Счетчик импульсов на потенциальных элементах

Счетчик импульсов на потенциальных элементах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ НА ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ, содержащий входную шину, два элемейта НЕ иП разрядов, каждый из которых содержит основной и вспомогательный триггеры и четыре элемента И, выходы которых соединены соответственно с входами установки в единицу, в ноль основного и с входами установки в еди- . ницу и в ноль вспомогательного триггеров , входная шина соединена с первыми входами первых и вторых элемен-тов И разрядов и соединена с входом первого элемента НЕ, выход которого соединён с первыми входами третьих и четвертых элементов И разрядов и с входом второго элемента НЕ, выход, которого соединен с вторыми входами первых и вторых элементов И paapst-дов , в каждом разряде третьи входы первого и второго элементов И со&- динены соответственно с инверсным Япрямым выходами вспомогательного триггера, вторые входы третьего и : четвертого элементов И соединены соответственно с прямым и инверсйым выходами основного триггера, в каж дом младшем разряде казвдый допопнвтэпьный вход первого элемента И соединен с соответствующим дополнительным входом второго элемента И и с прямым выходом вспомогательного триг гера соответствующего предыдущего разряда, в каждом старшем разряде каждый дополнительный вход первого элемента И соединен с соответствующим ( дополнительным входом второго элемента И и с прямым выходом вспомогательного триггера соответствующего младшего из первой части младших разрядов, отличающий-, с я тем, что, с целью увеличения разрядности при сохранении быстродействия счетчика, в каждый разряд введень две группы элементов И, выхо$ дь1 первой группы элементов И соедина-, ны с дополнительными входами устан новки в единицу основного тргагтера, дополнительные входь установки в ноль которого соединены с выходами элементов И второй группы, входная шина соединена с первыми входами элементов И первой и второй групп, вторые входы элементов И которых соединены с выходом второго элемента НЕ, третьи входы элементов И первой и второй групп соединены соответственно с инверсным и прямым выходами вспомогательного триггера, каждый дополнительный вход каждого элемента И первой группы соединены с допопитгельным входом соответствующетю элемента -И второй группы и с выходом вспомогательного триггера соответствующего младшего puapsma из второй части младших разрядов. 2. Счетчик до п. 1, отличающ и и с я тем, НТО в каждом старшем разряде основной трштер пер

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(5I) Н 03 К 23/02 -Ъ:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :.; ... ., 31

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3428644/18-21 (22) 20. 04. 82 (46) 07.09.83. Бюл. № 33 (72) Э. О. Вольфовский, И. И. Трофимов и В. Ф. Малеев (53) 621.374. 32 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 824441, кл. Н 03 К 23/ОО, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

К373885 кл. Н 03 К 23/02, 1971 (прототип). (54)(57) 1. СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ -:

НА ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ, содержащий входную шину, два элемента НЕ ип разрядов, каждый из которых. содержит основной и вспомогательный ::. триггеры и четыре элемента И., выходы которых соединены, соответственно с входами установки в единицу, в ноль, основного и с входами установки в еди-. . ницу и и ноль вспомогательного триг- . геров, .входная шина соединена с первы- ми входами первых и вторых элемен-. тов И разрядов и соединена с входом-: первого элемента НЕ, .выход которого соединен с первыми входами третьих и четвертых элементов И разрядов и. с входом второго элемента НЕ, выход,.- которого соединен с вторыми входами ! ; первых и вторых элементов И разря-" : дов, в каждом разряде третьи входы первого и второго элементов И сое динены соответственно с инверсным и прямым выходами вспомогательногб - ° триггера, вторые входы третьего и ° четвертого элементов И соединен и соответственно с прямым и инверсныМ. выходами основного триггера, в каж-,- дом младшем разряде каждый дополни трльный вход первого элемента И сое, динен с соответствующим дополнительным входом второго элемента И и с прямым выходом вспомогательного триг гера соответствующего предыдущего разряда, в каждом старшем разряде каждый дополнительный вход первого элемента И соединен с соответствующим дополнительным входом второго эле мента И и с прямым выходом вспомогательн го триггера соответствующего младшего разряда из первой части младших разрядов, О т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения разрядности при сохранении быстродейсч» вия счетчика, в каждый старший разряд введены две группы элементов И, выхо- ст ды первой группы элементов И соединеЗ ны с дополнительными входами установки в единицу основного триггера, дополнительные входы установки в ноль . которого соединены с выходами элементов И второй группы, входная шина сое- Е динена с первыми входами элементов И первой и второй групп, вторые входы элементов И которых соединены с вы-. ходом второго элемента НЕ, третьи входы элементов И первой и второй групп соединены соответственно с ин% версным и прямым выходами.вспомогательного триггера, каждый дополнитель ный вход каждого элемента И первой группы соединены с дополнительным входом соответствующего элемента .И второй группы и с прелым выходом вспомогательного триггера соответствующего младшего разряда из второй части младших разрядов.

