Реверсивный счетчик

ОЛ ИСАКИИ ИЗОВРИТИН ИЯ К АВТОРСКОМУ СОИ ТВЛЬСУВУ Сотов СоаетсиикСоциааистичесиикРесттубиии оц,892739(23 т Приоритет РВМАарстаией аюпвт ИСР а двлае кзабрвтаннВ и аткрцтий(3) УДК 621. 374. .32(088.8) Дата опубликования описания 25, 12.81(72) Автори изобретеии ИЛ. Лазер, Г.С, Брайловский и 1 О 1) Заявител 5) РЕВЕРСИВНЫЙ СЧЕТ ится к устройст ки и может быть атике и вычисли ос Изобретение относвам импульсной технииспользовано в автомтельной технике.Известен реверснвный счетчик, содержащий разряды, каждый из которыхсодержит счетный триггер, и коммутирующие элементы, первые входы которыхсоединены с выходами счетного триггера, а вторые входы соединены с управляющими шинами Я ,Недостатком этого реверсивногосчетчика является сравнительно низкое быстродействие.Известен также реверсивный счетчик, содержащий разряды, каждый из "которых содержит первый, второй итретий В 5-триггеры, а каждый разряд,кроме первого, содержит. также дополнительный элемент И-НЕ, первый В 5-тригер первого разряда содержит первыйи второй элементы И-НЕ, первые входы,которых соединены с выходами соответственно второго и первого элементов И-НЕ этого В 5-триггера, остальныевходы первого и второго элементовИ-НЕ соедИнены соответственно с единичными и нулевыми выходами первогоВ 5-триггера, второй В 5-триггер первого разряда содержит третий и четвертый элементы И-НЕ, первые входы которых соединены с выходами соответственно четвертого и третьего элементоИ-НЕ, остальные входы которых соединены соответственно с единичными инулевыми входамн второго В 5-триггератретьи В 5-триггеры каждого разрядасодержат пятый и шестой элементыИ-НЕ, первые входы которых :оеднненьсоответственно с выходами шестого ипятого элементов И-НЕ, сотальные вхды которых соединены соответственнонулевыми и единичными входами третьего В 5-триггера, первый В 5"триггер каждого разряда, кроме первого, содержипервый и второй элементы И-НЕ и первый вспомогательный элемент И-НЕ,первые входы первого, второго и пер2739 89 5 1 О 15 20 50 55 ого вспомогательного элементов И-НЕоединены с выходами соответственновторого и первого вспомогательныхэлементов И-НЕ, .остальные входы которого соединены с первой группойнулевых входов первого Й 5-триггера,вторая группа нулевых входов первогоЙ 5-триггера соединена с остальнымивходами второго элемента И-НЕ, аединичные входы первого Й 5-триггерасоединены с остальными входами первого элемента И-НЕ, второй Й 5-триг"гер каждого разряда, кроме первого,содержит третий и четвертый элементы И-НЕ и второй вспомогательныйэлемент И-НЕ, первые входы которыхсоединены с выходами соответственночетвертого и третьего элементов И-НЕвторой вход третьего элементы И-НЕсоединен с выходом второго вспомогательного элемента И-НЕ, остальные входы которого соединены с первой группой нулевых входов второго Й 5-триггера, вторая группа нулевых входовкоторого соединена с остальными входами четвертного элемента И-НЕ, а единичные входы второго Й 5-триггера соединены с остальными входами третьегоэлемента И-НЕ, выход пятого элементаИ-НЕ каждого разряда соединен с единичным входом первого Й 5-триггера тогоже разряда, и входами первых группнулевых входов первого и второгоЙ 5-триггеров следующего разряда, вторые группы нулевых входов которыхсоединены с выходом шестого элементаИ-НЕ предыдушего разряда, счетный входреверсивного счетчика соединен с нулевыми входами первого и второгоЙ 5-триггеров первого разряда, выходпервого элемента И-НЕ каждого разряда соединен с единичным входом второго Й 5-триггера того же разряда, выходчетвертого элемента И"НЕ каждого разряда соединен с нулевым входом третье"го В 5-триггера того же разряда и впервом разряде с нулевым входом первого Й 5-триггера, а в каждом из остальных разрядов с входом