@ -разрядный счетчик в коде грея

@ -разрядный счетчик в коде грея

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

П-РАЗРЯДНЫЙ СЧЕТЧИК В КОДЕ ГРЕЯ, содержащий входную шину, а в каждом разряде D -триггер и элемент И-НЕ, первый вход и выход которого соединен соответственно с входной шиной и с тактовым вхо . дом О-триггера, в каждом разряде, кроме предпоследнего, прямой выход О -триггера соединен с вторым входом элемента И-НЕ последупцего разряда , инверсный выход D -триггера ка хдого I -ого разряда (. 1,2... Г1 -2) соединен с соответствующими .входами алиментов.И-НЕ старших разрядов , начиная с г +2-го, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности функционирования в каждый разряд, креме первого и последнего, введен неравнозначности , первый вход которого соединен с ВЫХОДСЯ1 Ь-триггера, выход элемента неравнозначности каждого разряда соединен с D-входом Ь -триггера и вторым входом элемента неравнозначности предыдущего разряда, второй вход элемента неравнозначности и D-вход § D -триггера предпоследнего разряда соединены с прямым выходом D-тригКО гера последнего разряда, f -вход D -триггера которого соединен с прямым выходом О -триггера предпоследнего разряда. а: со ел

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 1(51) Н 03 К 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3499063/18-21 (22) 04.10.82 (46 ) 30.01.84. Áãçë. )) 4 (72) В.И. Долгов (53) 621.374.32(088.8) (56 ) 1. 11ятлин О.А, и др. Проектирование микроэлектронных цифровых, устройств. М., "Советское радио", 1977, с. 172..

2. Там же, с. 168 (прототип). (54)(57) П -РАЗРЯДНЫЯ СЧЕТЧИК В КОДЕ ГРЕЯ, содержащий входную шину, а в каждом разряде D --триггер и элемент И-НЕ, первый вход и выход которого соединен соответственно с входной шиной и с тактовым вхо.дом Р -триггера, в каждом разряде, кроме предпоследнего, прямой выход

Ь -триггера соединен с вторым входом элемента И-НЕ последу х-(его разряда, инверсный выход Ь -триггера каждого 1 -ого разряда (ъ = 1,2.. °

0 -2 ) соединен с соответствующими .входами элементов И-НЕ старших разрядов, начиная с ъ +2-го, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности функционирования

I в каждый разряд, кроме первого и последнего, введен элемент неравнозначности, первый вход которого. соединен с пряьым выходо Ь -триггера, выход элемента неравнозначности каждого разряда соединен с D-вхо дом Ъ -триггера и вторьм входом элемента неравнозначности предыдущего разряда, второй вход элемента неравноэначности и D -вход

-триггера предпоследнего разряда 9 соединены с пряьым выходом D-триггера последнего разряда, Ь -вход

Ь -триггера которого соединен с прямым выходом Ь -триггера пред последнего разряда.

1070695

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении различных управляющих схем цифровых вычислительных машин и устройств.

Известен П -разрядный счетчик в коде Грея, содержащий П -разрядный двоичный счетчик и (П -1) элемент неравнозначности для преобразования двоичного кода в код Грея, входы каждого элемента неравнозначности 10 соединены с выходами двух соседних разрядов счетчика t13 .

Недостатком данного счетчика является неизбежность появления на его выходах выбросов, связанных с 15 реакцией элементов неравнозначности на изменение сигналов. одновременно на их входах при переключении двух соседних разрядов двоичного счетчика иэ состояния 01 в состоя- . д) ние 10, что не позволяет его использовать для построения управляющих

° схем.