2. Счетчик по п. 1, о т л и ч а юU(и и с я тему что в каждом старшем разряде основной триггер содержит пер1040609 вую группу элементов переключения по группы соединен с соответствующими количеству входов установки в единицу дополнительными входами элементов основного триггера и вторую группу переключения второй группы, выход элементов переключения по количеству каждого элемента переключения которой входов установки в ноль основного трит» соединен с соответствующими дополнитель гера, входы установки в единицу н в ными входами элементов переключения ноль которого соединены с первыми первой группы, прямой и инверсный вы« входами элементов переключения соответ- ходы основного триггера соединены со ственно первой и второй гр;лп, выход ответственно с выходом одного иэ элемен« oro элемента переключения первой тов переключения первой и второй групп.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых устройствах различного назначения.

Известен счетчик на потенциальных элементах, содержащий задающий регистр, входную шину, два элемента HE и и разрядов, каждый из которых содержит основной, вспомогательный триггеры и четыре элемента И (1)

Недостатком известного устройства являются его ограниченные возможности при увеличении числа разрядов, поскольку при этом увеличиваются количества входов элементов И, что привс дит к усложнению элементов И и к уменьшению быстродействия устройства.1

Наиболее близким техническим реше- нием является счетчик импульсов на потенциальных элементах, содержащий входную шину, два элемента HE u N разрядов, каждый из которых содержит основной и вспомогательный триггеры и четыре элемента И, выходы которых соединены соответственно с входами ус-. тановки в единицу, в ноль основного и с входами установки в единицу и в ноль вспомогательного триггеров, входная шина соединена с первыми входами первых и вторых элементов И разрядов и соединена с входом nepaoro элемента НЕ, выход которого соединен с первыми входами третьих и четвертых элементсв И разрядов и с входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с вторыми входами первых и вторых элементов И разрядов, в каждом разряде третьи входы первого и второго элемемтов И соединены соответственно с инверсным и прямым выходами вспомогательного триггера, вторые входы третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с прямым и инверсным выходами основного триггера, 5 -в каждом paapsge каждый дополнительный вход первого элемента И соединен с соответствуюшим дополнительным входом второго элемента И и с прямым выходом вспомогательного триггера со- . ответствующего предыдущего разряда .(2) .

Недостатком известного счетчика импульсов на потенциальных элементах являются его ограниченные возможности при увеличении числа разрядов, посколь ку с увеличением разрядности счетчика увеличивается s свою очередь количество входов s элементах И, установленных на входах установки в ноль и в единицу основных триггеров в старших разрядах

20 счетчика. В связи с этим количество разрядов в счетчике не превышаетй -2, где Й -число входов в элементах И, используемых в счетчике. Увеличение же количества входоэ в элементах И существенно усложняет эти элементы, что приводит к ограничению быстродействия счетчика.

Цель изобретения - увеличение разрядности при сохранении. быстродейсс

30 вия счетчика, Поставленная цель достигается тем, что в счетчике импульсов на потенциальных элементах, содержащем входную . шину, два элемента HE и и разряцов, каждый из которых содержит основной и вспомогательный триггеры и четыре элемента И, выходы которых срединены соответственно с входами установки в единицу, в ноль основного и с входаМи

40 установки в единицу и в ноль вспомо1040609 гательного триггеров, входная шина соединена.c первыми входами первых и вторых элементов И разрядов и соединена с входом первого элемента НЕ, выход которого соединен с первыми входами третьих и четвертых элементов И разрядов и с входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с вторыми .входами первых и вторых элементов И разрядов, в каждом разряде третьи, 10 входы первого и второго элементов И соединены соответственно с инверсным . и прямым выходами вспомогательного трщтера, вторые входы третьего и четвертого элементов И соединены со- 15 ответственно с прямым и инверсным выходами основного триггера, в каждом младшем разряде каждый дополнительный вход первого элемента И соединен с соответствующим дополнительным входом 20 второго элемента И и с.прямым выходом вспомогательного триггера сооТ ветствуюшего предыдушего разряда, в каждом старшем разряде каждый до- . полнительный вход первого элемента И 25 соединен с соответствующим дополнительным входом второго элемента И и с прямым выходом вспомогательного триггера соответствующего младшего разряда из первой части младших разрядов, в каждый старший разряд введены две группы элементов И, выходы первой группы элементов И соединены с дополнительными входами установки вединицу основного триггера, дополнительные входы установки в ноль которого соединены с выходами элементов И второй группы, входная шина соединена с перйыми входами элементов И первой и второй

rpyrm, куторь:е входы элементов И кото- 40 рых соединены с выходами второго элемента НЕ, третьи входы элементов И первой и второй групп соединены соот- ветственно с инверсным и прямым выходами вспомогательного триггера, каждый дополнительный вход каждого элемента И первой группы соединен с дополнительным входом соответствующего элемента И второй группы и с прямым выходом Вспомогательного триггера 0 соответствующего младшего разряда . из второй части младших Разрядов, Ф