второй группынулевых входов первого В 5-триггератого же разряда, выход второго элемента И-НЕ каждого разряда соединен сединичным входом третьего Р 5-триггера того же разряда, выход первоговспомогательного элемента И-НЕ каждого из разрядов соединен с единичнымвходом третьего Й 5-триггера того жеразряда, нулевой вход которого соединен с входом первой группы нулевых 4входов первого Й 5-триггера того же разряда и выходом второго вспомогательного элемента И-НЕ того же разряда, выход дополнительного элемента И-НЕ каждого разряда соединен с единичным входом второго Й 5-триггера того же разряда и входами первой и второй групп нулевых входов первого Й 5-триггера, выход шестого элемента И-НЕ каждого разряда, кроме первого, соединен с первым входом дополнительного элемента И-НЕ того же разряда, второй вход которого соединен с шиной "Реверс", шина "Сложение" соединена с входами вторых групп нулевых входов первого и второго Й 5-триггеров каждого из разрядов, шина "Вычитание" соединена с входами первых групп нулевых входов первого и второго Й 5-триггеров всех разрядов 21 .Недостатком этого реверсивного счетчика является сравнительно большая сложность. Цель изобретения - упрощение ревер сивного счетчика.Поставленная цель достигается тем,что в реверсивном счетчике, содержащем разряды, каждый из которых содержит первый, второй и третийЙ 5-триггеры, а каждый разуяд, кромепервого, содержит также дополнитель"ный элемент И-НЕ, первый Й 5-триггер. первого разряда содержит первый ивторой элементы И-НЕ, первые входыкоторых соединены с выходами соответственно второго и первого элементов И-НЕ этого Й 5-триггера, остальныевходы первого и второго .элементовИ-НЕ соединены соответственно с еда"ничными и нулевыми входами первого ИОЙ 5-триггера, второй Р 5-триггер первого разряда содержит третий и четвертый элементы И-НЕ, первые входы которых соединены с выходами соответственно четвертого и .третьего элементов И-НЕ, остальные входы которых соединены соответственно с еди-.ничными и нулевыми ьходами второгоЙ 5-триггера, третьи Й 5-триггеры каждого разряда содержат пятый и шестойэлементы И-НЕ, первые входы которыхсоединены соответственно с выходамишестого и пятого элементов И-НЕ, остальные входы которых соединены соответственно с нулевыми и единичнымивходами третьего Й 5-триггера, первыйЙ 5-триггер каждого разряда, кромепервого, содержит первый и второйэлементы И-КЕ и первый вспомогатель8927ный элемент И-НЕ, первые вхрды первого, второго и первого вспомогатель"ного элементов И-НЕ соединены с выходами соответственно второго, и первого элементов И-НЕ, второй вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом первого вспомогательного элемента И-НЕ, остальные входы которогосоединены с первой группой нулевыхвходов первого Й 5-триггера, вторая 1группа нулевых входов первого Й 5-триггера соединена с остальными входамивторого элемента И-НЕ, а единичныевходы первого Р 5-триггера соединеныс остальными входами первого элемен%та И-НЕ, второй Р 5"триггер каждогоразряда кроме первого, содержит третий и четвертый элементы И-НЕ и вто-.рой вспомогательный элемента И-НЕ,первые. входы которых соединены с выходами соответственно четвертого итретьего элементов И-НЕ, второй входтретьего элемента И-НЕ соединен с выходом второго вспомогательного элемента И-НЕ, остальные входы которого Исоединены с первой группой нулевыхвходов второго Р 5-триггера, втораягруппа нулевых входов которого соединена с остальными входами четвертого элемента И-НЕ, а едийичные входы второго Р 5-триггера соединены состальными входами третьего элементаИ-НЕ, выход пятого элемента И-НЕкаждого, разряда соединен е единичным входом первого Р 5-триггера тогоже разряда и входами первых группнулевых входов первого и второгоЙ 5-триггеров следующего разряда,вторые группы нулевых входов которых соединены с выходом шестого элемента И-НЕ предыдущего разряда, счетный вход реверсивного счетчика соединен с нулевыми входами первого ивторого Й 5-триггеров первого разрядавыход первого элемента И-НЕ каждогоразряда соединен с единичным входомвторого Й 5-триггера того же разряда,выход четвертого элемента И-НЕ каждо-.