Кольцевой счетчик

(71) Заявител ОЦЕВОЙ СЕИ а,Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при реализации технических средств .автоматики и вычислительной техники.Известен кольцевой счетчик, содержа 5 щий входную шину, шину сброса, разряды на О -триггерах, каждый разряд, кроме первого, содержит элемент И, прямой выход О -триггера каждого разряда соеди 1 О нен с 0 -входом последующего разряда, входная шина соединена с тактовыми входами Р -триггеров разрядов, входы установки в "О" которых соединены.с шиной сброса 1.15Недостатком устройства является относительно низкая надежность, так как при возникновении сбоев возможно распространение нескольких единиц в устройстве, большое время коррекции этого 2 о сбоя, равное в худшем случае, ( П -1) такту, Мли возможен сброс информационной "1" в трижеро любого разряда и появление ее на выходе элемента И последнего разряда, что приводит к погрешности счета.Известен также кольцевой счетчик, содержащий входную шину, шину установки, разряды на 0 -триггерах, первый и второй элементы И во всех разрядах, дополнительный элемент И и элемент НЕ, первые входы первого и второго элементов И соединены соответственно с инверсным и прямым выходами 1) -триггер вторые входы - с выходом первого элемента И предыдущего разряда, вторые входы первого и второго элементов И первого разряда соединены с шиной установки, выход второго элемента И соединен с 0 -входом 0 -триггера последующего разряда, выход первого элемента И последнего разряда соединен с 0 -входом ) -триггера первого разряда и через элемент НЕ с первым входом дополнительного элемента И, второй вход и выход которого соединены с инверсным выходом и входом установки в "О" О -триггера первого разряда, выход первогоэлемента И в каждом разряде, кроме первого, соединен с входом установки в "О 1) -триггера, входная шина соединена с тактовыми входами Р -триггеров всех разрядов 2).5Недостатком известного устройства является невысокая надежность вследствие возможности сброса информационной "1" в любом разряде и появления ее на выходе первого элемента И послед него разряда, что приводит к погрешности счета,в худшем случае, равной + -П тактов. Быстродействие этого устройства тоже ограничено временем срабатывания . (перехода из " 1 " в "О") последователь ной цепочки первых элементов И всех разрядов.Белью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей. 20 Поставленная цель достигается тем, что в кольцевой счетчик, содержащий входную шину, шину установки, разряды на Р-триггерах, первый и второй элементы И во всех разрядах, первый элемент НЕ, первый дополнительный элемент И, выход которого соединен с входом установки и "О" 13 -триггера первого разряда, первые входы первого и второго элементов И каждого разряда соединены соответственно с инверсным и прямымв 1 яходами Р -триггера своего разряда, вторые входы первого и второго элементов И с третьего по последний разрядов соединены с выходами первых элементов И преды 35 душих разрядов, входная шина соединена с тактовыми входами Э -триггеров всех разрядов, введены, первый элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, третьи элементы И каждого разряда, второй и третий допол 40 нительные элементы И, шина управления, первые входы третьих элементов И всех разрядов и третьего дополнительного элемента И соединены с шиной управления, вторые входы третьих элементов И первого и дополнительного соединены соответственно с прямым выходом 13- триггера и выходом первого элемента И первого разряда, вторые входы третьих элементов И остальных разрядов соеди иены с выходами вторых элементов И, второй вход первого элемента И первого разряда соединен с выходом первого элемента И последнего