Устройство для контроля -разрядного счетчика

Устройство для контроля -разрядного счетчика

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

П.1 ) Е), ОПИСАН E

Сбюз Советскик

Социалистических

Республик (1664298

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2001.77 (21) 2443625/18-21 с присоединением заявки Мо— (51) М. Кл.2

Н 03 К 21/34

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (53) УДК б 21. 374, .34 (088.8) Опубликовано 2505.79,. Бюллетень Ио 19

Дата опубликования описания 28,05.79 (72) Авторы

ИЭОбратаНИя A.B. Дорошенко, Е.A. Евсеев и A,Ñ. Чередниченко (71) Заявитель (54) УСТРОВСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАБОТЫ

РАЗРЯДНОГО СЧЕТЧИКА

Изобретение для контроля работы счетчика относится к автоматике и вы числительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля и управления.

Известно устройство для контроля работы счетчиков, екоторое осуществляет контроль во время его работы (1).

Устройство характеризуется сложностью изготовления и имеет недостаточную надежность. Для контроля младших разрядов контролируемого счетчика требуется применение дополнительного контрольного малоразрядного счетчика.

Поэтому при сигнализации о возникшей неисправности нет точной информации о том, какой из счетчиков отказал.

Устройство также не контролирует отказ.каждого из старших разрядов ° Так, при отказе одного из старших разрядов О контролируемого счетчика, благодаря появлению сигналов переноса с вжсодов предыдущих старших разрядов, совпадающих во времени с сигналом расширителя сигналов переноса контрольного счетчика на выходе схемы И (старших разрядов), и, соответственно, на выходной шине выдачи сигнала контроля будут появл яться си гн алы, которые свидетельствуют О правильности функцио=т нирования счетчика. Такие устройства не контролируют также сбои в старших разрядах счетчика.

Известно устройство для контроля работы счетчика, содержащее ° два элемента H входы которых соединены с различными выходами каждой ячейки счетчика, два импульсных делителя на

2 и элемент ИЛИ (2). Вход контролируемого счетчика подключен к входам элементов И, выход одного элемента И подключен к счетному входу одного импульсного делителя на 2 и к установочному входу другого делителя на 2. Выход другого элемента И подключен к счетному входу другого импульсного делителя на 2 и установочному входу первого делителя на 2. Выходы двух имгульсных делителей на 2 подключены к входам элемента. ИЛИ.

Известное устройство для контроля работы счетчика работает следующим образом.

В исходном состоянии разряды счев» чика находятся в произвольном состоянии, совпадения сигналов на элементах И не происходит, делители на 2 находятся в исходном состоянии, элемент ИЛИ сигнала Ошибка не выдает. При подаче импульсов счета на вход

298

3 664 контролируемого счетчика его разряды меняют свои состбяния, в результате чего элементы И поочередно эакодируют два различных состояния контролируемого счетчика. Поочередная выдача сигналов с выхода элементон И приводит к периодическому сбросу делителей н исходное состояние, т.е. к отсутствию сигнала на их выходах и, следовательно, на Жходе. элемента ИЛИ. При возникновении неисправности в какомлибо разряде счетчика с одного из вы- l0

†Мбдбв этого разряда будет постоянно выдаваться сигнал 1, а с другого сигнал 0, Вследствие этого один из элементов И будет постоя н но з акрыт, а другой открыт. rià вход. одного из 15 делителей будут поступать счетные им- пульсч, а на его установочном входе импульсы будут отсутствовать. Поэтому второй и последующие импульсы пройдут на выход делителя и, следователь- 20 но, через элемент ИЛИ будет выдан сигнал Ошибка .

Оцнако надежность этого устройства при контроле работы счетчика при его отказах и сбоях недостаточна, так как, контроль его работы осуществляется на основании декодирования только двух различных (заранее определенных) состояний счетчика.