го разряда соединен с нулевым входомтретьего Р 5-триггера того же разряда50и, в первом разряде с нулевым входомпервого Й 5-триггера, а в каждом изостальных разрядов - с входом второйгруппы нулевых входов первого Й 5-триггера того же разряда, выход второгоэлемента И-НЕ каждого разряда соеди-нен с единичным входом третьегоР 5-триггера того же разряда, выходпервого вспомогательного элемента 39 6И-НЕ каждого из разрядов соединен с единичным входом третьего Р 5-триггера того же разряда, нулевой вход которого соединен с входом первой группы нулевых входов первого Р 5-триггера того же разряда и выходом второго вспомогателЬного элемента И-НЕ того же разряда, выход дополнительного элемента И-НЕ каждого разряда соединен с единичным входом второго Й 5-триггера того же разряда,и входами первой и второй групп нулевых входов первого Й 5-триггера, выход шесто-. го элемента И-НЕ каждого разряда, кроме первого, соединен с первым входом дополнительного элемента 1-НЕ того же разряда, второй вход которого соединен с шиной "Реверс". Шина "Сложение" соединена с входами вторых групп нулевых входов первого и второго Р 5-триггеров каждого из разрядов, шина "Вы- читание" соединена с входамипервых групп нулевых входов первого и второго Й 5-триггеров всех разрядов, первый и второй дополнительные входы дополнительных элементов И-БЕ каждого из разрядов соединены с выходами второго элемента И-НЕ и первого вспомогательного элемента И-НЕ того же разряда, а единичные входы первых Р 5-триггеров каждого из разрядов, кроме первого, соединены с инверсной шиной реверсирования.На чертеже изображена структурная схема счетчика.Реверсивный счетчик содержит разряды 1, каждый из которых содержит первый 2, второй 3 и третий 4 Р 5-триггеры, а кажцый разряд, кроме первого содержит также дополнительный элемент И-НЕ 5, первый Р 5-триггер 2, первого разряда содержит первый 6 и второй 7 элементы И-НЕ, первые входы которых соедннены с выходами соответственно второго 7 и первого б элементов И-НЕ этого Р 5-триггера,.остальные входы первого 6 и второго 7 элементов И-НЕ соединены соответственно с единичными и нулевыми входами первого Р 5-триггера, второй Р 5-триггер 3 первого разряда содержит третий 8 и четвертый 9 элементы 11-НЕ, первые входы которых соединены с выходами соответственно четвертого 9 и третьего 8 элементов И-НЕ, остальные входы которых соединены соответ-, ственно с единичными и нулевыми входами второго Р 5-триггера 3, третьи Р 5-триггеры 4 каждого разряда содержат пятый 10 и шестой 11 элементыИ-НЕ, первые входы которых соединенысоответственно с выходами шестого 11.и пятого 10 элементов И-НЕ, остальные входы которых соединены соответственно с нулевыми и. единичными входами третьего Й 5-триггера 4, первыйЙ 5-триггер 2 каждого разряда, кромепервого, содержит первый 6 и второй7 элементы И-НЕ и первый вспомогательный элемент И-НЕ 12, первые входыпервого 6 и второго 7 и первого вспомогательного 12 элементов И-НЕ соединены с выходами соответственно второго 7, первого 6 и первого. 