Счетное устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕ СКИХРЕСПУБЛИК 19) 11 1)5115 Н 03 К 23/58 760 А ПИСАНИЕ ИЗОбРЕТ(54) СЧЕ (57) Изо раз ност вано д (обьекто тивопол рования вательн Грея, ат 3 т г Фи 2 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КСМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1492474, кл, Н 03 К 23/58, 1957.Авторское свидетельство СССРФ 1115076, кл. С 06 М 7/00, 1988.Авторское свидетельство СССРМ 1358091, кл Н 03 К 23/58, 1986,ТНОЕ УСТРОЙСТВОбретение относится к устройствам ного счета и может быть использоля разностного счета предметов в меток рисок), движущихся в проожных направлениях. для формипрямой и обратной последоостей кодовых комбинаций кода акже для счета одиночных импульсов, Цель изобретения - снижение потребляемой в динамическом режиме мощности. Устройство содержит входные шины 1 и 2 и счетные разряды 3-1,3-п, каждый иэ которых содержит первый элемент И 4-1,4-п, счетный триггер 5-1.5-п и второй элемент И 6-16-п, При равновесном счете и редметов очередность поступления импульсны сигналов на входные шины 1 и 2 определяет направление счета (прямой или обратный) При формировании прямой и обратной последовательностей кода Грея направление (прямая или обратная последовательность) задается исходным состоянием триггеров 5-1, 5-п, а информация снимается с разрядов 3-2,3-33-п, при этом входные импульсы поступают на входные шины 1 и 2 одновременно. При однонаправленном счете входные импульсы также поступают на входные шины 1 и 2 одновременно 2 ил 3 табл.сигнал; если триггер находится а единичном сч Изобретение относится к устройствам разностного счета и может быть использовано для подсчета разности предметов, движущихся в двух противоположных направленияхх, а также для формирования прямой и обратной последовательностей кода Грея.Целью изобретения является снижение потребляемой в динамическом режиме МОЩНОСТИ.На фиг,1 изображена структурная схема устройства для случая, когда первый выход триггера каждого счетного разряда является прямым, а второй - инверсным; на фиг.2 - то же, когда первый выход триггера каждого счетного разряда является инверсным, в второй - прямым,Счетное устройство содержит первую 1 и вторую 2 входные шины и счетные разряды 3-1,3-п, каждый из которых содержит первый элемент И 4-1.,4-п, счетный триггер 5-1,.5-п и второй элемент И 6-1б-п.Первый вход первого элемента И 4-1 первоо разряда 3-1 подключен к первой входной шине 1 устройства. Счетный вход триггера 5-1 первого разряда 3-1 подключен к второй входной шине 2 устройства. В каждом разряде 3-1,3-п первый выход триггера 5-15-п подключен к второму входу первого элемента И 4-1,4-п своего разряда, Первый вход второго элемента И 6-1 первого разряда 3-1 подключен к первой входной шине 1 устройства, Счетный вход триггера 5-2,5-п каждого последующего разряда 3-2,3-п подключен к выходу первого элемента И 4-14-п) предыдущего разряда 3-1,3-(п). Первые входы первого 4-2.4-п и второго бб-п элементов И каждого последующего разряда 3-2,.,3-п подключены к выходу второго элемента И б-(и) предыдущего разряда 3-1.3-(п). Второй выход триггера 5-1.,5-п каждого разряда подключен к второму входу второго элемента И 6-1 б-п своего разряда,В устройстве использованы счетные триггеры 5-1,5-п, переключающиеся в противоположное состояние по заднему фронту импульсного единичного сигнала, поступающего на их счетный вход "+1," Начальная установка триггеров в нулевое (по входу В) или в единичное (по входу Я) состояние обеспечивается подачей импульсных единичных сигналов на соответствующие входы В или 5. При этом если триггер находится в нулевом состояния (выключен), то на его прямом выходе присутствует потенциальный нулевой сигнал, а на инверсном - потенциальный единичный состоянии(включен). то на его прямом выходе присутствует потенциальный единичныйсигнал, а на инверсном - потенциальныйнулевой сигнал, Одновременная подача импульсных единичных сигналов на входы В, Би н+1 не допускается.