Известен П -разрядный счетчик в коде Грея, содержащий входную шину 75 счетный триггер, а в каждом разряде

-триггер и элемент И-НЕ, первый вход и выход которого соединен со" ответственно с входной шиной и с тактовым входом 3> -триггера, в каждом разряде, кроме гредпоследнего, прямой выход, г -триггера соединен с вторым входом элемента И-НЕ последующего разряда, инверсный вы.ход D -триггера каждого .-го.разряда (i = 1,2,....., П -2 соединен с соответствующими входами элементов И-НЕ старших разрядов, начиная с ъ +2-ro, входная шина соединена с тактовим входом счетного триrrepa, прямой выход которого сое- 40 динен с вторым входом элемента И-НЕ первого разряда, а инверсный выход с дополнительными входами элементов

И-НЕ остальных разрядов, в каждом разряде инверсный выход Э -триггера 45 соединен с O -входом 9 -триггераt.

Известное устройство за счет наличия счетного триггера ббладает избыточными состояниями, а так как состояние каждого триггера является функцией от его состояния в предыдущий момент времени и от состояния всех триггеров младших разрядов, включая дополнительный, и не зави- сит от состояния триггеров старших разрядов, то хотя порядок изменения состояний не зависит от начальных условий, но изменение значения состояний зависит от них и ,не соответствует однозначно чере- 60 дованию чисел в коде Грея. Например, при содержимом 111 трехразрядного счетчика такого тига произошло изменение состояния первого разряда с единицы на ноль. Дальнейшее из- 65 менение состояний в этом случае составляет последовательность

110-1001 01-001-000-010-011

111-1.10 .

Данная последовательность соответствует числам с соседним кодирова нием, однако не соответствует коду

Грея, изменение состояний триггеров в котором составила бы последовательность 110 †1. 101. †100 вЂ

001.011- †1 110.Это обстоятельство вынуждает вводить в схему счетчика цепи установки всех триггеров в исходное состояние и заставляет использовать счетчик в комплексе со схемой контроля, определяющей изменение закона чередования состояний, соответствующих коду Грея, при бросках питания и случайних сбоях и при обнаружении факта такого изменения формирующей сигнал начальной установки. Это является Ю основным недостатком схемы такого типа и снижает надежность ее функционирования.

Цель изобретения — повышение надежности работы счетчика кода

Грея за счет устранения возможности генерации любих других, кроме кодов Грея, последовательностей с соседним кодированием при сбоях.

Поставленная цель достигается тем, что в Л -разрядном счетчике в коде ГГея, содержащем входную шину, а в каждом разряде Ъ -триггер и элемент И-ИЕ, первый вход и выход которого соединен соответственно с входной шиной и с тактовим входом

-триггера, в каждом разряде, кроме предпоследнего, прямой выход

D -триггера соединен с вторим входом элемента И-НЕ последующего разряда, инверсный выход Ъ -триггера каждого 1 -ro разряда ъ = 1,2......, П -2) соединен с соответствующими входами элементов И-НЕ старших разрядов, начиная с i+2-го, в каждый разряд, кроме первого и последнего, введен элемент неравнозначности, первый вход которого соединен с грямым выходом >-триггера выход эле/ мента неравнозначности каждого разряда соединен с Э -входом Ъ -триггера и вторым входом элемента неравнозначности предыдущего разряда, второй вход элемента неравнозначности и З -вход Р -триггера предпоследнего разряда.соединены с инверсным выходом D -триггера последнего разряда, Ъ -вход Ъ -триггера которого соединен с прямнм выходом

В -триггера предпоследнего разряда.

На фиг. 1 приведена схема шестираэрядного счетчика s коде Грея, на фиг. 2 - временные диаграммы.

1070695

На схеме обозначены э -триггеры

1=1-1=6 соответственно первогошестого разрядов, элементы -HE .

2=1:2=6 соответственно первого шесторазрядов, элементы 3=1-3=4 неравнозначности соответственно второго пятого разрядов, входная шина 4 и выходные шины 5=1-5=6 соответственно первого шестого разрядов.