12 вспомо- Югательного элементов И-НЕ, второйвход первого элемента И-НЕ 6 соединенс выходом первого вспомогательногоэлемента И-НЕ 12, остальные входыкоторого соединены с первой группой рфнулевых входов первого Й 5-триггера 2вторая группа нулевых входов первогоЙ 5-триггера 2 соединена с остальными входами второго элемента И-НЕ 7, аединичные входы первого Й 5-триггера 32 соединены с остальными входамипервого элемента И-НЕ б, второйЙ 5-триггер 3 кюкдого разряда, кромепервого, содержит третий 8 и четвертый 9 элементы И-НЕ и второй вспомо- Егательный элемент И-НЕ 13, первыевходы которых соединены с выходамисоответственно четвертого 9 и третьего 8 элементов Й-НЕ, второй вход третьего элемента И-НЕ. 8 соединен свыходом второго вспомогательного элемента И-НЕ 13, остальные входы которого соединены с первой группой нулевыхвходов второго Й 5-триггера 3 втораягруппа нулевых входов которого соединена с остальными входами четвертогоэлемента И-НЕ 9, а единичные входывторого Й 5-триггера 3 соединены с остальными входами третьего 8 элементаИ-НЕ, выход пятого элемента И-НЕ 10,каждого разряда соединен с единичным входом первого Й 5-триггера 2 тогоже разряда, и входами первых группнулевых входов первого 2 и второго3 Й 5-триггеров следующего разряда,0вторве группы нулевых входов которых соединены с выходом шестого элемента И-НЕ 11 предыдушего разряда, . счетный вход 14 реверсивного счетчика соединен с нулевыми входами перво" го 2 и второго 3 Й 5-триггеров первогоФЗ разряда, выход первого элемента И-НЕ 6 каждого разряда соединен с единичным входом второго Й 5-триггера 3 того же разряда, выход четвертого элементаИ-НЕ 9 каждого разряда соединен с нулевым входом третьего Й 5-триггера 4того же разряда, и, в первом разряде,с нулевым входом первого Й 5-триггера2, а в каждом из остальных разрядовс входом второй группы нулевых входовпервого Й 5-триггера 2 того же разрядавыход второго элемента И-НЕ 7 каждогоразряда соединен с единичным входом ,третьего Й 5-триггера 4 того же разряда, выход первого вспомогатель,согоэлемента И-НЕ 12 каждого из разрядовсоединен с единичным входом третьегоЙ 5-триггера 4 того же разряда, нулевой вход которого соединен с входомпервой группы нулевых входов первогоЙ 5-триггера 2 того же разряда и выходом второго вспомогательного элементаИ-НЕ 13 того же разряда, выход дополнительного элемента И-НЕ 5 каждогоразряда соединен с единичным входомвторого Й 5-триггера 3 того же разряда и входами первой и второй группнулевых входов .первого Й 5-триггера2, выход элемента И-НЕ 6 каждого разряда, кроме первого, соединен с первымвходом дополнительного элемента И-НЕ 5,того же разряда, второй вход которогосоединен с шиной "Реверс" 15, шина"Сложение" 16 соединена свходом .вторых групп нулевых входов первого 2 ивторого 3 Й 5-триггеров каждого из разрядов, шина "Вычитание" 17 соединенас входами первых групп нулевых входовпервого 2 и второго 3 Й 5-триггероввсех разрядов, первый и второй дополнительные входы дополнительных элементов И-НЕ 5 каждого из разрядов соединены с выходами второго элементаИ-НЕ 7 и первого вспомогательногоэлемента И-НЕ 12 того же разряда, аединичные входы первых Й 5-триггеров 2каждого из разрядов, кроме первого, соединены с инверсной шиной 18 реверсирования..Реверсивный счетчик работает сле- " дующим образом,Во время счета в одном из режимов (сложение или вычитание 1 элементы 5 закрыты сигналом логического нуля по шине 15 "Реверс", Перед сменой режима счета поступающий по вине 15 "Реверс" сигнал логической единицы в зависимости от состояния разряда от" крывает элемент 5, Сигнал с выхода открытого элемента 5 нри смене режима работы и опасном состоянии преды,душего разряда обеспечивает такую установку Р 5-триггеров, которая соответствует подтверждению состояниятретьего Р 5-триггера. Таким образом,устраняется возможность сбоя счетчика 5при реверсе,Рассмотрим, например, работу первыхдвух разрядов реверсивного счетчика.В исходном состоянии эти разрядынаходятся в состоянии 00, а на шины 1 Ф"Сложение" 16 и "Вычитание" 17 поступают сигналы, соответствующие режимусуьщирования. Тогда поступающие навход 14 импульсы закономерно суьааируются .