Синхронный счетчик

 

Изобретение относится к дискретной и импульсной технике. Цель изобретения - упрощение синхронного счетчика и повышение нагрузочной способности - достигается за счет выполнения счетчика на элементах 1-1, 3-1. 4-1 и элементах И-ИЛИ- НЕ 2-1, образующих триггеры первой и второй ступени. Триггеры первой ступени формируют обобщенные сигналы установки выходных триггеров счетчика, а n+1-й триггер первой ступени, кроме того, вырабатывает групповой сигнал переноса. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 Н 03 К 23/40

ГОСУДАРСТВЕ !+!Ы Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, (с OO

j00 ,О ! с!! (>

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4706372/21 (22) 14.06.89 (46) 30.10.91. Бюл, М 40 (71) Морской гидрофизический институт АН

УССР (72) А.Г.Ермаков (53) 621,374.322 (088.8) (56) Букреев И.Н,, Мансуров Б.М, и Горячев В.И. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. М„Советское радио, 1973, рис, 5. 23; рис. 5. 26; рис. 5. 19.

Б креев И.Н., Мансуров Б.М, и Горячев

В.И. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. М.: Советское радио, 1975, рис, 5. 73, Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в импульсных устройствах, а также в устройствах дискретной техники и в ЭВМ для счета импульсов.

Целью изобретения является упрощение и повышение нагрузочной способности синхронного счетчика.

На фиг.1 приведена функциональная схема счетчика с коэффициентом счета k =

16= о о4...o> =10000 =д5д4...д + 1

-01111+ 1; на фиг.2 — функциональная схема счетчика для k = 10.

Счетчик содержит пять элементов ИЛИ—

НЕ первой ступени 1 — 1:1-5, пять элементов

И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ 2 — 1:2 — 5, четыре элемента ИЛИ—

НЕ первой группы 3-1:3-4, четыре элемента

ИЛИ вЂ” НЕ второй группы 4 — 1;4 — 4. Выход k-го (k 1,5) элемента ИЛИ-НЕ 1-k первой ступени соединен с единственным входом пер„„SU „„1688406 А1 (54) СИНХРОННЫЙ СЧЕТЧИК (57) Изобретение относится к дискретной и импульсной технике. Цель изобретения— упрощение синхронного счетчика и повышение нагрузочной способности — достигается за счет выполнения счетчика на элементах 1-!, З-i, 4 — и элементах И вЂ” ИЛИНЕ 2 — !, образующих триггеры первой и второй ступени. Триггеры первой ступени формируют обобщенные сигналы установки выходных триггеров счетчика, а и- 1-й триггер первой ступени, кроме того, вырабатывает групповой сигнал переноса. 2 ил, вой группы И k-го элемента И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ 2-k, выход которого соединен с первым входом

k-ro элемента ИЛИ вЂ” НЕ 1-k первой ступени, выход i-го элемента ИЛИ вЂ” НЕ 3 — первой группы(! = 1,4), являющийся i м инверсным выходом а; счетчика, связан с первым входом I-ro элемента ИЛИ вЂ” НЕ 4 — I второй группы, выход которого, являющийся l-м прямым выходом а, счетчика, подключен к первому входу I-го элемента ИЛИ вЂ” НЕ 3-I первой группы, выход /-го (J = 1,3) элемента

ИЛИ вЂ” НЕ 3 — / первой группы подключен к

J-му входу второй группы И /-го элемента

И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ 2 — /, выход /-го элемента ИЛИ—

НЕ 4 — / второй группы соединен c J-ми входами вторых групп И s-x элементов

И вЂ” ИЛИ-НЕ 2 — з.(з = J+1.4), выход i-го элемента И-ИЛИ-НЕ 2 — I соединен с I+/-м входом второй группы И J-го элемента И-ИЛИ-НЕ