В варианте устройства, изображенномна фиг,1, первый выход триггера являетсяпрямым, а второй - инверсным, в вариантеустройства, изображенном на фиг.2, первый выход триггера является инверсным,второй - прямым,Результаты счета могут сниматься как спрямых, так и с инверсных выходов триггеров. Однако для описания работы устройства условимся, что выходная информацияснимается только с прялых выходов триггеров 5-15-п,В устройстве использованы элементыИ, обеспечивающие наличие единичногосигнала на выходе только при наличии единичных сигналов на обоих входах,Как для триггеров, так и для элементовИ не имеет значения, какими уровнями напряжений или других физических параметров представлены нулевой и единичныйсигналы, Это обуславливается для реализации типом логики.Устройство обеспечивает два режимаработы: разностного счета предметов и разностнсго счета импульсов.В режиме разностного счета предметовимпульсные единичные сигналы поступаютна входные шины 1 и 2 счетного устройствас выходов двух соответствующих датчиков,причем очередность поступления сигналовс датчиков определяет направление счета(прцмой или обратный). Выходная информация снимается с прямых выходов триггеров5-15-п.В режиме разностного счета импульсовимпугьсные единичные сигналы подаютсяна входные шины 1 и 2 счетного устройства одновременно. Выходная информациясниялается с прямых выходов триггеров 525-п, Триггер 5-1 выступает в этом случае в качестве вспомогательного,обеспечивающего подсчет импульсов либов режиме прямого счета, либо в режимеобратного счетаДля удобства рассмотрения работы навсех отмеченных режимах необходимо хорошо представлять, как функционируетустройство при подаче импульсного единичного сигнала только на входную шину 1,только на входную шину 2 и одновременнона обе входные шины 1 и 2.Рассмотрим работу устройства во всехэтих случаях, причем условимся разряд 3-1итать младшим, а состояние триггеров 510 15 20 25 3035 40 45 50 555 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1,5-п счетных разрядов - произвольным Если триггер счетного разряда включен, то будем считать, что разряд хранит единичное значение, если выключен - нулевое, Импульсный единичный сигнал для краткости будем называть импульсом,Действие импульса на входную шину 1 в варианте устройства, изображенном на фиг,1, приводит к переключению в противоположное состояние триггера только того разряда, который следует за самым младшим разрядом, хранящим единичное значение. При этом импульс проходит через последовательную цепь, состоящую иэ вторых элементов И 6 тех разрядов (начиная с младшего 3-1), которые хранят нулевое значение, через первый элемент И 4 разряда, хранящего единичное значение, и поступает на счетный вход триггера следующего за ним разряда, По окончании действия импульса с входной шины 1 он снимается со счетного входа триггера того разряда, который следует за самым младшим разрядом, хранящим единичное значение, в результате чего этот триггер переключается в противоположное состояние. Если в исходном состоянии (на момент до поступления импульса на входную шину 1) все разряды хранили нулевое значение, то по импульсу с входной шины 1 никаких переключений триггеров не происходит,Действие импульса на входную шину 1 в варианте устройства, изобата,+енном на фиг.2, приводит к переклк; ению в г ротивоположное состояние триггера только того разряда, который следует за самым младшим разрядом, хранящим нулевое значение. При этом импульс проходит через последовательную цепь, состоящую иэ вторых элементов И б тех разрядов (начиная с младшего 3-1), которые хранят единичное значение, через первый элемент И 4 разряда, хранящего нулевое значение, и поступает на счетный вход три;гера следующего эа ним разряда По окончании действия импульса с входной шины 1 он снимается со счетного входа триггера того разряда. который следует за самым младшим разрядом, хранящим нулевое значение, в результате чего этот триггер п-:реключается в противоположное состояние, Если в исходном состоянии (на момен до поступления импульса на входную ш, ну 1) все разряды хранили единичное значение, то по импульсу с входной ш 1 ны 1 никаких переключений триггеров нг прои-ходит,Действие импульса н вхгдную шину 2 в обоих вариантах устроиг д всегда приводит к переключению пп 1 "ому фронту мпульса только триггера 5-1 младшего разряда 3-1.