в первом и втором разрядах, 1Послеприхода пятого счетного импульса необходимо начать режим вычисления. В момент В изменяются сигналыпо шинам "Реверс" и инверсной шине18 реверсирования. 30Поскьольку второй разряд находится в нулевом состоянии - логическийэлемент 5 переключается в состояниелогического нуля и вызывает изменение состояния единичного входа второго Р 5-триггера 3, а также одновременно закрывает нулевые входы первого Р 5-триггера 2. При изменении сигналов по шинам "Сложение" 16 и "Вычитание" 17 в момент времени й нулевой ЭОвыход второго Р 5-триггера 3 вырабатывает сигнал логического нуля, под-.тверждающий нулевое состояние третьего Р 5-триггера 4.Таким образом, реверс, при котором на входе второго разряда производится коммутация сигнала логического нуля на сигнал логической единицы, не вызывает изменения состояниявыхода второго разряда, В момент времени 1 з изменяются сигналы по шинам15.и 18, что обеспечивает выключениелогического элемента 5 и дальнейшуюобычную работу счетчика в режиме вы читания. 45Рассмотрим работу счетчика присмене режима работы в том случае,когда второй разряд находится в единичном состоянии, а входной сигнал.коммутирован при смене режима с логического нуля на логическую единицу. Такая ситуация имеет место всчетчике, например, после двенадцатого счетного импульса, В момент времени С поступают сигналы по шинам15 и 18. Благодаря единичному состоянию второго разряда, состояниелогического элемента 5 не может изме-.ниться, а сигнал шины 15, непосредственно поступающий на единичный вход первого Р 5-триггера, 2, вызывает появление логической единицы на выходе этого триггера и, как след" ствие этого, переход в нулевое состояние второго Р 5-триггера 3. Процессы, протекающие в момент времениобеспечивают установку первого 2 и второго 3 Р 5-триггеров, которая в дальнейшем обуславливает подтверждение состояния третьего Р 5-.триггера.4.В момент времени 1 происходит смена сигналов на птинах 15 и 18. Это вызывает появление логического нуля на выходе первого Р 5-триггера 2 и подтверждается состояние третьего Р 5-триггера 4. Вторичное изменение сигналов по шинам 15 и 18 в момент вревремени й не вызывает никаких измененийв состоянии разряда.Таким образом, и в другом исходном состоянии второго разряда появление на его входе логической единицы при смене режима работы счетчика не вызывает сбоя. При поступлении тринадцатого и последующих счетных импульсов происходит работа счетчика в режиме сложения.Предлагаемый реверсивный счетчик обеспечивает относительно высокое быстродействие и надежность при сравнительно малых аппаратурных затратах и может реализоваться на элементах ИЛИ-НЕ путем эквивалентной замены всех элементов И-НЕ, входящих в реверсивный счетчик.Формула изобретенияРеверсивный счетчик, содержащий разряды, каждый из которых содержит первый, второй и третий Р 5-триггеры, а каждый разряд, кроме первого, содержит также дополнительный элемент И-НЕ, первый Р 5-триггер первого разряда содержит первый и второй элементы И-НЕ, первые входы которых соединены с выходами соответственно второго и первого элементов И-НЕ этого Р 5-триггера, остальные входы первого и второго элементов И-НЕ соединены соответственно с единичными и нулевыми входами первого В 5-триггера, второй Р 5-триггер первого разряда содержит третий и четвертый элементы И-НЕ, первые входы которых соединены с выходами соответственно четвертого2739 12 геров первого разряда, выход перво"го элемента И-НЕ каждого разрядасоединен с единичным входом второгоР 5-триггера того же разряда, выход у четвертого элемента И-НЕ каждого разряда соединен с нулевым входом третьего Р 5-триггера того же разряда и,в первом разряде с нулевым входомпервого Р 5-триггера, а в каждом из 1 Ф остальных разрядов - с входом второйгруппы нулевых входов первого Р 5-триггера того же разряда, выход второгоэлемента И-НЕ каждого разряда сое"динен с единичным входом третьего 13 Р 5-триггера того же разряда, выходпервого вспомогательного элементаИ-НЕ каждого из разрядов соединен сединичным входом третьего Р 5-триг-.