2 — / для всех /> l и с !+/ — 1-м входом второй

1688406 группы И J-го элемента И вЂ” ИЛИ-НЕ 2 — J для всех J;i, выход)-го элемента И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ 2 — J связан с 3+)-м входом второй группы И четвертого элемента И вЂ” ИЛИ-КЕ 2 — 4, выход пятого элемента И-ИЛИ вЂ” HE 2 — 5, являю- 5 щийся выходом сигнала переноса Р +1 счетчика, соединен с ц+4-м входом (ц = 1,3, о ) д, т,е. N = 5) второй группы И q-ro элемента И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ 2 — q и с седьмым (N+n — 2 о = 5 + 4 — 2 = 7) входом второй

10 группы И четвертого (N — cJn + 1 = 5 — 1 =- 4) элемента И-ИЛИ-НЕ 2 —, выход четвертого элемента ИЛИ-НЕ первой группы 3-4 подключен к восьмому(N+n — 2o„+1 =-5+4 — 2+

+ 1 = 8) входу второй группы И четвертого элемента И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ 2 —, v-и вход (ч = 1,4, 4 д1 = др = дз = 1; V = DI = 4) второй груп-!

=1 пы И пятого (n+ 1 =-5) элемента И вЂ” ИЛИ-НЕ

2-5 соединен с выходом V-го элемента ИИЛИ вЂ” НЕ 2ч, 4+v-и вход второй группы И пятого элемента И- ИЛ И вЂ” Н Е 2-5 подключен к выходу v-го элемента ИЛИ-НЕ второй группы 4ч, выход первого элемента ИЛИНЕ первой ступени 1 — 1 соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ первой группы 3-1, выход)+1-го элемента ИЛИ вЂ” НЕ первой ступени 1-J+1 соединен с J — г+2-м входом (r =- 1,J) r-го элемента ИЛИ вЂ” НЕ второй группы 4-2 и с вторым входом J+1-го элемента ИЛИ-НЕ первой группы 3-J+1, выход пятого элемента ИЛИ вЂ” НЕ первой ступени 1-5 подключен к 6-1-му входу (I = I для I =

1,2,3,4, так как hI = д — д3 = д3 — д = 1 )

1-го элемента ИЛИ вЂ” НЕ второй группы, вторые входы элементов ИЛИ вЂ” НЕ первой ступени 1 — 1:1-5 соединены с тактовым входом счетчика, а h+2-е входы (h =- 1 m) всех элементов ИЛИ-НЕ первой ступени 1 — 1;1 — 5

40 связаны с входом h-го сигнала переноса р1 pm

Работа счетчика состоит в следующем.

Предположим, в исходном состоянии а1 = а2» 45

= аз= а4= О, т,е. всетриггеры второй ступени установлены в "О", а логический уровень на тактовом входе Т соответствует сигналу логической "1", Будем также считать, что в течение всего времени работы счетчика входные сигналы переносов

pII = . =pl =-. =р =О

В исходном состоянии все Uk = О (k =

=1,5), à orz = (uI = оМ = pm +1, поскольку все элементы 2--2:2-5 заперты по входам

55 своих вторых групп И уровнями "О" с выходов а1 — а4. Так как а1 = 1 (сигнал на первом входе второй группы И элемента 2-1), то

Ni=О .

Пусть в некоторый момент времени на вход Т поступает сигнал "О", после чего становится Ui = 1, затем aI = О и aI =, 1, т,е. счетчик принимает состояние а4аза2а1

=0001. При этом на первых двух входах второй группы И элемента 2 — 2 сигналы az и а1 будут равны "1". однако сигнал Ui = 1 поддерживает нулевое состояние сигнала в1, запрещающего срабатывание второй группы И элемента 2 — 2, поэтому в схеме счетчика не происходит новых изменений вплоть до момента времени, когда сигнал Т становится равным 1, после чего U> = О, затем

o)i= 1 и а2 = О, т.е, схема подготовлена к счету второго тактового импульса. С приходом второго Т = О вырабатывается Uz = 1, поддерживающий cuz = О и устанавливающий счетчик в состояние 0010. После того, как станет Т = 1, вырабатываются последовательно: 0г = О, о = 1 и oui= 1, т.е. схема готова к счету третьего тактового импульса, с приходом которого (Т = О) счетчик примет состояние 0011 и во время третьей паузы (Т = 1) будет подготовлен к насчету четвертого тактового импульса так, что Ui =