разряда, вторые входы первого и второго элементов И 55 второго разряда соединены с инверсным выходом Г -тригГера первого разряда, 1; -вхсл в:торого через первый элемент ИЛИ соединен с выходами третьего элемента И второго разряда и второго дополнительного элемента И, первый входвторого дополнительного элемента Исоединен с выходом первого элемента Ипервого разряда, второй через первьйэлемент НЕ соединен с шиной управления и вторым входом второго элементаИ первого разряда, первый вход первогодополнительного элемента И соединен свыходом первого элемента И второго раз.ряда, второй через элемент ИЛИ-НЕ соединен с шиной установки, второй входэлемента ИЛИ-НЕ соединен с выходомвторого дополнительного элемента И,входы установки в "1" Р -триггеров первого и последующих разрядов соединенысоответственно с шиной установки н выходами вторых элементов И предыдушихразрядов, входы установки в "О" и Р -входы О -триггеров соответственно свторого по предпоследний и последнегоразрядов соединены с выходами первыхи третьих элементов И последующих разрядов и второго и третьего элементов Идополнительного разряда, кроме того,введены Р -триггер и первый элемент И. дополнительного разряда, второй и третийэлементы ИЛИ, второй элемент НЕ, тактовый вход 3 -триггера дополнительногоразряда соединен с входной шиной, входустановки и "Оф через второй элементИЛИ соединен с шиной установки, второйвход второго элемента ИЛИ соединен свыходом первого элемента И дополнитель.ного разряда, первый вход которого соединен с инверсным выходом Э -триггерасвоего разряда, второй через второй элемент НЕ - с П -входом 2 -триггера дополнительного разряда и выходом третьего элемента И первого разряда, прямойвыход 13 -триггера дополнительного разряда и выход первого элемента И первого разряда соединены через третий элемент ИЛИ с вторыми входами второго итретьего элементов И дополнительногоразряда.На фиг, 1 представлена схема кольцевого счетчика; на фиг. 2 - то же, сдополнительным разрядом.Устройство состоит из 1 Э -триггеров1 = 1, 1-2, , 1 - " П, элементов И 2 - 1,2 -22-О; 3-1; 3-2, 3 - и, 4 - 1,4. 2, , 4 11, 5-7, элемента ИЛИ Ы,элемента ИЛИ-НЕ 9, элемент 1 1.1 Е 1 О,шины 11 установки, шины 12 л 1 аг;е -ния, входной шины 13,Ко ьцевой счетчик с дополнительнымразрядом (фиг. 2), дополните;и но сопер740 4Р-триггер 1-1, на выходах появится исходная комбинация 100, посл. этого процесс прямого счета повторяется. Г 1 ри обратном счете на шину 12 подается "1", открывающая элементы И 4."1, 4 - .24-й, 7, соединенные с Э -входами 1) -триггеров предьщущих разрядов 1 - 1,1=-21= О. После установки на прямомвыходе Э -триггера 1=1 будет "1,на выходах будет комбинация 100.Первым тактовым импульсом во все)- триггеры будут записаны "0", и "1" сзадержкой на время перехода из 0" в"1" последовательной цепочки элементовИ 2=2, 2=32 П, 2=1 появитсяна и+1-м выходе кольцевого счетчика ичерез элемент И 7 на О -входе Э -триггера 1 т П, на выходах будет. комбинация001. Вторым тактовым импульсом "1запишется в О -триггер 1- П и появится на выходах элементов И 3=. П, 4"Пи О -входе 1) -триггера 1:- Ь, на выходах кольцевого счетчика будет комбинация 0010. Третьим тактовым импульсом "1" запишется вЦ -триггер1=0-1 и появится на выходах элементовИ 3= й - 1, 4=-П -1 и Э -входе О -триггера 1 П -2, на выходах будет комбинация 00100. 1 с выхода элемен."та И 3 - П -1 установит 0 -триггер 1 - Ов 1" и запретит его переключение в"0" на время своего действия. Четвертымтактовым импульсом 1 запишется и0-триггер 1=11-2 и появится на выходах элементов И 313 -2, 4 - П -2 и0 -входе О триггера 1 -. 