гера того же разряда, нулевой вход 26 которого соединен с входом первойгруппы нулевых входов первого Р 5-триг,:гера того же разряда и выходом второго вспомогательного элемента И-НЕтого же разряда, выход дополнитель- И ного элемента И-НЕ каждого разряда, соединен с единичным входом второгоР 5-триггера того же разряда и входами первой и второй групп нулевыхвходов первого Р 5-триггера, выход 2 р шестого элемента И-НЕ кажцого разряда, кроме первого, соединен с первым входом дополнительного элементаИ-НЕ того же разряда, второй вход,которого соединен с шиной "Реверс",шина "Сложение" соединена с входамивторых групп нулевых входов первогои второго Р 5-триггеров каждого из разрядов, шина "Вычитание" соединена с входами первой групп нулевых входов первого 1 и второго Р 5-триггеров всех разрядов, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения, первый и второй дополнительные входы дополнительных элементов И-НЕ каждого .из разря -дов соединены с выходами второго элемента Ы-НЕ и первого вспомогательногоэлемента И-НЕ того же разряда, а единичные входы первых Р 5-триггеров каждого из разрядов, кроме первого, соеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРКф 513511, кл. Н 03 1( 23/00, 1971.И2. Авторское свидетельство СССРНф 708516, кл. Н 03 К 23/24, 1980.(прототи). 11 89 и третьего элементов И-НЕ, остальные входы которых соединены соответствен но с единичными и нулевыми входами второго Р 5-триггера, третьи Р 5-триггеры каждого разряда содержат пятый и .шестой элементы И-НЕ, первые входы которых соединены соответственно о выходами шестого и пятого элементов И-НЕ, остальные входы которых соединены соответственно с нулевыми и единичными входами третьего Р 5-триггера, первый Р 5-триггер каждого разряда, кроме первого, содержит первый и второй элементы И-НЕ и первый вспомогательный элемент И-.НЕ, первые входы первого, второго и первого вспомогательного элементов И-НЕ соединены с выходами соответственно второго и первого элементов И-НЕ, второй вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом первого вспомогательного элемента И-НЕ, остальные входы которого соединены с первой группой нулевых входов первого Р 5-триггера, вторая группа нулевых входов первого Р 5-триггеров соединена с остальными входами второго элемента И-НЕ, а единичные входы первого Р 5-триггера соединены с остальными входами первого элемента И-НЕ, второй Р 5-триггер каждого разряда, кроме первого, содержит, третий и четвертый элементы И-НЕ и второй вспомогательный элемент И-НЕ, первые входы которых соединены с выходами соот" ветственно четвертого и третьего элементов И-НЕ, второй вход третьего элемента И-НЕ соединен с выходом второго вспомогательного элемента И-НЕ, остальные входы которого соединены с первой группой нулевых вхо;, дов второго Р 5-триггера, вторая группа нулевых входов которого соединена с остальными входами четвертого элемента И-НЕ, а единичные входы вто-. рого Р 5-триггера соединены с остальными входами третьего элемента И-НЕ, выход пятого элемента И-НЕ каждого разряда соединен с единичным входом первого Р 5-триггера того же разряда и входами первых групп нулевых входов первого и второго Р 5-триггеров следующего разряда, вторые группы нулевых входов которых соединены с выходом шестого элемента И-НЕ предыдущего разряда, счетный вход реверсивного счетчика соединен с нулевыми входами первого и второго Р 5-тригдинены с инверсной шиной реверсировачия.