Двоично-десятичный счетчик

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (И 11 4 Н 03 К 23/72 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ СВ ЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) Матвеев В.В. и др. Приборы для измерения ионизирующих излучений. М,: Атомиздат, 1972, с. 546,рис. 229 (В).Интегральные микросхемы (справочник). Под ред, Б.В,Тарабрина. М.: Радио и связь, 1983, с, 239.(54) ДВОИЧНО-ДЕСЯТИЧНЫЙ СЧЕТЧИК (57) Изобретение относится к импульс ной и вычислительной технике, в част ности к импульсным счетчикам с фазоимпульсным представлением информации и может быть использовано в устройствах промьппленной автоматики и вычислительной техники. Целью изобретения является повышение ремонтопригодности устройства. Счетчик выполненна триггерах и логических элементахи собран по многоразрядной схеме. Работа его поясняется таблицами, приведенными в описании изобретения, Вдвоично-десятичном счетчике осуществляется перестройка логической структуры при отказе одного нз разрядов,что создает возможность обеспеченияработоспособности логического устройства автоматики и вычислительной техники без замены данного устройства,что повышает ремонтопригодность двоичного счетчика. 1 ил., 2 табл.Изобретение относится к импульснойи вычислительной технике, в частности к импульсным счетчикам с фаэоимпульсным представлением информации иможет быть применено в устройствахпромышленной автоматики и вычислительной, техники.Целью изобретения является повышение ремонтопригодности. )ОНа чертеже приведена структурнаясхема предлагаемого двоично"десятичного счетчика.Устройство содержит разряды 1-4,триггеры 5.1-5.4 раэрядон, резервный 1;триггер 5.5, входной элемент И 6,элементы НЕ 7.1-7,4, элементы ИЛИ8,1-8.4 разрядон, первые 9.2-9.5 ивторые 10,2-10.5 элементы И разрядов,дополнительный элемент ИЛИ 11, первые элементы 2-2 И-ИЛИ 12.1-124, элементы И/И-НЕ 13.2-13.4 разрядов, вторые 14.1-14,3 и третьи 15.1-153 элементы 2-2 И-ИЛИ разрядов, третий элемент И 16 четвертого разряда, первый17 и второй )8 сннхровходы устройства, вход )9 сброса устройства, входы20.1-20.4 предустанова устройства,информационные выходы 21.1-21.4 устройства. 30Управляющие входы 22.1-22., устройства предназначены для отключенияотказавшего триггера, При работеосновных триггеров 5.1-5.4 на соответствующие управляющие входы пода- Зьется сигнал логической единицы. Приотказе какого-либо триггера на соответствующий вход подается сигнал логического нуля, Элементы 7.1-7,4 НЕиннертируют соответствующие управляющие сигналы,Элементы ИЛИ 8,1-8.4 предназначены для блокировки значения логического уровня на прямом выходе отказавшего триггера на логику работы 45исправных элементов устройства.Первые 9.2-9.5 и вторые 10.2-105элементы И являются входной логикой1- и К-входов триггеров разрядовдвоично-десятичного счетчика. 50Первые элементы 2-2 И-ИЛИ 12,1-12,4.предназначены для коммутации на соответствующие информационные выходыустройства значений сигналов с прямых выходов триггеров данного или последующего разрядов.Элементы И/И-НЕ 132-13.4 используются для формирования функций учета исправного (неисправного) состояния триггеров одноименного и всех предыдущих разрядов. На прямом и инверсном ныходах элемента И/И"НЕ 13.2 формируются соответственно функции г.)Лг.2 и г. Ч г.2 (где г, имея значение логической единицы, означает исправность соответствующего триггера, а г., имея значение логического нуля, означает неисправность соответствующего триггера . Соотнетственно на выходах элемента И/И-НЕ 13.3формируются функции г. А г2 Л г.З и г.1 ч г.2 ч г,3, а на выходах элемен.а И/И-НЕ 13.4 формируются - г.1 Л г,2 Л Лг.З Л г.4 и г.1 Ч гУ ч г.З Ч г,4Вторые элементы 2-2 И-ИЛИ 4.1- 14,3 разрядов осуществляют коммутацию входа предустанова устройства на инверсный Б-вход триггера данного или последующего разряда в зависимости от его исправного (или неисправного) состояния. Третьи элементы 2-2 И-ИЛИ 15,1-15,3 обеспечивают алгоритм функционирования дноично-десятичного счетчика, учитывая работоспособность соответствующих триггеров разряда. Третий элемент И )6 четвертого разряда предназначен для коммутации четвертого входа предустанова устройства на инверсные Б-входы данного или резервного разрядов.