Пересчетное устройство в коде фибоначчи

(51)5 Н ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ МУ СВИДЕТЕЛЬСТ АВТО ноеобьединение Арутюнян во СССР О, 1989, во СССР О, 1989.ОЙСТВО В КОДЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для пересчета импульсов в минимальном коде Фибоначчи при любом значении Р=О, 1, 2, 3, с возможностью наращивания разрядности по Р+1. Пересчетное устройство содержит вход сброса, счетный вход, первый управляющий вход, первый управляющий выход, выход переноса, первый элемент И, элемент ИЛИ, первый элемент НЕ, первый триггер. Устройство дополнительно содержит Р триггеров 9, Р элементов И 6, Р элементов НЕ 8, Р управляющих входа 3 с второго по Р-й управляющие выходы,15 20 25 30 35 40 50 Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для многоразрядного пересчета импульсов в минимальном коде Фибоначчи при любом значении Р=О, 1, 2, 3, , с возможностью наращивания разрядности по Р - 1.Известен модуль пересчетной схемы в Р-коде Фибоначчи, содержащий с первого по (Р+2)-й триггеры, вход сброса, счетный вход, выход переноса, с первого по Р-й управляющие входы, с первого по Р-й управляющие выходы, с первого по Р-й управляющие выходы, с первого по (Р+1)-й элементы НЕ и элементы И, элемент ИЛИ..Недостатком этого устройства является сложность и невозможность пересчета импульсов при Р=О,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является пересчетное устройство, содержащее вход сброса, счетный вход, первый управляющий вход, первый управляющий выход, выход переноса, первый элемент НЕ, первый триггер, выполненный на шести элементах И - НЕ, Кроме того, он содержит второй и третий триггеры на элементах И - НЕ и элементе 2 И в ИЛИ в,Недостатками этого устройства являются ограниченные эксплуатационные возможности и узкая область применения, обусловленные пересчетом в кодах Фибоначчи только при Р=1, а также сложно".ть и низкая надежностьобусловленные большим числом элементов и связей между ниЦель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей и области применения за счет обеспечения пересчета в отдельности при Р=О, 1, 2, За также упрощение схемы и повышение надежности за счет сокращения числа элементов и логических связей между ними.Поставленная цель достигается тем, что пересчетное устройство в коде Фибоначчи, содержащее вход сброса, счетный вход, первый управляющй вход и первый управляющий выход, выход переноса, первый элемент И, элемент ИЛИ, первый элемент НЕ, первый триггер, выполненный на шести элементах И - НЕ, в первом триггере первый вход первого элемента И-НЕ соединен с третьим входом третьего элемента И-НЕ и выходом четвертого элемента И - НЕ, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента И-НЕ и вторым входом шестого элемента И-НЕ, соединенного выходом с вторым входом пятого элемента ИНЕ, второй вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом второго элемента ИНЕ и первыми входами третьего и пятого элементов И - НЕ, выход которого соединен с первым входом шестого элемента И - НЕ, а выход первого элемента И-НЕ соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, вторые входы второго и четвертого элементов И - НЕ соединены с входом сброса пере- счетного устройства, а третий вход второго элемента И-НЕ и второй вход третьего элемента И - Н Е - со счетным входом пересчет- ного устройства и первым входом элемента И, соединенного выходом с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом переноса пересчетной схемы, выход пятого элемента И - НЕ триггера соединен с вторым входом элемента И, а выход шестого элемента И - НЕ - с управляющим выходом пересчетной схемы, дополнительно содержит с второго по (Р+1)-й триггеры, выполненные аналогично на шести элементах И-НЕ, с второго по (Р+1)-й элементы И, выходы которых соединены с Р дополнительными входами элемента ИЛИ, с второго по (Р+1)-й элементы НЕ, выходы которых соединены с третьими входами соответственно с первого по Р-ый элементов И, с второго по Р-й управляющие выходы, соединенные с выходами