Устройство выдает сигнал Ошибка при такиМ неисправностях какого-либо из разрядов счетчика, когда декодируется только одно из двух различных состояний счетчика. При неисправностях, DpH которых не может декодиронаться ни одно иэ двух различных" состояний счетчика, йапример, когда не выдаются импульсы переноса с выхода отказавшего разряда на последующие разряды и состояние отказавшего разряда соответствует значению соответствующего 40 разряда одного из декодируеь4ых чисел, а состояние хотя бы одного из последующих разрядов соответствует значению соответствующего разряда другого декодируемого числа, сигнал Ошибка вы-45 даваться устройством не будет.

Работа устройства для описываемого случая на примере 4-х разрядного кон тролируемого счетчика. Допустим, выходы разрядов счетчика подключены к входам элементов И таким образом что декодируются числа 9. (1001) и 6 (0110).Тогда при отказе, например, 2-го разряда . счетчика (состояиие 2-го разряда — О) счетчик с поступлением импульсов на его вход будет поочередно принимать @ значения 1 и 0 (1000 и 0000) ., Если состояние отказавшего 2-го разряда будет 1, то счетчик будет поочередно принимать значения 3 и 2 (1100 и 0104

В обоих случаях не будет происходить ЧО совпадения сигналов на элементы И и, следовательно, сигнал Ошибка на выходе устройства будет отсутствовать.

Устройство не контролирует, н частности, отказ первого разряда счетчика, когда с поступлением на его вход счет» ных импульсов состояние его разрядов не изменяется.

Устройство частично обнаруживает сбои в работе счетчика. Если сбой счетчика пройсходйт после декодирования одного из декоднруемых чисел, и в результате сбоя в счетчике окажется записанным число, . большее другого декодируемого числа, то устройство выдает си гнал Ошибка. после повторного декодирования первого числа. Если сбои счетчика происходят после декодирования одного из чисел (когда на счетный вход соответствующего делителя на 2 поступит импульс с выхода элемента И) и н результате сбоя в счетчике окажется записанным любое

0 число, меньшее другого декодируемого числа, то при последующем (после сбоя) декодировании другого числа происходит сброс делителя на. 2, в результате чего сигнал Ошибка не выдается.

Функциональные воэможности устройства ограничены, так как устройство предназначено для контроля работы счетчиков, работающих и режиме их многократного переполнения при поступлении на их входы импульсов (в режиме деления частоты) когда многократно.У декодируются оба. из декодируемых чисел и на счетные входы и входы сброса делителе на 2 поочередно поступают импульсы с выходов соответствующих элементов И, При работе счетчиков в режиме одноразового заполнения их импульсами (в режиме подсчета количества импульсов), когда в зависимости от количества входных счетных импульсов может декодироваться только одно число (один раз) или не будет декодироваться ни одно из двух декодируемых чисел, контроль работы счет- . чиков невозможен..

Целью изобретения является повышение надежности контроля и расширение функциональных воэможностей. .Цостигается это тем, что в устройство для контроля N-разрядного. счетчика, содержащее два импульсных делителя на два, два элемента И, элемент

ИЛИ, выход каждого элемента И подсоединен к счетному входу соответствующего делителя на два и к установочному входу другого делителя на дна,ныходы которых соединены с входами элемента ИЛИ, введено два дополнительных злемейта ИЛИ, третий элемент И,. элемент НЕ, два элемента задержки, а

s -каждый счетный разряд счетчика— два дополнительных элемента И, два дополнительных элемента dE и дополнительный элемент задержки, причем входй первого дополнительного элемента И каждого разряда соединены с прямыми выходами данного и предыдущих разрядов счетчика и с ныходом первого дополнительного элемента НЕ, вход ко664298 дорого соединен с прямюм выходом последующего разряда, выход первого дополнительного элемента И соединен с одним из входов первого дополнительного элемента ИЛИ и с входом дополнительного элемента задержки, входы второго дополнительного элемента И сое- 5 динены с инверсными выходами данного и предыдущих разрядов, с выходом второго дополнителЬноГо элемента НЕ, вход которого соединен с.инверсным выходом следующего разряда, и с выходом до- (p полнительного элемента задержки, выход второго дополнительного элемента

