Счетчик импульсов в коде грея

 

СЧЕТЧИК И ШУЛЬСОВ В КОДЕ ГРЕЯ, содержащий в каждом разряде триггер, первый элемент И и первый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого , кроме первого разряда, соединен с первым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ предьщущего разряда, первый вход - с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ последующего разряда, а второй вход - с прямьм выходом триггера данного разряда, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого, кроме первого разряда, соединен с прямым вьЬсодом триггера предьвдущёго разряда, отличающийс я тем, что, с целью повышения достоверности функционирования, в него введены первый и второй 5-триггеры и в каждый разряд второй элемент И, а также введены третий элемент И и второй элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем первые входы вторых элементов И каждого, кроме первого, разряда соединены с инверсным выходом триггера предыдущего разряда, вторые входы с вторыми входами первьгх элементов И и с выходом второго элемента И предыдущего разряда, а выход - с вторыми входами первых элементов И последующего разряда, первые входы первого и второго элементов И первого разряда соединены соответственно с инверсг ным и прямым выходами первого D-трнг-g гера,вторые входы соединены с С-вхося дом первого В-триггера и с выходом третьего элемента И, первый вход кос торого соединен с инверсным выходом второго D-триггера, а второй вход с его первым С-входом и с шиной счетных , импульсов, второй С-вход второго D-триггера соединен с установочной шиной и с входами обнуления триггеtn ров разрядов, выход первого элемен Cb та ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ первого разряда ю соединен с первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, с вторым О1 D-ВХОДОМ второго D-триггера исС-вхосо дом первого D-триггера, инверсный : ;выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИШ, выход которого соединен с первым D-входом второго D-триггера.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

6253,1(51) Н 03 К 23/641 Н 03 К 21/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3672960/24-21 (22) 13.12.83 (46) 15.05.85. Бюл. Ф 18 . (72) Э.К.Есипов и Г.И.Шишкин (53) 621.374(088.8) (56) 1. Гитис Э.И. Преобразователь информации для электронных цифровых вычислительных устройств. М., "Энергия", 1975, с. 221. рис. 5 3.

2. Гитис Э.И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств. М., Энергия", 1970, с. 186 рис. 4-5 (прототип). (54)(57) СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ В КОДЕ

ГРЕЯ, содержащий в каждом разряде триггер, первый элемент И и первый элемент ИСКЛЮЧАК(ЦЕЕ ИЛИ, выход которого, кроме первого разряда, соединен .с первым входом первого элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ предыдущего разряда, первый вход — с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ последующего .разряда, а второй вход — с прямым выходом триггера данного разряда, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого, кроме первого разряда, соединен с прямым выходом триггера предыдущего разряда, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения достоверности функционирования, в него введены первый и второй ф -триггеры и в каждый разряд второй элемент. И, а также введены третий элемент И и второй элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем первые входы вторых элементов И каждого, кроме первого, разряда соединены с инверсным выходом триггера предыдущего разряда, вторые входыс вторыми входами первых элементов И и с выходом второго элемента И предыдущего разряда, а выход — с вторыми входами первых элементов И последующего разряда, первые входы первого и второго элементов И первого разряда соединены соответственно с инверс.— ным и прямым выходами первого 3.-триг-Я гера, вторые входы соединены с С-входом первого Р -триггера и с выходом. третьего элемента И, первый вход ко- у ю торого соединен с инверсным выходом второго В-триггера, а второй вход— с его первьпм С-входом и с шиной счетных импульсов, второй С-вход второго

D-триггера соединен с установочной шиной и с входами обнуления триггеров разрядов, выход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первого разряда соединен с первым входом второго (Я элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, с вторым

D-входом второго 2 -триггера и cD-вхо- дом первого 3 -триггера, инверсный ,выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ RHH. выход которого соединен с первым

D-входом второго В-триггера. дом триггера данного разряда, счетный вход которого соединен с выходом первого э-цемента И, первый вход которого, кроме первого разряда, соединен с прямым выходом триггера предыдущего разряда $? ).