шестых элементов И - НЕ соответственно с второго по Р-ый триггеров, с второго по Р-й управляющие входы, соединенные с входами соответственно с второго по Р-ый элементов НЕ, причем выходы пятых элементов И - НЕ с второго по (Р+1)-ый триггеров соединены с вторыми входами соответственно с второго по (Р+1)-ый элементов И, выход пятого элемента И - НЕ каждого из триггеров соединен соответственно с третьим входом четвертого элемента И - НЕ последующего триггера, выходы шестых элементов И - НЕ с второго по (Р+1)-ый триггеров соединены с соответствующими дополнительными входами четвертого элемента И - НЕ первого триггера, а четвертые входы четвертых элементов ИНЕ с второго по(Р+1)-ый триггеров соединены соответственно с первого по Р-ый управляющими входами пересчетного устройства.На фиг. 1 дана функциоинальная схема модуля пересчетного устройства в минимальном Р-коде Фибоначчи, где Р - любое натуральное число; на фиг. 2 - то же, в 0-коде Фибоначчи; на фиг, 3 - то же, в 1-коде Фибоначчи; на фиг. 4 - то же, 2-коде Фибоначчи; на фиг, 5 - 7 - коды пересчета, описывающие работу схем соответственно при Р=О, Р=1 и Р=2,Предлагаемое (Р+1)-разрядное устройство (фиг, 1) содержит вход сброса 1, счетный вход 2, управляющие входы 3.1 - З.Р, управляющие выходы 4,1-4, Р, выход 5 пере 1774494носа, элементы И 6,1 - 6,Р+1. элемент ИЛИ 7, элементы НЕ 8,1 - 8.Р, триггеры 9,1 - 9.Р+1, выполненные на элементах И - НЕ 10,1- 10.Р+1, 11,1 - 11.Р+1, 12.1 - 12.Р+1, 13.1- 13.Р+1, 14.1 - 14.Р+1, 15.1 - 15.Р+1 (фиг. 1).Пересчетное устройство в 0-коде Фибоначчи содержит вход 16 сброса, счетный вход 17, выход 18 переноса, элемент И 19, триггер 20, выполненный на элементах И - НЕ 21 - 25 (фиг; 2).Пересчетное устройство в 1-коде Фибоначчи содержит вкод 26 сброса, счетный вход 27, управляющий вход 28, управляющий выход 29, выход 30 переноса, элементы И 31.1 и 31.2, элемент ИЛИ 32, элемент НЕ 33, триггеры 34.1 и 34.2, выполненные на элементах И - НЕ 35.1, 35.2, 36.1, 36.2, 37,1, 37.2, 38.1, 38.2, 39,1, 39.2, 40,1 и 40.2 (фиг, 3).Пересчетное устройство в 2-коде Фибоначчи содержит вход 41 сброса, счетный вход 42, управляющие входы 43 и 44, управляющие выходы 45 и 46, выход 47 переноса, элементы И 48,1 - 48.3, элемент ИЛИ 49, элементы НЕ 50,1 и 50.2, триггеры 51, 52 и 53, выполненные на элементах И - НЕ 54.1 - 54.3, 55.1 - 55.3, 56.1 - 56.3, 57.1 - 57.3, 58.1 - 58.3 и 59,1 - 59,3 (фиг, 4),Функционирование пересчетной схемы в минимальном Р-коде Фибоначчи объясняется на примерах для Р=О (фиг, 2), Р=1 (фиг, 3) и Р=2 (фиг. 4).Модуль пересчетного устройства при Р=О (фиг. 2) имеет один разряд. В связи с этим и наличием одного элемента И выходной элемент ИЛИ в нем отсутствует. Для наращивания разрядности общей схемы отдельные модули пересчетного устройства обьединяются следующим образом, Выход 18 переноса каждого модуля соединяется со счетным входом 2 последующего модуля, а входы 16 сброса объединяются,Функционирование пересчетного устройства при Р=О (фиг, 2) происходит следующим образом, В исходном состоянии триггеры 20 модулей находятся в нулевом состоянии. При поступлении первого тактового импульса на первом и втором входах элемента И - НЕ 22 присутствуют потенциалы, логические единицы и триггер 20 меняет свое состояние, На выходе пересчетного устройства (фиг, 2), содержащего два модуля, устанавливается код 10 (фиг. 5),Перед поступлением второго тактового импульса на втором входе элемента И 19 и на.первом и третьем входах элемента И-НЕ 23 первого модуля, и на первом и втором входах элемента И-НЕ 22 второго модуля присутствуют потенциалы логической единицы, Второй тактовый импульс проходит через элемент И 19 и выход переноса 18 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 первого модуля, поступает на счетный вход 17 второго модуля, Триггеры 20 первого и второго модуля меняют свои состояния и на выходе общей схемы устанавливается код 01, так как на третьих входах элементов ИНЕ 24 первого и второго модулей присутствуют соответственно нулевой и единичный логический потенциалы (фиг. 5), В дальнейшем функционирование пересчетного устройства (фиг. 2) в Р=О коде Фибоначчи аналогично описанному (фиг. 2) и работе двоичного счетчика, так как 0-код фибоначчи совпадает с двоичным кодом.