В результате в реверсивном счетном узле реализуется операция частичного обращения (нулевого на фиг.1 и единичного на фиг.2). Через некоторое время (несколько большее, чем время переключения триггеров и возвращения логических элементов в исходное состояние) по задержанному заднему фронту сигнала первый формирователь 20-1 вырабатывает на своем выходе сигнал, который через второй вход и выход второго элемента ИЛИ 19-2 входного устройства О поступает на выход. 8 полного обращения реверсивного счетного узла 3 и исчезает на этом выходе только после исчезновения сигнала на выходе формирователя. В результате в реверсивном 25 счетном узле реализуется операция полного обращения. Таким образом, в реверсивном счетном устройстве на фиг.1 модуль хранимого результата увеличился на единицу, а в реверсив ном счетном устройстве на Фиг.2 уменьшился на единицу.При поступлении сигнала с выхода второго датчика 2 он через первый вход и выход второго элемента 35 ИЛИ 19-2 входного устройства 10 поступает на выход 8 полного обращения реверсивного счетного узла 3 и исчезает на этом выходе только после исчезновения сигнала на выходе дат чика. В результате в реверсивном счетном узле реализуется операция полного обращения, Через некоторое время (несколько большее, чем время переключения триггеров и возвращения 45 логических элементов в исходное состояние) по задержанному заднему фронту сигнала второй формирователь 20-2 вырабатывает на своем выходе сигнал, который через второй вход и выход первого элемента КПИ 19-1 входного устройства 10 поступает на выход 17 частичного обращения реверсивного счетного узла 3 и исчезает на этом выходе только после исчезновения сигнала на выходе Формирователя, В результате в реверсивном счетном узле реализуется операция частичного обращения (нулевого на фиг. и единичного на фиг,2). Таким образом,в реверсивном счетном устройстве нафиг.3 модуль хранимого результатауменьшился на единицу, а в реверсивном счетном устройстве на фиг,2увеличился на единицу.Использование устройства, изображенного на фиг.2, для ряда случаевоказывается более предпочтительным,так как операция единичного частичного обращения эквивалентна преобразованию прямого кода хранимого числав дополнительный и появляется возможность представления результатовсчета на одних и тех же выходахтриггеров счетных разрядов в прямом,обратном и дополнтельном кодах,Представление результатов счетана одних и тех же выходах в различныхкодах может быть реализовано для последующей цифровой обработки этихрезультатов.Управление представлением результатов счета в различных кодах можетпроизводиться с входов 21- и 21-2входного узла,Следует отметить, что одновременное поступление сигналов на выходы17 и 18 реверсивного счетного узлав общем случае запрещено и эквивалентно воздействию сигнала только навыход 18. Соответственно необходимообеспечить разделение во времени сигналов, поступающих на входное устройство,10.Рассмотрим на примерах, как обеспечивается увеличение и уменьшениена единицу модуля хранимого в счетных разрядах результата при реализации парных операций нулевогочастичного и полного обращения, а такжеединичного частичного и полного обращения,Пусть в разрядах содержится исходный результат 11 0101, содержимое самого младшего разряда указаносправа; а самого старшего - слева.Если в реверсивном счетном узле 3(фиг1) предусмотрены операции нулевого частичного и полного обращения, то дпя увеличения содержимогоразрядов на единицу проводят сначалаоперацию нулевого частичного обращения исходного результата, Получаютв разрядах промежуточный результат00 1001 . С полученным промежуточнымрезультатом осуществляют операциюполного обращения. Получают в раз 1651377рядах окончательный результат 110110, на единицу больший исходного. Для уменьшения содержимого разрядов на единицу проводят с исходным результатом 110101 сначала операцию полного обращения, Получают в разрядах промежуточный результат 001010. С полученным промежуточным результатом осуществляют операцию нулевого частичного обращения. Получают в разрядах окончательный результат 110100, на единицу меньший исходного.Если в реверсивном счетном узле 3 (фиг.2) предусмотрены операции единичного частичного и полного обращения, то для увеличения содержимого разрядов на единицу проводят сначала операцию полного обращения исходного результата 1104 01, Полу" чают в разрядах промежуточный результат 001 010. С полученным промежуточным результатом осуществляют операцию единичного частичного обращения. Получают в разрядах окончательный результат 110110, на единицу больший исходного, Для уменьшения содержимого разрядов на единицу проводят с исходным результатом 110101 сначала операцию единичного частичного обращения. Получают в разрядах промежуточный результат 001011, С полученным промежуточным результатом осуществляют операцию полного обращения. Получают в разрядах окончательный результат 1101 00, на единицу меньший исходного.При увеличении содержимого 11 1111 счетных разрядов на единицу окончательным состоянием разрядов является состояние ОООООО, При уменьшении содержимого 000000 разрядов на единицу окончательным состоянием является состояние 11 1111.Технико-экономический эффект от использования изобретения заключается в расширении его функциональных возможностей.и, как результат, в расширении областей его применения, Предлагаемое устройство обеспечивает в автономном режиме разностный счет импульсов, поступающих по раздельным входам, а совместно с двумя датчиками - разностный счет предметов, перемещающихся в противоположных направлениях, или подсчет их количества при перемещении предметов 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 в одном направлении (путем суммирования или путем вычитания). При этомобеспечивается представление результатов счета на одних и тех же выходах реверсивного счетного узла в прямом, обратном и дополнительном кодах. Формула из обре тения Реверсивное счетное устройство, содержащее шины частичного и полного обращения и реверсивный, счетный узел, каждый разряд которого содержит счетный триггер, элемент И и элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ следующего разряда, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом элемента И данного разряда, первые входы элементов И всех разрядов объединены, второй вход элемента И каждого разряда соединен с выходом счетного триггера данного разряда, счетный вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ данного разряда, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и областей применения путем обеспечения реверсивного счета импульсов, поступающих по раздельным шинам, оно содержит дополнительно входной узел, первый, второй, третий, четвертый входы входного узла подключены соответственно к шине частичного обращения, шине полного обращения, первой счетной шине и второй счетной шине, а первый и второй выходы входного узла подключены соответственно к объединенным первым входам элементов И всех разрядов и к первому входу элемента ИЛИ первого разряда, входной узел содержит первый и второй элементы ИЛИ, первые входы которых подключены соответственно к первому и второму входам входного узлаа выходы которых пбдключены соответственно к первому и второму выходам входного узла, и два формирователя задЕржанного импульса с динамическим инверсным входом запуска, вход и выход первого формирователя подключены соответственно к третьему входу входного узла и второму входу второго элемента ИЛИ, а вход и выход второго формирователя подключены соответственно к четвертому входу входного узла и второму входу первого элемента ИЛИ, а1 З Зб 53377 4входной узел содержит также первый ИЛИ входного узла, первая счетная шии второй входы управления, которые на и шина частичного обращения объеподключены соответственно к третьим дннены, а вторая счетная шина объедивходам первого и второго элементов 5 иена с шиной полного обращения.1 10 Составитель О.СкворцРедактор С.Пекарь Техред А,Кравчук тор А.Об о иям прн ГКНТ СССРП гарина, 101 оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород каз 1611 Тираж 470 НИИПИ Государственного комитета по и 113035, Москва, Ж-.35, Подписное ретенням и отк ушская наб., д