Недостатком указанного счетчика импульсов является невысокая достоверность функционирования вследствие возможного непереключения триггеров при поступлении счетного импульса в условиях воздействия внешних помех, а также возможного одновременного переключения триггеров двух разрядов при одиночных отказах элементов схемы. Кроме того, снижению достоверности способствует возможная неустановка триггеров в исходное состояние, возникающая при одиночных отказах элементов.

Цель изобретения — повышение достоверности функционирования.

Поставленная цель достигается тем, что в счетчик импульсов в коде Грея, содержащий в каждом разряде триггер, первый элемент И и первый элемент

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого, кроме первого разряда, соединен с первым входом первого элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ предыдущего разряда, первый вход — с выходом первого элемен:а ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ последующего разряда, а второй вход — с прямым выходом триггера данного разряда, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого, кроме первого разряда, соединен с прямым выходом триггера предыдущего разряда, введены первый и второй 3 -триггеры и в каждый разряд второй элемент И, а также введены третий элемент И и второй элемент

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем первые входы вторых элементов И каждого, кроме первого, разряда соединены с инверсным выходом триггера предыдущего разряда, вторые входы — с вторыми входами первых элементов И и с выходом второго элемента И предыдущего разряда, а выход — с вторыми входами первых элементов И последующего разряда, первые входы первого и второго элементов И первого разряда соединены соответственно с инверсным и прямым выходами первого D -триггера, вторые входы соединены с С-входом первого D -триггера и с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с инверсным выходом второго

1 1156253

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах вычислительной техники и систем управления.

Известен счетчик импульсов в коде

Грея, содержащий управляющий триггер и счетные разряды, каждый из которых содержит триггер и два элемента И, выход первого из которых соединен со счетным входом триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены с первыми входами соответственно первого и второго элемента И последующего разряда, вторые входы первого и второго элементов И перво; о разряда соединены с входной клеммой, а первые. входы соединены соответственно с прямым и инверсным выходами управляющего триггера, счетный вход которого соединен с входной клеммой $1).

Однако известный счетчик обладает недостаточной помехоустойчивостью, поскольку уровень его помехоустойчивости определяется помехоустойчивостью выбранной элементной базы.

Внешние помехи могут вызвать отсутствие переключения триггера при поступлении счетного импульса. Известно, что однократное отсутствие переключения триггера любого счетного разряда счетчика импульсов в коде Грея эквивалентно потере одного счетного импульса. Вероятность указанного сбоя невелика и.учитывается при анализе характеристик аппаратуры.

Однако сбой управляющего триггера З5 в рассматриваемом счетчике импульсов приводит к несанкционированному изменению режима его работы: из режима сложения импульсов счетчик переходит в режим вычитания, что вызывает невозможность выполнения поставленной задачи, т.е. потерю работоспособности. Отсюда — возможность потери работоспособности в условиях воздействия внешних помех, т.е. не- 45 достаточная достоверность функционирования.

Наиболее близким к предлагаемому является счетчик импульсов в коде

Грея, содержащий в каждом разряде триггер, первый элемент И, первый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого (кроме первого разряда) соединен с первым входом первого элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ предыдущего разряда, первый вход — с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАК6(ЕЕ ИЛИ последующего разряда, второй вход — с прямым выхо1156 з

Й-триггера, а второй вход — с его первым С-входом и с шиной счетных импульсов, второй С-вход второго

D-триггера соединен с установочной шиной и с входами обнуления триггеров разрядов, выход первого элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первого разряда соединен с первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, с вторым 3 -входом второго D-триггера и с 3 -входом первого 2 -триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с первым )) входом второго З-триггера.

Новая совокупность признаков позволяет производить самоконтроль правильности функционирования счетчика импульсов на. всех этапах его работы и автоматический останов счетчика в случае любого нарушения его функционирования при одиночных отказах элементов схемы. Это позволяет исключить выдачу ложной информации и, следовательно, повысить достоверность функционирования счетчика.