13 - 3, на выходдах кольцевого счетчика будет комбинация 001000. "1" с выхода элементаИ 3 = П -2 установит Э -триггер 1 =-,13 - 1в "1" и запретит его переключение в "0на время своего действкя, О -триггер1 - П тоже будет в 1", так как во время действия тактового импульса на еговходе установки в 1 была "1, поэтому тактовый и входной сигналы немогли изменить его состояние. Пятымтактовым импульсом 1" запишется в Р-триггер 1 .И -3 и появится на выходах элементов И 333-3, 4 Д-Э кО-входе Э-триггера 1 М -4, на выходдах будет комбинация 0010000. "1"с выхода элемента И 3, 13-3 установит .0-триггер 1 Ф,Пв ф 1" к запретитего переключение в 0" на время своегодействия, О -триггер 1 ф Птоке будет в 1", так как на его входе установки в "1 во время действия тактового импульса была "1" и т.д., тактовымиимпульсами "1" будет последовательно 5 953жит 0 -триггеры 1=1, 1 - 2 1-,О,1= П н, элементы И 2 -1, 2 2,2= П нф 3=-1, 3-2,, 3 - П, 4=.3.;4=2 4- П, 5-7, элемент ИЛИ 8,элемент ИЛИ-НЕ 9, элемент НЕ 10, Зшину 11 установки, шину 12 управления, входную шину 13, элементы ИЛИ14 и 15, элвмент НЕ 16.Кольцевой счетчик работает следующим. образом.фоУстановка исходного состояния осуществляется путем подачи "1" на шину11 установки. Сигнал установки черезэлемент ИЛИ-НЕ Э закрывает элементИ 5, запрещая прохождение "1" с выхода элемента И 2-2 на вход установкив "О" О -триггера, и устанавливает 3 триггер 1 - 1 в "1", Выходами кольцевого счетчика являются прямой выход0-триггера 1=1 и выходы элементов 20И 3=2, 3 - 3, , 3 - П, 2 - 1, т.е.коэффициент пересчета П + 1. Послеустановки на выходах будет комбинация3.0.0,При прямом счете на.шину 12 управления подается "О".Если кольцевой счетчик установлен,то "1" с прямого выхода О -триггера1-. 1 через элемент И 3=1 установит0 -триггер 1 =2 в "1" и запретит его 30переключение в "0" на время своегодействия. Первым тактовым импульсомв О -триггер 1" 1 запишется "0", а в0 триггере 1-2 останется "1", так какЪво время действия тактового импульсана его входе установки в "1" была 1(принудительная установка), поэтомутактовый и входной сигналы не могли изменить состояние О -триггера 1=2. Навыходах появится комбинация 010О."1" с выхода элемента И 3"2 установит 2 -триггер 1-3 в 1" и запретитего переключение в "0" на время своегодействия. После второго тактового импульса в О -триггер 1 - 2 запишется 0", 4а в О -триггере 1 ф 3 останется "1, навыходах появится комбинация 00100."1" с выхода элемента И 3="3 установитО-триггер 1-.4 в "1" и запретит егбпереключение в 0" на время своегодействия и т.д., тактовыми импульсами"1" будет последовательно продвигаться к появится на выходах элементов И3 = 4, 3 ф 5, , 3 . .П и после И -го тактового импульса появится на выходахэлементов И 2 й, 2=1, 6 и через элв 6мент ИЛИ 8 на 1) -входеЯ триггера 1- 1появится комбинация 00.03 Следующимтактовым импульсом "1 запишется в7. 95374продвигаться и пояВится на Выходах Злементов И 3."4-4, З.,П - 5, ",3-3 ипосле О-го тактового импульса появитсяна выходах элементов И 3-2, 4 2 ичерез элемент ИЛИ 8 на 0-входе -О 5триггера 1-1, на выходах будет комбинация 0100. Следующим тактовым импульсом "1 запишется в Д -триггер1-1, на выходах появится исходная комбинация 100, после этого процесс обратного счета повторяется. При прямоми обратном счете на входах установкив "0" Д -триггеров всех предыдущих,кроме следующего, разрядов, от разрядас выходной "1" будут "1", запрещающие 15их ложное переключение в "1", на входеустановки в 0" 0 -триггера предыдущего следующего разряда будет "0",разрешающий при обратном счете запись1 в предыдущий разряд. Элемент И О3 - 1 разрешает установку в "1" 13 -триггера 1 - -2 и запрещает его переключение в "0 на время своего действиятолько при прямом счете.