Функционирование пересчетного устройства при Р=1 (фиг. 3) происходит следующим образом.Для наращивания разрядности общей схемы выход переноса 30. данного модуля подключается к счетному входу 27 последующего модуля, его управляющий вход 28 - к управляющему выходу 29 последующего модуля, а входы сброса 26 обьединяются,Перед поступлением первого тактового импульса на выходе общей схемы, содержащей два модуля, установлен код 0000 (фиг.6). На третьем и четвертом входах элемента.:" И - НЕ 38,1 первого модуля присутствуют"единичные логические потенциалы с выходов элементов И - НЕ 40,1 и 40.2 соответственно первого 34,1 и второго 34,2 триггеров первого модуля (фиг, 3). На третьем входе элемента И-НЕ 38.2 присутствует нулевой логический потенциал, поступающий с выхода элемента И - НЕ 39,1 первого триггера 34,1 первого модуля. Первый тактовый импульс устанавливает на выходе общей схемы код 1000 (фиг, 6).Перед поступлением второго тактового импульса на третьем входе элемента И - НЕ 38.1 триггера 34,1 первого модуля присутствует нулевой логический потенциал, а на третьем входе элемента И - Н Е 38.2 триггера 34,2 первого модуля - единичный логический потенциал с выхода элемента И - НЕ 39.1 триггера первого модуля (фиг. 3), Второй тактовый импульс устанавливает на выходе общей схемы код 0100 (фиг. 6),Перед поступлением третьего тактового импульса на четвертом входе элемента И - НЕ 38,1 триггера 34.1 и на третьем входе элемента И - Н Е 38.2 первого модуля присутствуют нулевые логические потенциалы, а на втором входе элемента И 31,2 первого модуля - единичные логические потенциалы, так как на управляющем входе 28 первого модуля присутствует нулевой логический потенциал с управляющего выхода 29 второго модуля. Третий тактовый импульс проходит через элементы И 31.2, ИЛИ 32 и выход переноса 30 первого модуля и посту 1774494пает на счетный вход 27 второго модуля, устанавливая на выходе общей схемы код 0010 (фиг. 6).На управляющем выходе 29 второго модуля устанавливается нулевой логический потенциал, который поступает на управляющий вход 28 первого модуля, изменяя режим переключения его триггеров, так как на четвертом входе элемента И - НЕ 38,2 первого модуля устанавливается нулевой логический потенциал, а на третьем входе элемента И 31,1 первого модуля - единичный логический потенциал (фиг. 3).Четвертый тактовый импульс устанавливает на выходе общей схемы код 1010 (фиг. 6). На втором входе элемента И 31.1 первого модуля присутствует единичный логический потенциал с выхода элемента 39.1 первого модуля. Пятый тактовый импульс проходит через элементы И 31.1, ИЛИ 32 и выход переноса 30 первого модуля и поступает на счетный вход 27 второго модуля, На выходе общей схемы устанавливается код 0001(фиг. 6). В дальнейшем функционирование общей схемы аналогично описанному и периодически повторяется (фиг, 6), а режим переключения триггеров данного модуля обусловлен состоянием первого триггера последующего модуля,Функционирование пересчетного устройства при Р=2-коде Фибоначчи (фиг, 4) происходит следующим образом.Для наращивания разрядности выход переноса 47 данного модуля подключается к счетному входу 42 последующего модуля, управляющие входы 43 и 44 данного модуля подключаются соответственно к управляющим выходам 45 и 46 последующего модуля, а входы 41 обьединяются,8 исходном состоянии на выходе общей схемы, содержащей два модуля, установлен код 000000 (фиг, 7). Перед поступлением первого тактового импульса на втором, третьем и четвертом входах элемента И - НЕ 58.1 первого модуля присутствуют единичные логические потенциалы с выходов элементов И-НЕ 58,1 и 58,3 первого, второго и третьего триггеров первого модуля, а на третьих входах элементов 57.2 и 57,3 второго и третьего триггвров первого модуля - нулевые логические потенциалы (фиг, 4), Первый тактовый импульс устанавливает на выходе общей схемы код 100000 (фиг. 7).