Счетное устройство

72) Автор изобрете Р.Э.Гу явитель Ц) СЧЕТНОЕ УСТРОЙС роксимисло п жит сче 1Изобретение относится к импульсой технике и может быть использовао для обработки дискретной информации.Известно счетное устройство, в котором количество поступивших импульсов представляется в форме обратного числа, Оно содержит суммирующий счетчик импульсов, связанный с блоком определения обратного числа, который.осуществляет операцию деления единицы на число, записанное в счетчике методами обычно используемыми в вычислительной технике 13.Недостатком известного устройства является невысокое быстродействие.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, которое формирует код обратного числа поимпульсно на основе ап 30 и зависимости у=-, гдеи ивших импульсов, Оно с ик импульсов вычитающ счетчик с параллельным вводом, ключи, элементы ИЛИ, элементы запрета. Элементы ИЛИ соединены последовательно, второй вход каждо о элемента ИЛИ соединен с прямым единичным) выходом соответствующего ему триггера суммирующего счетчика. Выход каждого элемента ИЛИ подключен к блокирующему входу элемента запрета через который прямой выход триггера суммирующего счетчика связан с входом ключа. Другой вход ключа связан с общим входом устройства. Выходы ключей связаны со счетным входом каждого второго триггера вычистающего счетчика. Вход триггера старшего разряда вычитающего счетчика подключен к выходу первого элемента запрета непосредственно 23.Недостаток известного устройства заключается в том, что оно обладает низкой точностью определения обратного числа. Это объясняется тем, что устройство реализует кусочно-линейную интерполяцию обратной зависимос4 О455055 1 к ти ущ- с узлами в точках и = 2 (Ки0,1, ), Иначе говоря, формируется точное значение требуемой зависимости лищь длл числа поступивших импульсов, равного целой степени двойки. В остальных случаях имеет место ошибка, которая может достигать значительной величины.Целью изобретения являетсл повыление точности определения обратного числа.Поставленная цель достигается тем, что в счетное устройство, содержащее суммирующий счетчик импульсов, вычитающий счетчик импульсов с параллельным вводом, первую группу клюцей, выходы которых связаны со входами четных триггеров вычитающего счетчика, начиная с четвертого, и первую входную шину, которая соединена со входом первого триггера суммирующего счетчика, введены вторая входная шина, вторая и третья группы ключей, при этом первый вход каждого из ключей второй гругпы сое" динен с выходом ключа этой группы последующего разряда, второй вход каждого из ключей этой группы соединен с инверсным выходом соответствующего ему триггера суммирующего счетчика, первые входы ключей третьей группы соединены со,второй входной шиной, второй вход каждого ключа этой группы соединен с выходом соответствующего ему ключа второй группы а третий вход подключен к прямому выходу соответствующего триггера суммирующего счетчика, выходпервого ключа третьей группы соединен со входом первого триггера вычитающего счетчика, выход второго ключа той же группы соединен со входомвторого триггера того же сцетцика,а выходы остальных ключей этой группы соединены со входами нечетныхтриггеров вычитающего сцетцика, начиная с пятого, и с первыми входамисоответствующих ключей первой группы, вторые входы которых подключенык инверсным выходам триггеров суммирующего счетчика,На фиг. 1 представлена схема счетного устройства; на фиг. 2 - график зависимости значения выходного числаот количества поступивших импульсов.Устройство содержит суммирующийсчетчик 1, состоящий из триггеров 900461 огозо 1 42 - 5 (для упрощения схемы свлэьмежду триггерами счетчика на схемене приведена),вычитающий счетчик 6,состоящий иэ триггеров 7-15, первуюгруппу ключей (элементов И) 16- 18,вторую группу ключей 19-22 и третьюгруппу ключей 23-27, первую входнуюшину 28, вторую входную шину 29.На фиг. 2 приведен график иллюстрирующий точность работы устройства, Тонкой линией приведена идеальнал зависимость штриховой линиейзависимость, реализуемая известнымустройством, жирная линия - зависимость, реализуемал данным устройством,Устройство работает следующим образом.