На выходах элементов И 2=2, 2=3, 5,2 =- П получены сигналы совпаденияединиц с инверсных выходов 1 Э -триггеровпредыдущих и своего разрядов. "1" свыходов элементов И 2=2, 2=32 = П, 6 запрещают ложный переход из"О в "1 О -триггеров предьщущихразрядов. На выходах элементов И 32,3=33.= И получены сигналы совпадения "1" с инверсных выходов 2 -триггеров предыдущих с прямым выходом35Э -триггера своего разряда. Элемент И2 - 1 устраняет задержку перехода из"1" в "0" последовательной цепочкиэлементов И 2=2, 2=-32.= П, т.е.устраняет задержку переключения в "0"40П + 1-го выхода кольцевого счетчикапри прямом счете и повторную запись1" в О -триггер 1 - 1, что повышаетбыстродействие, по сравнению с известным устройством, которое цри прямом45счете определяется быстродействием Отриггеров,При обратном счете существует задержка перехода от комбинации 100к комбинации 0,.01, на время переходаиз "0" в "1 последовательной цепочкиэлементов И 2=2, 2=32 - 6,21она устраняется с помощью дополнительного 3 -триггера 1 . П + 1 ( фиг. 2),Здесь ( П + 1)-е состояние кольцевогосчетчика при обратном счете фиксируется 13 -триггером 1- 0+1, (П+1)-м выходом кольцевого счетчика служит выходэлемент ИЛИ 14 соединенного с прямым 0 8выходом Э -триггера 1-й+1 и выходом элемента И 2-1, Элемент И 2=п+1 осуществляет управляемую обратную связь с инверсного выхода на вход установки в "0" П -триггера 1- и+1, запрещая его ложное переключение в "1". Перед началом счета 0 -триггер 1= П + 1 через элемент ИЛИ 15 устанавливается в "0",Таким образом, в кольцевом реверСИвном счетчике невозможно исчезновение "1" или появление на выходах более одной "1.Перенос,в результате сбоя, этой одной и только одной 1" во все предыдущие, кроме следующего, разряды запрещен, так как входы установки в "0" 17 -триггеров предыдущих, кроме следующего, разрядов соединены с выходами элементов И, соединенных своими входами с инверсными выходами Б -триггеров предыдущих, своего и последующего разрядов, запрещающими их ложное переключение в "1", Ложная установка в "1" ) -триггера предыдущего разряда, приводит к переносу "1" в предыдущий разряд. Ложный сброс в "0" Д -триггера с информационной "1 , приводит к переносу "1 в следующий разряд, так как выходы кольцевого счетчика соединены с входами установки в "1" Ц -триггеров следующих разрядов, "1" с выхода кольцевого счетчика устанавливает 13 -триггер следующего разряда в "1", запрещает его ложное переключение в "0" на время своего действия, и, в случае ее сброса, "1 " автоматически переходит на выход следующего разряда. При комбинации 0010 ложный сброс в "0" ив триггера 1 П, тоже означает перенос "1" в следующий разряд, т.е. переход к комбинации 001, При комбинации 001 при прямом счете возможна преждевременная, ложная установка в "1" только О -триггера 1 - . 1, а при обратном счете только О -триггера 1- И, но это тоже означает перенос "1" в следующие разряды, т,е. переход к комбинациям 100 и 0010. Прй комбинации 100 обратного счета сброс ложный в "0 2 -триггера 1 в1 тоже автоматически приводит к следующей комбинации 001, Ложная установка в "1" 0 триггеров последующих разрядов не влияет на состояние кольцевого счетчика, так как на выходы кольцевого счетчика проходит только первая "1 ", т.е. предлагаемое устройство обладает более высокой надежностью, чем изл .