Перед поступлением второго тактового импульса на пятом входе элемента И-НЕ 58,3 третьего триггера присутствуют нулевые логические потенциалы, а на третьем входе элемента И-Н Е 58.2 второго триггера - единичный логический потенциал (фиг. 4),5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Второй тактовый импульс устанавливает на выходе общей схемы код 010000 (фиг. 7).Перед поступлением третьего тактового импульса на четвертом входе элемента И - Н Е 58,1 первого триггера и на третьем входе элемента И - НЕ 58.2 второго триггера присутствуют нулевые логические потенциалы, а на третьем входе элемента И - НЕ 58.3 третьего триггера - единичный логический потенциал (фиг, 4). Третий тактовый импульс устанавливает на выходе общей схемы код 001000 (фиг. 7),Перед поступлением четвертого тактового импульса на третьих входах элементов И - НЕ 57.1-57,3, на втором входе элемента И 48,3 присутствуют нулевые логические потенциалы. Четвертый тактовый импульс проходит через элементы И 48.3, ИЛИ 49, выход переноса 47 и поступает на счетный вход 42 второго модуля. На третьем, четвертом и пятом входах элемента И - НЕ 5,1 первого триггера второго модуля присутствуют потенциалы логической единицы с выходов элементов И - Н Е 59.1 - 59,3 соответственно с первого по третий триггеры, второго модуля, а на третьих входах элементов И - НЕ 57,2 и 57,3 второго и третьего триггеров Рторого модуля присутствуют потенциалы логического нуля с выходов элементов И - Н Е 58.1 и 58,2 соответст вен но первого и второго триггеров второго модуля (фиг, 4). На выходе общей схемы устанавливается код 000100 (фиг. 7).На первом управляющем выходе 45 второго модуля, на первом управляющем входе 43 первого модуля присутствуют потенциалы логического нуля. На третьем, четвертом и пятом входах элемента И-НЕ 57,1 первого триггера первого модуля присутствуют потенциалы логической единицы, а на третьих входах элементов И - НЕ 57,2 и 57.3 второго и третьего триггеров первого модуля - потенциалы логического нуля (фиг, 4), Пятый тактовый импульс устанавливает на выходе общей схемы код 100100 (фиг, 4).На втором и третьем входах элемента И 48.1 первого модуля присутствуют потенциалы логической единицы с выходов соответственно элементов И - НЕ 58.1 и 50,1 первого модуля, Шестой тактовый импульс проходит через элементы И 48.1, ИЛИ 49, выход переноса 47 первого модуля и поступает на счетный вход 42 второго модуля, на третьем входе элемента И - НЕ 57,2 второго триггера которого присутствует единичный логический потенциал с выхода элемента И-Н Е 58.1 первого триггера вто.;го модуля, а на пятом входе элемента И-НЕ 57.1 и на третьем входе элемента И - НЕ 57,3 - нулевые логические потенциалы (фиг. 4), На вы 177440440 ходе общей схемы устанавливается код 000010 (фиг, 7),При поступлении седьмого и восьмого тактовых импульсов первый модуль пере- счетной схемы функционирует аналогично его работе в первом и втором тактах (фиг. 7). Второй модуль своего состояния не меняет. На выходе общей схемы устанавливается код 010010 (фиг, 7).На втором управляющем выходе 46 первого модуля присутствует нулевой логический потенциал, который поступает на второй у - оавляющий вход 44 первого модуля. При пос 1 уплении девятого тактового импульса на четвертом входе элемента И - НЕ 57,1 первого трлггера, на третьем входе элемента Б 1": 37.2 второго триггера и на четвертом входе элемента К-НЕ 57.3 первого модуля присутствуют потечциалы логического нуля. а на втором и третьем входах элемента И 48,2 первого модуля присутствуют потенциалы логлческой единицы с выходов элемента И - НЕ 58,2 второго триггера и элсмента НЕ 50.2 первого модуля, Девятый импульс проходит через элементы И 48.2. ИЛИ 49, выход переноса 47 первого модуля, поступает на счетный вход 42 второо модуля. На четвертом входе элемента И - НЕ 57.1 первого триггеоа, на тоетьем входе элемен - та И - НЕ 57,2 второго триггера второго модуля присутствуют потенциалы логического нуля, а на третьем входе элемента И-НЕ 57,3 третьего триггера второго модуля-единичный логический потенциал (фиг, 4), На выходе общей схемы устанавливается код 000001(фиг. 7). В дальнейшем функционирование модулей пересчетной схемы при Р=2 коде Фибоначчи аналогично описанному и периодически повторяется (фиг. 7). Таким образом, режим переключения триггеров данного модуля обусловлеч состоянием первого л второго триггеров последующего модуля.