И соединен с одним из входов второго дополнительного элемента ИЛИ, N + 1 вход которого соединен с выходом тре- 15 тьего элемента И, входы которого соединены через первый элемент задержки с входом счетчика, через второй элемент задержки — с инверсным выходом первого счетного разряда и через элемент HE — с прямым выходом первого счетного разряда, выходы. дополнительнчх элементов ИЛИ соединены с первыми входами соответствующих элементов И, вторые входы которых соединены с вчходом первого элемента задержки, На чертеже дана блок-схема предлагаемого устройства для контроля работы счетчика.

Устройство для контроля N-разрядного счетчика 1 содержит элементы И

2, 3, импульсные делители на два 4, 5, элемент ИЛИ б, дополнительные элементы И 7 — 7„, 7, — 7„, третий элемент H 7>,, дополнительные эле- 35 менты HE 8, — 8„,, 8, — 8„,, эле2М+1 г . мент ИЕ 8 „,, дополнительные элементы задержки 9, — 9„, элементы задержки 9„,, 9„,, два дополнительных элемента ИЛЙ 10, 11. Выход элемента 40

И 2 подсоединен к счетному входу импульсного делителя на два 4 и к установочному входу делителя на два 5, выход элемента И 3 подсоединен к счетному входу делителя на два 5 и к установочному входу делителя на два 4.

Выходы делителей на. два 4 и 5 подключены к входам элемента ИЛИ б. В каждом i-разряде счетчика 1 первый дополнительный элемент И 7; (i=1 N) соединен с прямыми выходами данного предыдущих разрядов счетчика 1 и р выходом первого дополнительного элемента 8((i=1 N-l), вход которого соединен с прямым выходом следующего i+1 разряда, выход дополнитель- 55 ного элемента И 7; соединен с входом дополнительного элемента ИЛИ 10 и с входом дополнительного элемента задержки 9; (i=. 1... N).

Входы второго дополнительного элемента И 7; в i ом разряде счетчика 1 соединены с инверсными выходами данного и предыдущих счетных разрядов, с выходом элемента задержки 9< и с выходом элемента HE 8,, вход кото- 65 ь рого подключен к инверсному выходу следующего, i+1 счетного разряда.

Выход дополнительного элемента И

7 подключен. к одному иэ входов дополI нительного элемента ИЛИ 11, N+1 вход которого подключен к вчходу третьего элемента И 7, входы которого ооернч динены через элементы задержки 9„,< с входом счетчика 1, через элемент задержки 9>,z - с инверсным выходом первого счетного разряда и через элемент ,НЕ 8, ; с прямым выходом первого счетного разряда, первый вход элемента И

2 соединен с выходом дополнительного элемента ИЛИ 10, первый вход элемента И 3 соединен с выходом доголнительного элемента ИЛИ 11, а вторые входы элементов И 2 и 3 годключены к выходу элемента задержки

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии контролируемый счетчик 1 и делители на два 4 и

5 находятся в нулевом состоянии, элементы И 7, — 7„закрыты низкими (запрещающими ) потенциалами единичных выходов соот вет ствующи х и гредыдущих разрядов счетчика 1, элеI менты И7,, — 7„, закрыты низкими потенциалами выходов соответствующих элементов HE 8, — 8„,, элемент И 7 закрыт низким потенциалом выхода элемента задержки 9„, элемент И 7„„ закрыт низким потенцчэлом выхода элемента задержки 9„,, элементы И 2 и

3 закрыты низкими готенциалами по обоим входам. Время задержки 1, каждого иэ элементов эадержки 9, — 9, выбирается больше времени переходного процесса в счетчике 1.. Время задержки элемента задержки

9, выбирается больше суммарного времени срабатывания vepaoro разряда счетчика, элемента И 7 °, элемента

ИЛИ 10 и определяется условием . Г,12< Г, Время з адержки Г элемента задержки 9 . выбирается из ус.ловия C g,g> <„+ qua g где о длительность входного импульса.