Устройство работает следующим образом.Для установа дяоично-десятичного счетчика и исходное состояние на вход 19 устройства подается нулевой логический сигнал, 1 ри этом все триггеры 5.1-5.5 устанавливаются в нулевое состояние. При исправном состоянии всех основных триггеров 51-55 и полном режиме счета от 0 до 9 на управляющие входы 22.1-22,4 и на входы 20,1-20.4 предустанона подаются сигналы логи" ческой единицы, В этом случае единичным разрешающим сигналами открыты следующие элементы устройства: первые группы входов первых элементов 2-2 И-ИЛИ 12,1-12.4 (разрешена подача на информационные выходы устройства значений логических сигналов с прямых триггеров 5,1-5,4 одноименных разрядов), вторая группа входов вторых элементов 2-2 И-ИЛИ 14.1-14.3 (разрешено прохождение сигналов с входов предустанона на соответствую" щне, одноименные, инверсные Б"входы137073триггеров 5,1-5.4), вторая группавходов третьего элемента 2-2 И-ИЛИпервого разряда в момент счета импульсов от 0 до 8 (разрешен переноссостояния значения сигнала с единичного выхода триггера 5.1 на 1-входытриггера 5.2), первая группа входовтретьего элемента 2-2 И-ИЛИ второгоразряда открыта в течение полного 0цикла счета значением функции г,1 Мг2,первая группа входов третьего элемента 2-2 И-ИЛИ 15,3 третьего разрядаоткрыта также н течение цикла счетазначением функции г.1 Л г.2 Л г,З,Одновременно с этим закрываются следующие элементы устройства: втораягруппа входов первых элементов 2-2 ИИЛИ 12,1-12,4 (запрещена подача наинформационные выходы устройства зна Очений сигналов с прямых выходов триг"герон последующих разрядов), перваягруппа входов элементов 2-2 И-ИЛИ14.:-143 (запрещена подача сигналовс входов предустанова устройства на 25инверсные Б-входы триггеров последующих разрядов), первая группа входовтретьего элемента 2-2 И-ИЛИ 15.1 закрывается нулевым состоянием функцииг.З Ч г 4, вторая группа входов тре" 3 Отьего элемента 2-2 И-ИЛИ 15,2 закрывается нулевым состоянием функцииг, Ч г,2,В табл. приведено состояние входов и выходов35Счет синхроимпульсов, поступающих,при единичном состоянии логическогосигнала на входе 18 с синхровхода 17,производится н полном соответствии ссостоянием табл. 1,В табл,2 приведены значения состоя.ний счетчика при использовании входов предустанова и исправной работеосновных триггеров 5.1-5.4.При неисправном состоянии одного 45из триггеров 5.1-5,4 на соответствующий управляющий вход 22.1-22.4 устройства подается сигнал логическогонуля.Рассмотрим порядок перестройки логической структуры предлагаемогоустройства на примерах, когда произошел отказ триггера 5. или 5.3.При отказе триггера 5,1 на управляющий вход 22.1 подается нулевой потенциал и данный триггер исключаетсяиэ режима функционирования двоичнодесятичного счетчика, Инвертированный элементом НЕ 7.1 нулевой сигнал 84блокирует возможное воздействие значением состояния сигнала с прямого выхода триггера 5.1 на другие элементы устройства путем подачи на второй вход элемента ИЛИ 8.1 единичного сигнала. На выходах элементов И/И-НЕ 13,2-13,4 формируются нулевые сигналы для функций г. Л г,2, г,1 Л г.2Дг3 и г1 Л г.2 Л г3 Л г 4 и единичные сигналы для функций г. ч г.2, г.1 Ч г.2 Ч г.З, Ч г.1 Ч г.2 Ч г.З Ч г,4. В результате этого единичными разрешающими сигналами открыты следующиеэлементы устройстна: вторые группы входов первых элементов 2-2 И-ИЛИ 12.1-12,4 (разрешается передача на информационные выходы 21,1-21.4 устройства значений состояний сигналов с прямых выходов триггеров 5.2-5.5 последующих разрядов), первые группы входов элементов 2-2 И-ИЛИ 14.1-143 и элемент И 16 (разрешается передачасигналов с входов 20.1-20.4 предустанона устройства на инверсные Б-входытриггеров последующих разрядов), вторая группа входов третьего элемента 2-2 И-ИЛИ 15,1, вторая группа нходов третьего элемента 2-2 И-ИЛИ 15.2. Одновременно с этим закрываются; первые группы входов первых элементов2-2 И-ИЛИ 12.1-12.4, вторые группы входов вторых элементов 2-2 И-ИЛИ 14.1-14,3, первая группа входом третьего элемента 2-2 И-ИЛИ 15.1, первая группа входов третьего элемента 2-2 И-ИЛИ 15.2.