В сравнении с прототипом предлагаемое устройство обе:печивает пересчет импульсов в отдельности в любых Р-кодах Фибоначчи и имеет возможность наращивания разрядности по Р+1, Например,для Р=1 пересчетное устройство обеспечивает пересчет импульсов с любым четным числом разрядов, что приводит к существенному расширению эксплуатационных воэможностей и области г 1 ри":",енения, Одновременно построени мсдулей пересчетного устройства, например, при Р=-1 коде Фибоначчи с двухраэрядной структурой приводит к упрощению и повышению надежности устройства. так как в двухразрядном модуле искл.очен третий триггер (см. фиг, 2), содержащии элемент 2/ - ИЛ;л - НЕ Формула изобретения Пересчетное устройство в коде Фибоначчи, содержащее вход сброга, счетный вход, перьый управляющий вход и первый управляющий выход, вцход переноса, первый элемент И, элемент ИЛИ, пеовый элемен, НЕ, ггервый триггер, выполненный на шести элементах И - НЕ, в первом триггере первый вход первого элемента И-НЕ соединен с тоетьим входом третьего элемента К - НЕ и с выходом четвертого элемента И - НЕ, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента И - НЕ и с вторым входом шестого элемента И - НЕ, соединенного выходом с вторым входом пятого элемента ИНЕ, второй вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом второго элемента ИНЕ и с первыми входами третьего и пятого элементов И-НЕ, выход которого соединен с первым входом шестого элемента И-НЕ, а вцход первого элемента И - НЕ соединен с первым входом второго элемента И - НЕ, вторые входы второго и четвертого элементов К-НЕ соединены с входом сброса пересчетного устройства, а третий вход втооого элемента И - НЕ и второй вход третьего элемента К - НЕ - го счетным входом пересчет- НОГО УотРОйСтеа и С ПЕгРЭЫМ ВХОДОМ элемента И, соединенного вьходом с первым входом элемента ИЛК, выход которого соединен с выходом пере оса пересчетной схемы, выход пятого элемента К-НЕ триггера соединен с вторым входом элемента К. а выход шестого элемента И - НЕ - с упра ляющим выходом пересчетной схемы, ",; л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей и ОС. асти применения, а также упрощения и повышения надежности, оно дополнительно содержит с второго по (Р+1)-й триггеры, выполненные аналогично на вести элементах И - НЕ, с второго по (Р+1)-й элементы И, вьходы которых соединены г Р дополнительными входами элемента КЛК, с второго по (Р+1)-й элементы НЕ, выходы которых соединены с третьими входами соответственно с первого по Р-й элементов И, с второго по Р-й управляющие вь ходы, соединенные с выходами шестых элементов И - НЕ соОтветственно с второго по Р-й триггеров, со второго по Р-й управляющие входы, соединенные с входами соответственно с второго по Р-й элементов НЕ, причем выходы пятых элементов И - НЕ с второго по (Р - ".)-й триггеров соединены с вторыми входами соответственно с второго по (Р+1)-й элементов И, выход пятого элемента И-НЕ каждого из триггеров соединен соответственно с третьим входом четвертого элемен 1774494та И-НЕ последующего триггера, выходы вестцх элементов И-НЕ со второго по Р+1)-й триггеров соединены с соответствующими дополнительными входами четвертого элемента И-НЕ первого триггера, а четвертые входы четвертых элементов И - НЕ с второго по (Р+1)-й триггеров соединены соответственно с первого по Р-й управляющими входами пересчетного уст ройства.1774494 оставитель В. Арутюнянехред М;Моргентал Корректор В, Оетраш ктор роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Умгород, ул.Гагарина аз 3935 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/б