Действие импульса одновременно навходные шины 1 и 2 в варианте устройстваизображенном на фиг,1, приводит к переключению по заднему фронту этого импульса триггера 5-1 младшего разряда 3-1, атакже к переключению триггера:либо разряда 3-2, если триггер 5-1 разряда 3-1 на момент до поступления импульса на входные шины 1 и 2 был включен:либо разряда, следующего эа самыммладшим разрядом, начиная с 3-2, хранящим единичное значение.Действие импульса одновременно навходные шины 1 и 2 в варианте устройства,изображенном на фиг.2, приводит к переключению по заднему фронту этого импульса триггера 5-1 младшего разряда 3-1, атакже к переключению триггера:либо разряда 3-2, если триггер 5-1 разряда 3-1 на момент до поступления импульса на входные шины 1 и 2 был включенлибо разряда, следующего за самыммладшим разрядом, начиная с 3-2, хранящим нулевое значение.В режиме раэностного счета предметовустройство работает с соответствии стабл.1. переходов, составленной для первыхтрех разрядов 3-1, 3-2, 3-3 устройстваисходном положении в счетные разряды мокет быть записана любая двоичная информация по входам Р и Я триггеров счетныхразрядов,В соответствии с табл,1. устройство,изображенное на фиг.1, в режиме разностного счета предметов функцион; рует последующему алгоритмуесли единичные сигналы поступаютсначала на шину 2, а затем на шинутоустройство переходит в состояние с номером, на единицу большим исходного, а из7-го - в нулевое:если единичные синалы поступаютсначала на шину 1, а затем на шину 2, тоустройство переходит в состояние с номером, на единицу меньшим исходного, а изнулевого - в 7-е;если единичные сигналы поступают дважды на одну и ту же входную шину, то в итогесостояние устройства остается прежним.В соответствии в табл.1. устройство,изображенное на фиг 2, в режиме разностного счета предметов функционирует последующему алгоритму,если единичные сигналы поступаюгсначала на шину 1, а затем на шину 2, тоустройство переходит в состояние с номером, на единицу большим исходного, а из7-го - в нулввп45 50 55 если единичные с 11 ги злы поступают сначала на шину 2, а зате 1 л .:. д,ину 1, то устройство переходит в состояние с номером, на единицу меньшим исходного, а из 7-го - в нулевое;если единичные сигналы поступают дважды на одну и ту же шину, то в итоге состояние устройства остается прежним,Несмотря на то, что номер состояний счетного устройства не соответствует двоичным номерам, дешифрация состояний счетчика может осуществляться стандартным дешифратором двоичного кода в позиционный, так как счетное устройство за цикл работы проходит все возможные двоичные комбинации. Изменится в соответствии с табл,1 только нумерация выходов такого дешифратора.Разностный счет предметов предполагает, например, разностный счет рисок (меток) на валу, точное положение которого необходимо постоянно учитывать; разностный счет меток (рисок), нанесенных на линейно перемешивающийся в двух противоположных направлениях режущий и нструме нт; ра з наст н ы й счет меток (ри сок), нанесенных на магнитную ленту (диск) с целью определения местонахождения записанной на нелл информации; разностный счет обьектов, входящих в контролируемую зону и покидающих ее, с целью сбора информации о текущем количестве обьектов в снтроли 1 руем"Г 1 зоне и 1 д 6 о всех этих случаях импульсные сигналы сниилают с выходов датчиков, фикси 1 рующ 11 х фэкт проождения мимо них предмета абьеи та, к етки, РИСКИ), ОЧЕРЕДНОСТЬ ПОСтУПЛЕН,1 Я ИЛПУЛЬСОВ С датЧИКОВ ОПрЕ-ЕяяЕт НаПраВЛЕЧи 1 Е ПЕ- ре 1 е,цения и счета ,прямой или обратный) Если же предмет вошел в зону между датчиками, после чего покинул эту зону в обоатном направлении 1 о счетчое устройство такой предмет не уч 1 тывает (поступление импульсного сигнала дважды на один и тот же вход не приводит к изменению Состояния счетного устройства).