тнск., так как в известном сброс 0 -триггера( 95374 любого разряда, формируюцего информа 1 ционную 1" в О", приводит к переносу "1 в первый разряд, а в предлагаемом устройстве запрещен случайный вследстФ вие сбоя перенос "1" во все разряды, кроме следующего и предыдущего, без пропуска разрядов, что дает минимальную погрешность + 1 тактовый импульс, функциональные возможности расширены, получен обратный счет, повышено быстро ц действие при прямом и обратном счете. формула изобретения 1, Кольцевой счетчик, содержащий входную шину, шину установки, разряды на О -триггерах, первый и второй элементы И во всех разрядах, первый элемент НЕ, первый дополнительный эле- у мент И, выход которого соединен с входом установки в "О" О триггера первого разряда, первые входы первого и второго элементов И каждого разряда соединены соответственно с инверсным и пря мым выходами В -триггера своего разряда, вторые входы первого и второго элементов И с третьего по последний разрядов соединены с выходами первых элементов И предьшущих разрядов, входная шина соединена с тактовыми входами 33 -триг-геров всех разрядов, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения надежности и расширения функционвльных возможностей, введены первый элемент ИЛИ,35 элемент ИЛИ-НЕ, третьи элементы И каждого разряда, второй и третий дополнительные элементы И, шина управления, первые входы третьих элементов И всех разрядов и третьего дополнительного элемента И соединены с шиной управления, вторые входы третьих элементов И первого и дополнительного соединены соответственно с прямым выходом 0 -триггера и выходом первого элемента И перво 15 го разряда, вторые входы третьих элементов И остальных разрядов соединены с выходами вторых элементов И, второй вход первого элемента И первого разряда соединен с выходом первого элемента И последнего разряда, вторые входы первого и вто- й рого элементов И второго разряда соединены с инверсным выходом,О -триггера перво.г го разряда, 13 -вход которого через первый элемент ИЛИ соединен с выходами третьО 10его элемента И второго разряда и второго дополнительного элемента И, первыйвход второго дополнительного элементаИ соединен с выходом первого элементаИ первого. разряда, второй через первыйэлемент НЕ соединен с шиной управленияи вторым входом второго элемента И первого разряда, первый вход первого дополнительного элемента И соединен с выходом первого элемента И второго разряда,второй через элемент ИЛИ-НЕ соединенс шиной установки, второй вход элементаИЛИ-НЕ соединен с выходом второго дополнительного. элемента И; входы установ-,ки в "1 " О -триггеров первого и последующих разоядов соединены соответственнос шиной установки и выходами вторыхэлементов И предыдущих разрядов, входыустановки в "0" и 0 -входы 0 -триггеровсоответственно с второго по предпоследний. и последнего разрядов соединены свыходами первых и третьих элементов Ипоследующих разрядов и второго и треть;его элементов И дополнительного разряда.2, Счетчик по п. 1, о т л и ч а юш и й с я тем, что, с целью увеличениябыстродействия при обратном счете, введены 13 -триггер и первый элемент И дополнительного разряда, второй и третийэлементы ИЛИ, второй элемент НЕ, тактовый вход О триггера дополнительногоразряда соединен с входной шиной, входустановки в "0" через второй элементИЛИ соединен с шиной установки второйвход второго элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента И дополнительногоразряда, первый вход которого соединен синверсным выходом 2 -триггера своегоразряда, второй через второй элемент НЕс Р -входом.О -триггера дополнительногоразряда и выходом третьего элемента Ипервого разряда, прямой выход С) -триггера дополнительного разряда и выходпервого элемента И первого разрядасоединены через третий элемент ИЛИ свторыми входами второго и третьего элементов И дополнительного разряда.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Гутников В. С. Интегральная электроника в измерительньк приборах. Л.,Энергия", 1974, с, 61, рис. 29.,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке % 2831413/18-21,писно лиял ППП "Патент, г. Ужгоро 1 ИИПИ Заказ 6309 95 З 740 г раж 9 тная, 4