На шину 28 устройства поступаетсчетный импульс (импульсы первоготакта). Вторая такая же последовательность импульсов, эадержаннал относительно первой на небольшой интервал,времени поступает на вторую шину 29,1 вторая последовательность может бытьсформирована иэ первой, например, путем пропускания импульсов, поступающих на шину 28 через элемент задержки (на чертеже не изображен) или каким-либо другим методом.Импульсы с шины 29 поступают насуммирующий счетчик 1. Поэтому всчетчике 1 записано в двоичном кодечисло поступивших импульсов,Сигналы с триггеров 2-5 поступаютна ключи 19-22. Поскольку эти сигналы поступают с инверсных выходов триггеров 2 - 5, то единичный сигнал свыхода триггера поступает на соответствующий ключ тогда, когда этот триггер находится в нулевом состоянии,Поэтому в исходном состоянии передпоступлением на шину 29 первого импульса все ключи 19"22 имеют единичные сигналы на обоих своих входах и,следовательно, единичные сигналы навыходах, Каждый из ключей по одномусвоему входу получает единичный сигнал с инверсного выхода соответствующего ему триггера суммирующего счетчика 1, по второму входу получает единичный сигнал с выхода предыдущегоключа той же группы и, в свою очередь,подает единичный сигнал на последующий ключ той же группы.В том же исходном состолнии триггеры суммирующего счетчика 1 со своих прямых выходов подают нулевые сигналы на ключи 24-27. Поэтому из клю900461 чей 23-27 открытым (подготовленным кпропусканию входного импульса) оказывается лишь ключ 23 на который поданединичный сигнал с выхода ключа 19,и первый импульс, поступивший на ши- Зну 28, проходит через ключ 23 и поступает на триггер 7 вычитаюцего счетчика 6. Поступивший вслед эа этим нашину 29 первый импульс второй тактовой последовательности переводит триг фгер 2 счетчика 1 в единичное состоя"ние. При этом на его инверсном выходе появляется нулевой сигнал, а напрямом выходе - инверсный сигнал. Нулевой сигнал с инверсного выхода Зтриггера 2 поступает на ключ 19 изакрывает его. При этом на выходеключа 19 также появится нулевой сигнал, который поступает на ключ 23и закрывает его, препятствуя прохождению импульсов с входа 28 черезключ 23. Единичный сигнал с прямоговыхода триггера 2, поступает на ключ24, и вместе с единичным сигналомот ключа 20, подготавливает ключ 24 Ик пропусканию очередного импульсас шины 28, Поэтому второй импульс,поступивший с шины 28 на ключ 24,проходит через него и поступает навход триггера 8, Поступивший вслед 30за этим на шину 29 второй импульсвторой тактовой последовательностизаписывает в счетчик 1 число два,т.е. переводит триггер 2 в состояние "нуль", а триггер 3 в состояние"единица", При этом триггер 3 закрывает ключ 20 и открывает ключ 25.Триггер 2 открывает ключ 16 и подает единичный сигнал на ключ 19. Однако, т.к. закрытый ключ 20 подает нулевой сигнал на второй вход ключа19, то этот ключ и,.следовательно,ключ 23 остаются закрытыми.(1 1 1) Далее импульс поступает на два триггера 10 и 11, которые имеют весаОчередной (третий) импульс с шины 28 через открытый ключ 25 поступа ет на вход триггера 11 и на вход открытого ключа 16, с выхода которого поступает на вход триггера 10.Поступающий затем на шины 29 тре" тий импульс второй тактовой последовательности переводит в единичное состояние триггер 2. При этом закрывается ключ 16 и очередной (четвертый) импульс с шины 28 проходит через открытый ключ 25 и поступает на вход триггера 11. Поскольку ключ 16 закрыт, импульс на триггер 10 теперь не поступает,бАналогичным образом можно просле"дить работу схемы и далее.Пятый и шестой импульсы поступа"ют на входы триггеров 12 и 13, седь",мой и восьмой импульсы " только натриггер 13, импульсы с девятого подвенадцатый " на триггеры 14 и 15,импульсы с тринадцатого по шестнад"цатый " лишь на триггер 15 и т.д,Счетчик 6 является вычитающимс параллельным вводом чисел. Приэтом из числа, записанного в нем,вычитается вновь вводимое число ирезультат (разность) остается записанной в триггерах этого счетчика.Таким образом, счетчик б работаетаналогично тому, как работают накапливающие сумматоры, с той лишь разницей, цто в накапливающем сумматоречисло, записанное в нем, суммируютсяс вновь поступившим числом, а резуль"тат суммирования остается в нем зайи"санным.