Кроме того, счетчик импульсов на потенциальных элементах в каждом старшем разряде основной триггер содер- 55 жит первую группу элементов переклю.. чения по количеству входов установки в единицу основного триггера и втоРую группу элементов переключения по количеству входов установки в ноль основного триггера, входы установки в единицу и в ноль которого соединены с первыми входами элементов переключения соответственно первой и второй групп, выход каждого элемента переключения первой группы. соединен с соответствующими дополнительными вхо дами элементов переключения второй группы, выход каждого элемента переключения которой соединен с соответствующими дополнительными вхо-дами элементов переключения первой группы, прямой и инверсный выходы основного триггера соединены соответст венно с выходом одного из элементов переключения первой и второй групп, На чертеже приведен трехразрядный счетчик импульсов на потенциальныхэлементах.

Счетчик содержит основные триггеры 1, 2, 3 соответственно первого, второго и третьего разрядов, вспомогательные триггеры 4,5 и 6 соответственно первого 7., второго 8 и третьего 9 разрядов, элементы И 10—

19, элементы И 20 - 23, элементы 24 - 28 переключения, входную шину 28, элементы HE 30 и 31.

На чертеже входная шина 29 соединена с первыми входами элементов И 10 — 13 и 20 - 23 и с входом эле,:ента НЕ 30, выход которого соединен с первыми входами элементов И 14 -. 19 и с входом элемента HE 31, вход которого соединен с вторыми входами элементов И 10 - 13 и 20 — 23. Триггеры 1,2, 4, 5 и 6 содержат два элемента 24 переключения, в каждом из этих триггеров первые входы первого и второго элементов 24=1 и 24=2 переключения являются соответственно входами установки в единицу и в ноль триггера, выходы первого и второго элементов 24=1 и 24=2 переключения соединены соответственно с вторыми входами второго и первого элементов 24=1 переключения и являются соответственно прямым и инверсным выходами триггера. Выходы элементов И 10, 12, 14, 16 и 18 соединены соответственно с входами установки

s единицу триггеров 1, 2, 4, 5 и 6, выходы элементов И 11> 13, 15, 17 и 19 соединены соответственно с входами установки в ноль триггеров 1, 2, 4, 5 и 6, третьи входы элементов 10, 1

l2, 20 и 22 соединены соответственнс

1040609

6 с инверсными выходами триггеров 4, 5, 6 и 6, пряьыб выходы которых соединены соответственно с третьими входами элементов И 11, 13, 21 и-23, четвертые вхсяы элементов И 20 и 21 и элемент- 5 тов И 22 и 23 соединены соответственно с прямыми выходами триггеров 4 и 5, входы установки в единицу которых соединены с выходами элементов И 14„

16, вторыв входы которых соединены 10 соответственно с прямыми выходами триг гвров 1 и 2, инверсные выходы которых совдинвны соответственно с вторыми входами элементов И 15 и 17, выходы которых соединены соответственно с 15 входами установки в ноль триггеров 4 и 5, выходы элементов И 20 и 21 соьдинены соответственно первыми входами элементов 25 и 27 переключения, которые являются входами установки в едини- 20 цу тржтвра 3, входы установки в ноль которого соединены с первыми входами элементов 26 и 28 переключения и соединены соответственно с выходами элементов И 21 и 23, выходы элемен 25 тов 25 и 26 переключения являются соответственно прямым и инверсным выходами триггера 3 и соединены соответственно с вторыми входами элементов И 18 и 19, выход элемента 25 зо переключения соединен с вторыми входами элементов 26 и 28 переключения, выход первого из которых соединен с вторыми входами элементов 25 и 27 переключения, выход последнего с трет 35 ими входами элементов 26 и 28 перек тиочвния, выход последнего из которых соединен с третьими входами элемен-. тов 25 и 27 переключения.

Счетчик работает следующим образом.

При поступлении, разрешающего сит нала на шину 29 основной триггер 1 переключается в состояние, противоположное состоянию вспомогательного триггера 4. Число в основных триггерах, 45 таким образом, увеличивается на единицу, Состояние вспомогательных триггеров при этом не изменится, так как на элементы И 14 - 19 подается запрещаю-. щий сигнал с выхода элемента НЕ 30. 50

Остальные основные триггеры 2 и 3 переключаются в состояния, противоположные соответственно состояниям вспомогательных триггеров 5 и 6 в том случае, если все вспомогательные триггеры 55 в младших разрядах находятся в состоянии «1". По окончании разрешающего игнала, поступающего с шины 29 счетчика, сигнал на выходе элемента HE 30 становится разрешающим.