С поступлением 1-го счетного импульса на. вход счетчика 1 в счетчик записывается число 1 . При этом высоким потенциалом единичного выхода первого разряда счетчика 1 открывается элемент И 7,, открытый по второму входу высоким потенциалом элемента НЕ 8. Высокий потенциал выхода элемента И 7 через элемент ИЛИ 10 открывает элемент И 2. При этом устанавливается в громежуточное состояние делитель 4 и подтверждается исходное (нулевое) состояние делителя 5. При установке в единичное состояние первого разряда счетчика 1 низким потенциалом выхода элемента HE 82„, закрывается по второму входу элемент

И 72„,, поэтому задержанный элементом зэдержки 9, входной импульс не пройдет на его выход. С поступлением

2-ro счетного импульса в счетчик 1

98 8

/ б642

Ьаписывает» я число 2 . низким Вотенциалом единичного выхода гервого разряда счетчика 1 закрывается элемент И 7 . При этом на третьем (до» » полнктельном) входе элемента И 7, в течение времени» д4, сохраняется высокий потенциал, подаваемый с выхода элемента задержки 9 . Высокими потенциалами нулевого выхода первого разряда счетчика и выхода элемента НЕ 8» открывается элемент

И 7) и высокий потенциал его выхода »О через элемент ИЛИ ll открывает элемент И 3. При этом устанавливается в щ>омежуточное состояние делитель 5 и возвращается в исходное состояние делитель 4. Через время, равное 1@,), элемент И 7 закрывается. С поступ» лением 2-го счетного импульса и появлением высокого потенциала на нулевом выходе первого разряда счетчика 1 элемент И 7 „, остается закрытым, так как в течение времени азуg на ви- 20 ходе элемента задержки 9»»,> сохраня- ется низкий Ьапрещающий потенциал.

С поступлением 3-ro счетного импульса в счетчик 1 записывается число 3.

При этом высоким потенциалом едкнич- 25 ного выхода первого разряда счетчика открывается го первому входу элемент орому H третье му входам высоким потенциалами единичного выхода второго разряда счетчи-g) ка и выходом элемента BE 8 . Высокий потенциал выхода элемента. И 7 через элемент ИЛИ 10 открывает элемент .И 2.

При этом устанавливается в промежуточное состояние делитель 4 и в исход-. ное состояние - делитель 5. С поступлением 4-ro счетного импульса в счетчик 1 записывается число 4 . Низ- ким потенциалом единичного, вихода второго разряда счетчика закрывается элемент И 7 . При этом на третьем (дополнительном) входе элемента

И 7 в течеяне времени t g сохраня" ется вчсокий потенциал, подаваемий с выхода элемента задержки 9l . Высокими потенциалами нулевых выходов пер вого и второго разряцов счетчика 1 и выхода элемента НЕ 8 открывается элемент И 7 и высокий потенциал его выхода через элемент ИЛИ 11 открывает элемент И 3. При этом устанав- 50 ливается в промежуточное состояние делитель 5 и возвращается в исходное состояние делитель 4. С поступлением .5- го счетного кмйульса снова открывается элемент И 7, а с поступлением, 6-го счетного импульса - элемент И 7»

С поступлением 7 и 8 счетных импульсов поочередно открываются"Соответственно элементы И 7 и И 7.

»

В дальнейшем раоота устройства про- текает аналогичным образом. Поочеред ная выдача сигналов с выходов элемен» тов И 7, -7(и элементов И 7» - 7„приводит к периодическому сбросу делителей 4 и 5 s исходное состояние, т.е. к отсутствию сигнала на их выходах и 65 следовательно, на выходе элемента ИЛИ б. При этом открывание элементов И

»

7, -7„происходит только в том случае, еслй очередному четному числу предшествовало нечетное число на единицу меньше четного.