Выполнение счетчика в соответствии с предлагаемой схемой позволяет при подаче импульса установки исходного состояния .контролировать установку всех триггеров счетчика в исходное

30 состояние по величине напряжения на выходе первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ первого разряда. Элементы HCKIDuЧАЮЩЕЕ ИЛИ разрядов счетчика образуют схему анализа четности состояний триггеров. Неустановка триггера любого разряда вызывает изменение выходного напряжения первого элемента

ИСКЛЮЧйОЩЕЕ ИЛИ первого разряда.

При поступлении счетного импульса 4О должно произойти переключение триггера одного из разрядов и изменение выходного напряжения первого элемен-. та ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первого разряда.

Если триггер не переключается, или одновременно переключаются триггеры двух разрядов, то выходное напряжение первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первого разряда не изменяется.

Контроль величины выходного.напряжения первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ первого разряда во время действия импульса установки исходного состояния. и контроль изменения выходного И напряжения при поступлении счетного импульса позволяют выявить сбой счетчика и произвести останов его работы.

?53 4

Одновременно новая совокупность признаков позволяет исключить возможность прохождения счетного импульса на вход какого-либо триггера, кроме переключаемого в данном такте, и таким образом, повысить надежность функционирования.

На чертеже изображена схема счетчика импульсов в коде Грея.

Счетчик содержит в каждом разряде триггер 1, первый 2 элемент И и первый 3 элемент ИСКЛЮЧА16ЦЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ предыдущего разряда, первый вход с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ последующего разряда, а второй вход — с прямым выходом триггера 1, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого соединен с прямым вв»хо" дом триггера 1 предыдущего разряда, первый 4 и второй 5 Э-триггеры и в каждом разряде второй 6 элемент И.

Устройство также содержит второй 7 элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и третий 8 элемент И, причем первые входы вторых 6 элементов И каждого разряда соединены с инверсным выходом триггера 1 предыдущего разряда, вторые входы — с вторыми входами первых 2 элементов И и с выходом второго элемента И предыдущего разряда, а выход — с вторыми входами первых 2 элементов И последующего разряда. Пер-. вые входы первого и второго 6 элементов И первого разряда соединены соответственно с инверсным и прямым выходами первого D -триггера 4, вторые входы соединены с С-входом первого D -триггера 4 и с выходом третьего 8 элемента И, первый вход которого соединен с инверсным выходом второго

3-триггера 5, а второй вход — с его первым С:-входом и с шиной 9 счетных импульсов, второй С-вход второго

3-триггера 5 соединен с установочной шиной 10 и с входами обнуления счетчика, выход первого элемента 3 ИСКЛЮЧАЮЩЕГО ИЛИ первого разряда соединен с первым входом второго 7 элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, с вторым 3 -входом второго 3 "триггера 5 и с 3 -входом первого Р-триггера 4, инверсный вы-. ход которого соединен с вторым azoдом второго 7 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, выход которого соединен с первым

Я-входом второго 3-триггера 5.

1156253

Счетчик импульсов работает следующим образом.

Вначале счетчик устанавливается в исходное состояние импульсом уста-новки, поступающим на шину 10. При 5 этом на выходе первого 3 элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первого разряда устанавливается уровень логического "0", если все триггеры счетчика приняли исходное состояние; и уровень логической "1", если какой-либо из триггеров исходное состояние не принял.

Состояние выхода первого 3 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первого разряда счетчика опрашивается во время дейст- 15 вия импульса установки вторым Р -триггером 5. Если какой-либо триггер счетчика не принял исходного состояния, то второй D-триггер 5 устанавливается в состояние логической "1" 20 и запрещает прохождение четных импульсов через третий 8 элемент И.

Если все триггеры счетчика приняли исходное состояние, то разрешается прохождение счетных импульсов, по- 25 ступающих по шине 9, через третий 8 элемент И.