На фиг.1 входная шина 4 соединена с первыми входами элементов И-НЕ

2=1-2=6, выходы которых соединены соответственно с тактовыми входами

D -триггеров 1=1-1=6, вторые входы элементов .И-HE 2=3-2=6 соединены с инверсным выходом Ф -триггера 1=1, третьи входы элементов И-HE 2=4-2=6 соединены с инверсным выходом

-триггера 1=2, четвертые входы элементов И-НЕ 2=5, 2=6 соединены с инверсным выходом б -триггера 1=3, пятый вход элемента И-НГ 2=6 соединен с инверсным выходом -триггера

1=4, цятый вход элемента И-HE 2=5, четвертый вход элемента И-HE 2=4, третий вход элемента 2=3 И-HE и второй вход элемента И-НЕ 2=2 соединены соответственно с прямыми выходами Э -триггеров 1=4, 1=3, 1=2 и

1=1, пряьые выходы и -триггеров

1=5 — 1=2 соединены соответственно с первыми входами элементов 3=4-Зр1 неравнозначности, выходы которых соединены соответственно с Р -входами -триггеров 1=4 1=1, вторые входы элементов 3=1 — 3=4 неравнозначности соединены соответственно с выходами элементов 3=2-3=4 неравнозначности и с инверсным выходом

Р -триггера 1=6, D -входы 3 -триггеров 1=5 и 1=6 соединены соответственно с инверсным выходом -триггера 1=6 и с прямым выходом -триггера 1=5, выходные шины 5=1 — 5=6 соединены соответственно с прямыми выходами Э -триггеров 1=1 — 1=6.

На фиг. 2 обозначены потенциальные диаграммы 6-16 сигналов соответственно на входной шине 4, на выхо-. дах элементов И-НЕ 2=1 - 2=4, на выходах элементов 3=1, 3=2 неравнозначности и на выходных шинах

5=1 — 5=4.

Работу П -разрядного счетчика кода Грея рассмотрим на примере функционирования четырехразрядного счетчика по временной диаграмме, представленной на фиг. 2.

Пусть все триггеры 1=1, 1=2, 1=3, 1=4 находятся в состоянии 0000.

Положительный импульс с шины 4 пос тупает на ace элементы И-HE из которых элементы 2=2, 2-3 закрыты нулевыми сигналами с единичных выходов триггеров 1=1, 1=2, а элемент

2=1, наимеющий управляющих входов, и элемент 2=4, на разрешающие вхо5

t5

65 ды которого подаются единичные сигналы с инверсных выходов триггеров

1=1 и 1=2, открыты. При поступлении положительного импульса на выходах элементог 2=1 и 2=4 появляются инверсные импульсы, поступающие на тактовые входы триггеров 1=1 и 1=4.

Так как на .информационный вход триггера 1=4 поступает нулевой сигнал с прямого выхода триггера 1=3, а на аналогичный вход триггера 1-1 единичный сигнал,(инверсия суммы по модулю два трех нулей равна единице ), то по положительному фронту этих тактовых импульсов (переход с нулевого состояния в единичное) производится подтверждение нулевого состояния триггера 1 4 и установка в единичное состояние триггера 1=1.

Поскольку задержка срабатывания всех остальных элементов больше, чем длительность положительного фронта управлякицих импульсов, то срабатывание всех триггеров после установки достояния счетчика 0001 не производится. После установки этого состояния элемент 2=2 открыт,единичным сигналом с единичного выхода триггера. 1=1, а элементы 2=3 и 2=4 закрыты нулевым сигналом с инверсного выхода триггера 1=1. Следующий импульс инвертируется элементами

2=1 и 2=2 и поступает на тактовые входы триггеров 1=1 и 1=2.

Так как состояние триггеров 1=4, 1=3, 1=2 равно 000 соответственно, то с выхода элементов 3 1 и 3=2 на информационные входы триггеров 1=1 и 1=2 поступают единичные сигналы, которые положительным фронтом тактовых импульсов записываются в эти триггеры. Причем, если триггер 1=2 изменяет свое состояние с нулевого на единичное, то состояние триггера 1=1 подтверждается. После окончания положительного фронта тактового импульса счетчик переходит в состояние 0011. Дальнейшая работа счетчика полностью иллюстрируется приведенной временной диа,граммой.