Подсчет импульсов, поступающих на первый синхровход 17 устройства производится по следующей логической ветви предлагаемого двоично-десятичного счетчика: с первого синхровхода устройства через входной элемент И 6 на счетный вход триггера 52. Так как на его В-, Б-, 1- и К-входах присутствуют единичные сигналы (чертеж), то триггер 5,2 работает в счетном режиме. Далее последующие состояния на прямом выходе триггера 5,2 передаются через элементы ИЛИ 8,2, первый 9,3 и второй 10,3 элементы И на 1- и К-входы триггера 53. Элементы И 9.3 и 10.3 открыты единичными сигналами с выхода элемента ИЛИ 8.1, с выхода элемента 2-2 И-ИЛИ 15.2, так как на входах его второй группы входов присутствуют единичные сигналы с инверсного выхода элемента И/И-НЕ3.2 и с инверсного выхода триггера 5,5. В этом случае при накоплении двоично-десятичным счетчиком девяти импульсов вторая группа входов элес мента 2-2 И-ИЛИ 15,2 закрыта нулевым сигналом с инверсного выхода триггера 5.5 и после состояния устройства, равного 9, он устанавливается в нулевое состояние, так как запрещен 10 перенос единичного состояния с триггера 5.2 в триггер 5.3, При поступлении пятого импульса на вход 17 устройства триггер 5,4 переходит в единичное состояние, так как на его 1- и К-входах присутствует единичный сигнал с выходов первого 9,4 и второго 10.4 элементов И состояния триггеров 5.2 и 5.3 единичные, а на выходе элемента 2-2 И-ИЛИ 15,3 также присутствует единичный сигнал, 1 одобным же образом в единичное состояние при поступлении девятого импульса на входе 17 устройства устанавливается триггер 5,5. 75 При отказе триггера 5,3 на управляющий вход 22,3 подается нулевой сигнал и данный триггер исключается из режима функционирования двоичнодесятичного счетчика. Сигнал, ступая с входа 22.3 через элемент НЕ 7.3 на второй вход элемента ИЛИ 8.3, блокирует единичным сигналом возможное воздействие с выхода отказавшего триггера 5.3 на другие элементы устройства. На выходах элементов И/И-НЕ 13,3-13,4 формируются нулевые сигналы для функций г1 Л гЛ г3 и г1 Л Л г.2 Л г.З Л г.4 и единичные сигналы для функций г. Ч г.2 Ч г.З и г, Ч Ч г.2 Ч г.З Ч г.4, На выходах элемента И/И-НЕ 13,2 функция г.1 Л г,2 имеет единичное значение, а функция г,1 Ч г.2 имеет нулевое значение. В результате, 45 этого единичными разрешающими сигналами открыты следующие элементы устройства: первые группы входов элементов 12,1-12,2 и вторые группы входов элементов 12,3 и 12,4, обеспечивая подачу на информационные следующие выходы устройства: на выход 21,1 подается сигнал с выхода триггера 5,1, на выход 21.2 - с выхода триггера 5,2, на выход 21.3 - с триггера 5.4 и на выход 214 - с триггера 5,5; вторые группы входов элементов 14.1 и 14,2 и первая группа входов элемента 14,3, а также третий элемент И 16, обеспечивая при этом подачусигналов с входов предустанова соответственно на инверсные Б-входы триггеров 51, 5.2, 5.4 и 5.5,Открыты первая группа входов третьего элемента 2-2 И-ИЛИ 15.1 до мо"мента накопления девятого импульса вполном цикле счета, первая группавходов третьего элемента 2-2 И-ИЛИ15.2 в течение всего цикла счета,вторая группа входов третьего элемента 2-2 И-ИЛИ 15.3 в течение всего цикла счета. Одновременно с этим закрываются следующие элементы устройства:вторые группы первых элементов 2-2 ИИЛИ 12,1 н 122, первые группы входов первых элементов 2-2 И-ИЛИ 12.3,Ф12,4, вторые группы входов вторыхэлементов 2-2 И-ИЛИ 14,1 и 14,2 и первая группа второго элемента 2-2 И-ИЛИ14.3, вторая группа входов третьихэлементов 2-2 И-ИЛИ 15.1 и 15.2 и первая группа входов третьего 15.3 элемента 2-2 И-ИЛИ 15.3.