Рассмотрим работу устройства при неис1 равности, например, третьего разряда контролируемого счетчика, когда тркггер не переключается в единйчное состояние. Если счетчик неисправен

s исходном состоянии, то прк поступлении на его вход счетных импульсов счетчик принимает последовательно состояния 1, 2, 3, О. После 3-го счетного чмпульса откроется элемент И 7, к установится в промежуточное состояние делитель 4. После 4-го счетного импульса, когда счетчик принимает состояние О, элементы И 7, - 7„ остаются закрытыьв. С гриходом 5-ro счетного импульса в счетчик записывается число 1 . При этом откривается элемент И 7, и яа установочйый вход делителя 4 (через элемент И 2) поступит второй имгульс. В результате на выходе делителя 4 и, следовательно, на выходе элемента ИЛИ б будет выдан сигнал Ошибка . При отказе третьего разряда. счетчика в процессе работы, например, после загиси в него числа

8 с постуглением на вход последующих счетных импульсов счетчик будет последовательно принимать состояния 9, 10, 11, 8. Таким образом, после 11-го счетнога имгульса (при записи числа 11 ) откроется элемент И 7 и дей литель 4 установится в промежуточное состояние. После 12-го счетного импульса (в счетчике будет записано число 8 ) элемент И 7 будет закрыт

3 низким потенциалом выхода элемента задержки 9, остальные элементы И, подключенные к нулевым выходам разрядов счетчика, также будут закрыты. С приходом 13 го -счетного имгфльса в счетчик записывается число 9, при этом открывается элемент И 7 и на установочный вход делителя 4 поступит второй импуль»;В результате на выходе делителя 4 и, соответственно, на выходе элемента ИЛИ б будет выдан сигнал Ошибка . .

Рассмотрим работу счетчика при неисправности, например, второго раз«

"Ряда, когда триггер не переключается в нулевое состояние. Еслк счетчик не исправен в исходном состоянии, то при

Ыодтуплении на его вход счетных импульсов счетчик принимает последовательно состояния 3, 2. После 1-го счетного импульса, когда. в счетчик будет записано число, . 3, открывается элемент И 7, после чего устанавливаетеу в промежуточное состояние делитель

4. После 2-го счетного импульса, ког да в счетчик загисывается число 2, элемент И 7, будет закрыт низким по-.. тенциалом выхода элемента, задержки 9, 9 66429 остальные элементы И 7, подключенные к нулевым выходам разрядов счетчика, также будут закрыты. С приходом 3-ro счетного импульса в счетчик снова записывается число 3. При этом открывается элемент И 7, и на установочный вход делктеля 4 поступает второй импульс. В результате на выходе делителя 4 и, соответственно, на выходе элементов ИЛИ. б будет выдан сигнал Ошибка . При отказе счетчика в процессе работы, например, после за- )О писи в него числа 18 с поступлением на вход последующих счетных импуль- сов счетчик будет принимать последо« вательно значения 19, 18. С приходом

l9-ro счетного импульса (в счетчике число 19) откроется элемент Я 7 и делитель 4 установится в промежуточное состояние. С приходом 20-го счетногс импульса (в счетчике число 18) делители 4,5 не изменяют свои состоя-® ния, а после прихода 21-ro счетного импульса (в счетчике число 19) снова открывается элемент И 7 и на вы-" ходе устройства появляется сигнал Ошибка .

РассМотрим работу устройства при сбоях в работе контролируемого счет чика, возникающих при -поступлении на его вход счетных импульсов. При сбоях любого колкчества разрядов, в результате которых нечетное число, записан- >0 ное в счетчике, изменяется на другое нечетное число, открывается один из элементов И 7 — 7 и ка вход делйте-! и ля 4 поступает второй импульс, в результате чего на выходе делителя 4 и, 35 соответственно, на выходе элемента

ИЛИ 6 появляется сигнал Ошибка .