Первый триггер 1=1 устанавливается парами импульсов, из которых первый производит переключение его из нулевого состояния в единичное при состоянии триггеров 1=4, 1 3, 1=2 000 или 011, или 101, или 110 соответственно, из единичного состояния в нулевое при состояниях

001 или 010, или 100, или 111, а второй подтверждает установленное первым состояние. Второй триггер 1=2 устанавливается парами импульсов, из которых первый производит переключение его иэ нулевого состоя-. ния в единичное при состоянии триггеров 1 4, 1=3 и 1=1 001 или

111 соответственно, из единичного

1070695. при сбое. Пусть после установки состояния 0111 произошло изменение состояния триггера 1=1 на противо1О положное и счетчик перешел в состоя ние 0110. В таком состоянии элемент

2=2 закрыт нулевым сигналом с прямого выхода триггера 1=1, элемент

2=4 - нулевым сигналом с инверс35 ного выхода триггера 1=2, а элемент

2=3 открыт единичными сигналами с инверсного выхода триггера 1=1 и с прямого выхода триггера 1=2. На информационный вход триггера 1=1 по;у ступает единичный сигнал с выхода элемента 3=1, а на аналогичный вход триггера 1=3.- единичный сигнал с

C инверсного выхода триггера 1=4.

При поступлении счетного импульса

25 положительной полярности на тактовые входы триггеров 1=.1 и 1=3 через элементы .2=1 и 2=3 проходят импульсы обратной полярности, по положительному фронту которых .производит- .

° - ся установка триггеров 1=1.и 1=3 в единичное состояние. Таким образом,. счетчик из состояния 0110 переходит в состояние 0111, т. е. в состояние соответствующее че1 ревнованию чисел в коде

Грея.

Использование состояний старших разрядов для управления установкой триггеров младших разрядов отличает

4р предлагаемяй счетчик кода Грея от прототипа, так как отпадает необходимость в делителе счетных импульсов, благодаря чему уменьшается число входов элементов И-НЕ, не суше45 ствует избыточных состояний, генерируется только код Грея из множества других кодов с соседним кодированием в условиях .включения и бросков питания схемы. Это,в свою

I очередь, позволяет избавиться от целей начальной установки счетчика и связанных с ними схем контроля изменения закона чередования кодов или освобождает оператора от необходимости начальной установки счетчика.

Состояние триггеров и/п. 1=3 1=2 1=1

1=4

0 0

0 1.0

1 1

1 0

0

1 - 0

0

12.

13

О

15

16

0 состояния в нулевое — при состояниях

011 или 101, а второй подтверждает установленное первым импульсом состояние..

Третий триггер 1=3 устанавливается парами импульсов, иэ которых переый производит переключение его из нулевого состояния в единичное при состояниях триггеров 1=4, 1=2

1 1 010, а второй подтверждает установленное первым импульсом состояние. И, наконец, триггер 1 4 устанавливается парами импульсов, иэ:которых первый производит переключение его из нулевого состояния в единичное .при состоянии триггеров

13, 1=2 и 11 100 соответственно из .единичного состояния в нулевое при состоянии 000,. а второй подтверждает установленное первым импульсом состояние. Кз временной диаграммы следует, что начиная с нулевого состояния, состояния всех триггеров иэменяют-, сд в соответствии с таблицей.

Приведенные в таблице коды полностью соответствуют чередованию чисел в коде

Грея.

Рассмотрим функционирование че, тырехразрядного счетчика кода Грея

Ю 1 2 3 Ф 5 Е 7 8 У f01112 1Я.М 15 f6

Ю

8

Ю

11

12

19

Я

Pun. 2

Составитель Ранов

Редактор Н. Стащишина Техред A.Бабинец Корректор А, Тяско

Подписное

Заказ 11702/53 Тираж 862

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4