Подсчет импульсов, поступающих напервый 17 смнхровход устройства, производится по аналогичным логическимветвям, что и в первом примере, состояние входов и выходов полностьюсоответствует состояниям, приведенным в табл, 1Замена отказавших второго и четвертого триггеров производится аналогично рассмотренным примерам,Таким образом, в предлагаемом двоично-десятичном счетчике осуществляется перестройка логической структуры при отказе одного из разрядов, что создает возможность обеспечения работоспособности логического устройства автоматики или вычислительной техники без замены предлагаемого устройства, и, следовательно, повышается ремонтопригодность двоичного счетчика.ф о р м у л а изобретенияДвоично-десятичный счетчик, содер-. жащий триггеры каждого разряда и входной элемент И, а каждый, кроме первого, разряд содержит два эле" мента И, первый и второй синхровходы устройства подключены соответст" венно к первому и второму входам входного элемента И, выходы которого подключены к счетным входам тригге 1 370784ров каждого разряда, вход установки11 11в 0 устройства подключен к инв е рсным В- входам триггеров каждого разряда, первый вход предустанова подклю 5 чен к инверсному Б-входу триггера первого разряда, выходы первого и второго элементов И каждого, кроме первого, разряда подключены соответственно к Т- и К-входам триггера дан ного разряда, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повьппения ремонтопригодности, в него введены резервный триггер с двумя элементами И и элемент ИЛИ, каждый разряд до полнительно содержит элементы НЕ, до" полнительный элемент ИЛИ и первый элемент 2-2 И-ИЛИ, разряды, кроме четвертого, содержат второй и третий элементы 2-2 И-ИЛИ, а разряды, кроме 20 первого, содержат элемент И/И-НЕ, четвертый разряд дополнительно содержит третий элемент И, вход установки в "0" устройства подключен к инверсному В-входу резервного триггера, 25 счетный вход которого подключен к выходу входного элемента И, а 1- и К-входы - соответственно к выходу первого и второго элементов И резервного разряда, прямой выход триг гера каждого, кроме резервного, разряда подключен к первому входу дополнительного элемента ИЛИ данного разряда, вторые входы которых подключены к выходу элемента НЕ этого разряда, вход элемента НЕ каждого, кроме резервного, разряда подключен к соответствующему управляющему входу устройства, управляющий вход первого разряда подключен к первому 40 входу первой группы входов первого элемента 2-2 И-ИЛИ данного разряда и к первому входу элемента И/И-НЕ второго разряда, второй вход которого подключен к управляющему входу дан ного разряда, вторые и первые вхОды элементов И/И-НЕ третьего и четвертого разрядов подключены соответственно к управляющим входам данных разрядов и прямому выходу элемента И/И-НЕ 50 предыдущего разряда, выход элемента НЕ первого разряда подключен к первому входу второй группы входов первого и к первому входу первой группы входов второго элементов 2-2 И-ИЛИ 55 данного разряда, выходы элементов НЕ третьего и четвертого разрядов подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входупервой группы входов третьего элемента 2-2 И-ИЛИ первого разряда, выход элемента ИЛИ первого разряда подключен к первым входам первого и второго элементов И всех последующих, включая резервный, разрядов и второму входу первой группы входов первого элемента 2-2 И-ИЛИ первого разряда,выход элемента ИЛИ второго разряда подключен к вторым входам первых элементов И всех последующих, включая резервный, разрядов, к второму входу второго элемента И третьегоразряда, к второму входу второй группы входов первого элемента 2-2 И-ИЛИпервого разряда, к второму входу первой группы входов первого элемента2-2 И-ИЛИ второго разряда и второмувходу второй группы входов третьегоэлемента 2-2 И-ИЛИ третьего разряда,выход элемента ИЛИ третьего разрядаподключен к третьим входам первыхэлементов И четвертого