Под действием этого сигнала вспомогательные триггеры устанавливаются в состояние, совпадающее с состояниями основных триггеров. Состояние основных триггеров при этом не изменяется, так как на элементы И 10-13 и 20-23 подается запрещающий сигнал с шины 29 счетчика и с выхода элемента HE 31.

При поступлении очередного разрешающего сигнала на шину 2.9 счетчика воз можна ситуация, при которой вследствие задержки в элементе НЕ 30 сигнал на выходе этого элемента остается разрешающим в течение некоторого интервала времени ь1, когда на шину 29 счетчика уже поступил очередной раз» решающий сигнал, Так как, кроме сигнала, поступающего с шины 29 счетчика, на соответс вуюшие входы элементов И 10-13 и 20-23 поступает и сигнал после двойной инверсии элементов НЕ 30 и 31, то результирующий разрешающий сигнал действующий на входах элементов И 10 13 и 20- 23, не перекрывается во времени с разрешающим сигналом, сформированным элементом HE 30 и действующим на входах элементов И 1419..

При поступлении второго сигнала на шину 29 счетчика будет установлен в состояние "1" триггер 2, при этом триггер 3 в старшем разряде 9 в состояние 2.«не будет установлен, поскольку элемент И 22 закрыт сигналом из второго разряда 8 с единичного выхода вспомогательного триггера 5, В момент паузы между управляющими сигналами, поступающими на шину 29 счетчика, триггер 5 будет установлен в состояние "1", а триггер 4 в первом разряде 7 - в состояние "0".

При поступлении третьего сигнала на шину 29 счетчика в состояние «1« будет установлен триггер 1, а триг гер 3 s состояние "I" не будет установлен, поскольку элемент И 20 закрыт запрещающим сигналом из первого разряда 7 с единичного выхода вспомогательного триггера 4.

При поступлении четвертого сигнала на шину 29 счетчика будут одновременно сформированы сигналы на выходах элементов И 20 и 22. Указанные сигналы приведут к появлению разрешающего сигнала положительного уровня на вы«

0609

7 . 104 ходах элементов 25 и 27 переключения.

Так как на выходах элементов И 21-23 присутствуют нулевые сигналы, посколь ку эти элементы закрыты запрещаюшим сигналом с единичного выхода триггера 6 то на входах элементов 26 и 28 переключения все сигналы будут разрешающими. При этом триггер 3 переключается в состояние "1"и сигналом с его. единичного выхода подготавливается элемент И 18, а элемент И 19 закрывается. В паузе между сигналами, пос-тупаюшими на шину 29 счетчика, триггер 6 переходит в состояние "1", как было рассмотрено выше для триггеров 4 и 5 в младших разрядах 7 и 8 .

Далее, при поступлении очередного сиг» нала на шину 29 счетчика триггер 3 в старшем разряде 9 переходит в состояние "0", так как оба сигнала на . выходах элементов И 21 и 23 будут единичными.

Время появления сигналов на выходах элементов 25-28 переключения в триггере 3 от момента поступления управляюшего сигнала на входы элемен . тов И 20-23 не превышает времени появления сигналов на выходах элемен.тов 24=1 и 24=2 в триггерах 1 и 2 первых двух разрядов 7 и 8 от момейта поступления сигнала на входы эле-. ментов, И 10-13 с входа 29 счетчика и с выхода элемента НЕ 31. Тем. самым при увеличении числа разрядов бысч

5 родействие счетчика сохраняется неизменным.

Таким образом, введение в описанный счетчик элемента И,22 на единичном входе и элемента И 23 на нулевом входе и дополнительных элементов 27 и 28 переключения в триггере 3 позволяет выполнить. элементы И 20 23 на.входе триггера 3 в старшем разряде 9 основного регистра с числом входов, не пре15 вышающим числа входов в элементах И 12 . и 13 на входах триггера 2 во втором разряде 8. Это позволяет более чем вдвое увеличить разрядность счетчика при заданном числе входов ll в элемен»

20 тах И, установленных на установочных входах основных триггеров, а также в элементах 24-28 переключения, используемых в триггерах основного регистра.

Технико-экономический эффект предлагаемого устройства по сравнению с известным заключается в увеличении более чем вдвое числа разрядов счетчика

Зо при сохранении его быстродействия.

L040609

ВНИИПИ Заказ 6947/58 Тираж 936 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4