При сбоях, в результате которых четное число, записанное в счетчике;изменяется на другое четное число, вто- 40 рой импульс поступает на вход делителя 5 с выхода элемента И 7 „, ко2КИ торая открыта высокими потенциалавй выходов элемента НЕ 8 „, и элемента задержки 9„+> (элементы И 7 - 7„ос- 45 ! таются закрытыми) . Устройство также частично. обнаруживает сбои в работе счетчика, когда с приходом на его вход счетного кмпульеа нечетное чис- ло, записанное в счетчике, изменяет-

:,ся на ложное четное число.

Предлагаемое устройство позволяет повысить иадЕжность контроля работы счетчика при его отказах и сбоях, благодаря осуществлению контроля состоя- 55 ,ний счетчика при поступлении на его вход каждого импульса. При этом каждому четному числу, записываемому в счетчик с приходом очередного счетного импульса, должно предшествовать нечетное число на единицу меньше чет - . ного. Устройство выдает сигнал Ошиб« ка при отказах любого разряда счетчика, независимо от состояний последующих его разрядов. Устройство осу- ществляет также контроль работы счет- @

8 10 чика при сбоях любого количества его разрядов, в результате которых четное число, записанное в счетчике, из.меняется с поступлением очередного счетного импульса на другое четное число или нечетное число изменяется на другое нечетное число. Устройство также частично контролирует сбои, когда с приходом очередного счетного импульса нечетное число изменяется на ложное четное число.

Кроме того, расширены функциональные возможности устройства, так как оно осуществляет контроль работы счетчика не только в режиме его многократного переполнения (в режиме деления частоты}, но и в режиме одноразового заполйения счетчика импульсами (в режиме счета количества импульсов) .

Формула йзобретения

Устройство для коитроля работы

N-разрядного счетчика, содержащее два импульсных делителя на два,два злемента И,элемент ИЛИ,выход каждого эле- мента И подсоединен к счетному входу соответствующего делителя на два и к установочному входу другого де- лителя на два, выходы которых соединены со входаьы элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения Функциональных возможностей, в него введено два дополнительных элемента ИЛИ, третий элемент И, элемент НЕ, два элемента задержки, а. в каждый счетный разряд счетчика — два дополнительных элемента И, два дополнительных элемента НЕ и дополнительный элемент задержки, причем входы первого дополнительного элемента И каждого разряда соединены с пряьими выходами данного и предыдущих разрядов счетчика и с выходом первого дополнительного элемента НЕ, вход которого соединен с прямым выходом последующего разряда, выход первого дополнительного элемента И соединен с одним из входов первого дополнительного элемента ИЛИ и с входом дополнительного элемента задержки, входы второго дополнительного элемента И соедйнены с инверсными выходами дан-, ного и предыдущих разрядов, с выходом второго дополнительного элемента HE âõîä которого соединен с инверсным вйходом следующего разряда, и с выходом дополнительного элемента за@ержки, выход второго дополнительного элемента И соединен с одним из входов второго дополнительного элемента ИЛИ, 0+1 вход которого соединен с выходом третьего элемента И, входы которого соедийены через пер". вый элемент задержки с входом счетчика, через второй элемент задержки ,.с инверсным выходом первого счетного

:бб4298

Составитель Н.Ранов

Техред С. Мигай Корректор С. Шекмар

Редактор .Е. Рончар

Заказ 3015/53 Тираж 1059 Подписное

ЦНИИПИ Росударстзенного комитета СССР по делам изобретений и открытий,113035, Москва, й-35, Раушская наб;, д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул .. Проектная, 4 разряда и через элемент HE — с пря-. мым выходом первого счетного разряда, выходы дополнительных элементов ИЛИ соединены с первыми входами соответствующих элементов И, вторые входы которых соединены с выходом первого элемент а з адей ки . 5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 356793, кл. Н 03 К 21/34, 15.12.72.

2. Рвторское свидетельство СССР

9 416883, кл. Н 03 К 21/34, 26.06.74,