и резервногоразрядов, к второму входу второй группы входов первого элемента 2-2 И-ИЛИ второго разряда, к второму входу первой группы входов первого элемента 2-2 И-ИЛИ третьего разряда и первому входу второй группы входов третьего элемента 2-2 И-ИЛИ третьего разряда, выход элемента ИЛИ четвертого разряда подключен к четвертому входу первого элемента И резервного разряда, к второму входу второй группы входов первого элемента 2-2 И-ИЛИ третьего разряда и второму входу первой группы входов первого элемента 2-2 И-ИЛИ четвертого разряда, первый вход предустанова устройства подключен к второму входу первой группы входов второго элемента 2-2 И-ИЛИ первого разряда, второй, третий и четвертый входы лредустанова устройства подключены соответственно к первому входу второй группы входов второго элемента 2-2 И-ИЛИ предыдущего разряда и, кроме четвертогок второму входу первой группы входов второго элемента 2-2 ИИЛИ одноименного разряда, четвертый вход предустанова устройства подключен к первому входу третьего элемента И четвертого разряда, второй вход которого подключен к инверсному выходу элемента И/И-НЕ и первому входу второй группы входов первого элемента 2-2 И-ИЛИ данного разряда, инверс. ный выход элемента И/И-НЕ третьего1370784 Вхо 1 1 разряда подключен соответственно к первым входам второй группы входов первого и первой группы входов второго элементов 2-2 И-ИЛИ данного раз 5 ряда, инверсный выход элемента И/ИНЕ второго разряда подключен соответственно к первым входам второй группы входов первого, первой группы входов второго и второй группы входов третьего элементов 2-2 И"ИЛИ данного разряда, прямой выход элемента И/И-НЕ второго разряда подключен к второму входу второй группы входов второго элемента 2-2 И-ИЛИ первого разряда и первым входам первых групп входов первого и третьего элементов 2-2 И-ИЛИ одноименного разряда, прямой выход элемента И/И-НЕ третьего разряда подключен к второму входу 20 второй группы входов второго элемента 2-2 И-ИЛИ второго разряда и первым входам первых групп входов первого и третьего элементов 2-2 И-ИЛИ одноименного разряда, прямой выход эле мента И/И-НЕ четвертого разряда подключен к первому входу первой группы входов первого элемента 2-2 И-ИЛИ одноименного разряда, к второму входу второй группы входов второго эмен та 2-2 И-ИЛИ третьего разряда и первому входу второй группы входов третьего элемента 2-2 И-ИЛИ первого разряда, прямой выход триггера резервного разряда подключен к второму входу второй группы входов первого элемента 2-2 И-ИЛИ четвертого разряда, второй вход второй группы входов третьего элемента 2-2 И-ИЛИ первого разряда подключен к инверсному выходу триггера четвертого разряда, инверсный выход триггера резервного разряда подключен к вторым входам первой и второй групп входов третьих элементов 2-2 И-ИЛИ соответственно первого и второго разрядов, выходы вторых элементов 2-2 И-ИЛИ каждого, кроме четвертого, разряда подключены к инверсным Б-входам триггеров последующего оазояда. выход тпетьего элемента И четвертого разряда подключен к инверсному Б-входу триггера резервного разряда, выходы третьих элементов 2-2 И-ИЛИ первого и второго разрядов подключены соответственно к второму входу первого элемента И второго разряда и третьему входу первого элемента И третьего разряда, выход третьего элемента 2-2 И-ИЛИ третьего разряда подключен к второму входу второго элемента И четвертого разряда, выходы первых элементов 2-2 И-ИЛИ каждого, кроме резервного, разряда являются соответствующими информационными выходами устройства.Таблица 113 1370784 14 11 родолже ни е табл. 2 Входы Выходы О. П р и м е ч а н и е: Х - лв ст е логического уровня ель О.Скворцов.Дидыч Корректор В.Бутяга Соста Техре тор Т.Парфено т щ щТираж 92 Государственно елам изобретен осква, Ж, Р писно 4/ ушская наб.,ственно-полиграфическое предприятие, гУжгород, ул. Проектная, 4 Пр каз 428/55ВНИИПИпо113035,4 22,1- 211 212 21224 11 О О О По комитета СССРй и открытий