При этом первый 3-триггер 4 опрашивает состояние выхода первого 3 элемента ИСКЛЮЧАМЦЕЕ ИЛИ первого

30 разряда во время отсутствия счетного импульса и при сбросе в "0" всех разрядов, устанавливается в состояние логического "0". Поэтому первый счетный импульс проходит через первый 2 элемент И на вход триггера 1 первого разряда, вызывая его переключение. На выходе первого 3 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первого разряда устанавливается уровень логической

"1". Первый Д -триггер 4 не изменяет своего состояния, поскольку он опрашивает состояние первого 3. элемента ИСКЛЮЧАКЗЦЕЕ ИЛИ первого разряда только во время отсутствия счетного 4 импульса. На обоих входах второго 7 элемента ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ устанавливаются одинаковые уровни, поэтому он устанавливается в состояние логического "0", которое опрашивается вторым 3 -триггером во время действия счетного импульса и подтверждает его состояние.

После окончания первого счетного импульса первый Э-триггер 4 опрашивает состояние первого 3 элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и устанавливается в состояние логической "1". При этом разрешается прохождение второго счетного импульса через второй 6 ..-лемент И на вход триггера второго разряда, при переключении которого на выходе первого 3 элемента ИСКЛ10ЧАЮЩЕЕ ИЛИ первого разряда устанавливается уровень логического "Ь". Поскольку на обоих входах второго 7 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ устанавливаются одинаковые уровни, на его выходе устанавливается состояние логического G", которое опрашивается вторым

D-триггером во время действия счетного импульса и подтверждает его исходное состояние.

Далее процессы происходят аналогичным образом.

При нормальном функционировании устройства при поступлении каждого счетного импульса происходит изменение напряжения на выходе первого 3 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первого разряда. При этом во время действия

I импульса на входах второго 7 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ присутствуют одинаковые уровни, и его. выход принимает состояние логического "0", подтверждая состояние второго 5 3 -триггера.

Если при поступлении счетного импульса вследствие отказа какоголибо элемента происходит одновременное переключение триггеров двух разряд-. в, то напряжение на входе первого 3 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ не изменяется, выход элемента 7 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ остается в состоянии логической " 1", что вызывает переключение второго 2 -триггера 5, который запрещает дальнейшее прохождение счетных импульсов через третий

8 элемент совпадения, предотвращая ложное срабатывание.

Аналогичные процессы происходят при непереключении триггера 4.

Таким образом, самоконтроль правильности функционирования счетчика импульсов производится при поступлении как импульса установки исходного состояния, так и каждого счетного импульса. В случае неустановки в исходное состояние любого из триггеров счетчика изменяется выходное напряжение первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первого разряда, что вызывает переключение второго D-триггера и запрет дальнейшей работы счетчика (автоматический останов).

1156253

Составитель П.Смирнов .

Техред Л.Коцюбияк Корректор М.Самборская

Редактор Е.Копча

Заказ 3195/55 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

В случае непереключения триггера ,счетчика при поступлении счетного . импульса или одновременного переключения двух триггеров выходное напряжение первого элемента 3 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ 5

ИПИ первого разряда не изменяется, и второй элемент 7 ИСКЛЮЧАКМЦЕЕ ИЛИ, который производит сравнение нового и старого состояния выхода элемента 3 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первого разряда, запомненного на время действия счетного импульса первымЭ -триггером, вырабатывает сигнал рассогласования, который переключает второйЗ -триггер v и запрещает дальнейшую работу счет- 15 чика.

Автоматический останов счетчика предотвращает выдачу ложной информации и, следовательно, повышает достоверность функционирования счетчика по сравнению с базовым об-. разцом. I

Поскольку состояние первого 3 -триггера не изменяется во время действия счетного импульса, то исключена возможность поступления счетного импульса на какой-либо другой триггер, кроме переключаемого в данном такте, что повышает надежность функционирования схемы.