Триггерам счетчика б (справа налево по схеме) приписываются веса всоответствии с отрицательнымИ степенями двойки, триггер 7 имеет вес 2тригге 8 - вес 2 ", триггер 9 вес 2 , и т.д. Поэтому число записанное в счетчике б, можно рассматривать как двоичную дробь, где, как ив известном устройстве, в старшемразряде (триггер 7) записываютсяединицы, в следующем (триггер 8) записано 1/2, далее- и т.д.1Как следует из описанного выше,первый импульс с вины 28 через ключ23 поступает на триггер самого старщего разряда (триггер 7) счетчика 6и записывает в нем единицу. Число,записанное в счетчике 6 получает вид1,000Второй импульс с шины 28 поступает на второй триггер 8 вычитающегосчетчика 6. Поскольку этот триггеримеет вес 2 ", это означает, что в1счетчик 6 вводится число фа т,к.2счетчик 6 выполнен и вычитающим,вновьвводимое число вычитается из ранеезаписанного. В результате в счетчикеоказывается записанным число 0,1000900461 Сигналы на выходах элементов схемы (фиг. 1) Импульс 1 ее16 25 17 26 10 0 0 0 0 О 0 0 0 0О О О О О О ОО О О О а О О О 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 О 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 О 0 О 0 0 1 О 0 0 0 0 0 1 О 0 0 О 0 0 0 О 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 а О 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 О О 1 0 О 0 0 0 1 0 0 1 О О 0 О 0 О 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 а 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 00 0 1 1 1 0 1 0 о 0 о о О 1 1. 0 0 0 0 1 1 а 1 0 10 0 0 0 0 0 0 1 1 .0 0 0 0 1 0 1 1 1 О О 0 0 0 0 1 1 0 О 0 0 1 0 1 0 0 О О 0 0 0 О 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 О о 0 0 1 0 6 0 0 1 0 а 1 О 12 О О 0 1 О О О 0О О 50 55 72"З и 2 ф, т.е. из числа ,.10000 вычитается число 0,001100и т,д.,Учитывая изложенное, последовательность чисел, которые оказываются На фиг. 2 приведен график, отра"жающий зависимость выходного числа,записанного в счетчике 6, от числаи поступивших импульсов (на участкеВи с 16). Из графика видно, чтоданное устройство реализует погрешность Ьзначительно меньшую, чемизвестное л,Точный расчет показывает, цто дан"ное устройство обеспечивает втрое 8записанными в счетчик 6 после поступ . пения очередного импульса на шину 28, можно представить следующей таблицей. 1 . 0 0 0 О 1 0 0 0 0ет т ее ет е тте тт меньшую относительную погрешность по сравнению с известным,Таким образом, предложенное устройство обеспечивает значительно более высокую точность реализации1зависимости у=т, чем известное.иформула изобретенияСчетное устройство, содержащее суммирующий счетчик импульсов, вы9читаоций счетчик импульсов с параллельным вводом, первую группу клю" чей, выходыкоторых связаны со входами четных триггеров вычитающего счетчика, начиная с четвертого, и первую входную шину, которая соединена со входом первого триггера суммирующего счетчика, о т л и ч а а " щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения обратного числа, в него введены вторая входная шина, вторая и третья группы ключей, при этой первый вход каждого из ключей второй группы соединен с выходом ключа этой группы последуоцего разряда, второй вход каждого из ключей этой группы соединен с инверсным выходом соответствующего ему триггера суммирующего счетчика, перяые входы ключей третьей группы соединены со второй входной шиной, второй вход каждого ключа этой группы соединен с выходом соответствую 90046110щего ему ключа второй группы, а третий вход подключен к прямому выходусоответствующего триггера суммируюцего счетчика, выход первого ключатретьей группы соединен со входомпервого триггера вычитающего счетчика, выход второго ключа той же груп"пы соединен со входом второго триггера того же счетчика, а выходы ос 1 о тальных ключей этой группы соединенОсо входами нечетных триггеров вычи-.тающего счетчика, начиная с пятого,и с первыми входами соответствующихключей первой группы, вторые входы15 которых подключены к инверсным Выходам триггеров суммирующего счетчика.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Карцев И.А. Арифметика цифро 2 в вых машин. И., "Наука", 1969с. 5 1 б, рис. 5 52. Авторское свидетельство СССР