В режиме прямого или обратного счета импульсов или формирования прямой и обратной последовательностей иода Грея импульсы подают на входные шины 1 и 2 одновреиленно, Триггер 5-1 в этол случае выступает в качестве вспомогательного. Информацию в коде Грея снимают с прямых выходов триггеров 5-2, 5-3, 5-4,Табл.2 переходов отражает работу счетного устройства, представленного на фиг.1, в режимах прямого и обратного счета,Табл,З переходов отражает работу счетного устройства, представленного на фиг,2, в режимах прямого и обратного счета. 5 10 15 20 25 30 35 40 Из табл,2 и 3 следует, что исходное состояние счетного устройства для режима прямого счета - О, для режима обратного счета - 7, Соответствующая установка триггеров счетных разрядов перед началом работы осуществляется по их входам В и Я. Еще раз следует отметить, что информация в коде Грея снимается только с триггеров 5-2, 5-3,.5-п, но не со вспомогательного для этого режима триггера 5-1. При этом для варианта устройства на фиг.1 код Грея классический, для варианта на фиг,2 можно говорить о том, что в каждом такте работы устройства изменяет свое состояние только один элемент памяти в информационных (но не вспомогательных) разрядах.Таким образом, устройство обеспечивает формирование 2" (и) разрядных кодовых комбинаций кода Грея в прямой и обратной последовательностях, где и - число разрядов устройства,Это же устройство может быть использовано для однонаправленного счета импульсов, поступающих на входные шины 1 и 2 одновременно, При этом емкость счетного устройства равна 2", разряд 3-1 также является информационным, а следователь. но, подсчет осуществляется уже не в коде Грея.Таблицы переходов для этого случая можно получить из табл,2 для фиг.1 или табл 3 для фиг.2, если считать, что обратный счет является продолжением прямого счета. При этом состояние 7 обратного счета необходимо заменить на 8, б - на 9; 5 - на 10; 4 - на 11; 3 - на 12; 2 - на 13; 1 - на 14 и 0 - на 15 Таблица в этом случае окажется замкнутой т е, из 15-го состояния счетное устройство будет переходить в нулевое. Формула изобретения Счетное устройство, содержащее в каждом разряде первый элемент И, первый вход которого в первом разряде подключен к первой входной шине устройства, и триггер, счетный вход которого в первом разряде подключен к второй входной шине устройства, первый выход триггера каждого разряда подключен к второму входу первого элемента И своего разряда, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения потребляемой в динамическом режиме мощности, в каждый его разряд введен второй элемент И, первый вход которого в первом разряде подключен к первой входной шине устройства, счетный вход триггера каждого последующего разряда подключен к выходу первого элемента И предыдущего разряда, первые входы первого и1 О 1707760 второго элементов И каждого последующего разряда подключены к выходу второго элемента И предыдущего разряда, а второй выход триггера каждого разряда подключенк второму входу второго элемента И своегоразряда. Таблица 1 Табли а пе ехо ов я Ст ОиСтВа па фИГ,Табли а пе ля ст ойства по иг ехо ов СостоСигналы на входных ши- нах Состояние устрой ст- ва Сигналы на прямыхвыходах триггеров Сигналы на прямых выходах триггеров Сигналы на входных ши- нах яние устройства5-3 5-2 5-1 5-3 5-2 5-1 у 1П р и м е ч а н и е, Звездочкои обозначено сохранение соответствующим триггеромсвоего предыдущего состояния при наличии единичного сигнала на входнойшине 1 или 2. О О О 1 О О О 1 О О О 1 О О О О О О 1 О О О 1 О О О 1 О О О 1 О О О О 1 О О О 1 О О О О О О 1 О О О О О О 1 О О О 1 О О О х О х О х . Ох 1 х 1 х 1 х1 х 1 х 1 х 1 х 1 х О х О х О х О х О х О х 1 х 1 х 1 х 1 х О х О х О х О х 1 х 1 х 1 х 1 х О х О х О х 1 х 1 х 1 х 0 х 1 х 1 х О х О х 1 х 1 х О х О х 1 х 1 х О х О 1 О О О 1 О О О 1 О О О 1 О О О 1 О О О 1 О О О 1 О О О 1 О О О х О х О х О х О х О х О х 1 х 1 х 1 х 1 х О х 1 х 1 х 1 х 1 х О х О х О х О х 1 х 1 х 1 х 1 х О х О х О х1707760 Дав ат 1Составитель О, Скворцовдактор В. Петраш Техред М,Моргентал Корректор О, Кравцова Заказ 275 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гага