=Î, и = 1 и (а = 0. Продолжая аналогичные рассуждения, можно убедиться в том, что после 15-го импульса (T = О) в счетчике установится код 1111, а во время 15-й паузы (Т = 1) он будет подготовлен к приему 16-ro тактового импульса:

%1 = N2 = ci73 = cd4 = 1, pm + 1= О. Последний сигнал является выходным сигналом параллельного переноса счетчика, подготавливающим к счету группу старших разрядов (если таковые есть). В том случае, если эта группа старших разрядов выполнена аналогично счетчику, рассматриваемому по фиг,1, то сигнал p m +1 является для нее входным сигналом переноса, подаваемым на соответствующие входы элементов

ИЛИ-НЕ первой ступени. С приходом 16-го импульса Т = О счетчик примет исходное состояние 0000, а в п+1-й разряд (входящий в группу старших разрядов) одновременно запишется "1". При наличии сигнала переноса pm + i = О срабатывание старших разрядов происходит одновременно с четырьмя разрядами рассматриваемого счетчика. Таким образом, очевидно, что рассматриваемый счетчик (фиг.1) в общем случае может содержать несколько групп разрядов, объединенных тактовой шиной и шинами соответствующих групповых сигналов параллельного переноса, причем число групп разрядов, из которых состоит счетчик, не снижает его быстродействия, характеризуемого чистотой тактовых импульсов

1688406

f = —, где т — среднее время срабатыва5t ния одного логического элемента ИЛИ вЂ” НЕ или И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ. Время 5 r складывается из длительности импульса tn = 2 r (когда

Т = О) и длительности паузы trr3 t (когда

Т = 1).

На фиг.2 изображена функциональная схема двоично-десятичного счетчика, т.е. счетчика с коэффициентом k = а ст4 .. о1=

=01010 =44 д4 .. д!— = 1+1001. Счетчик содержит пять элементов ИЛИ вЂ” НЕ первой ступени 1 — 1:1 — 5, четыре элемента ИЛИ-НЕ первой группы 3-1:3 — 4, четыре элемента

ИЛИ вЂ” НЕ второй группы 4 — 1:4 — 4 и пять элементов И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ, выход k-го (k = 1,5) элемента ИЛИ-НЕ первой ступени 1-k соединен с единственным входом первой группы И k-го элемента И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ 2 — К выход которого соединен с первым входом k-го элемента ИЛИ вЂ” НЕ первой ступени 1--k, выход !-го (I = 1,4) элемента ИЛИ вЂ” НЕ первой группы 3 — I, являющийся I-м инверсным выходом счетчика, связан с первым входом I-ro элемента ИЛИ-НЕ второй группы 4-!, выход которого, являющийся I-м прямым выходом счетчика, подключен к первому входу

I ãî элемента ИЛИ вЂ” НЕ первой группь| 3 — !, выход/-го (/ = 1,3) элемента ИЛИ-Н Е первой группы 3 — J подключен к J-му входу второй группы И J-ro элемента И-ИЛИ-НЕ 2-/, выход J-го элемента ИЛИ вЂ” НЕ второй группы

4 — / соединен с /-ми входами второй группы

И s-x элементов (s = J+1,4) И-ИЛИ вЂ” НЕ 2-s, выход I-го элемента И-ИЛИ-НЕ 2 — соединен с I+J-м входом второй группы И J-го элемента И-ИЛИ вЂ” НЕ 2-/ для всех /)! и с

I+J — 1-м входом второй группы И /-го элемента И-ИЛИ вЂ” НЕ 2 — / для всех Jc.i, выход J-го элемента И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ 2-J связан с 3+J-м входом второй группы И четвертого элемента

И-ИЛИ вЂ” НЕ 2 — 4, выход пятого элемента ИИЛИ вЂ” НЕ 2-5, являющийся выходом сигнала переноса р ., счетчика, соединен с пятым(р+и =1+4 =5) входом(р =1,2-0-1 =1,1=

-1; ст2 >о2, т,е. N =2) второй группы И первого элемента И-ИЛИ вЂ” НЕ 2-1 и с шестым (N+n — 2 g, + 1 - 2 + 4 — 2 О = 6) входом второй группы И второго(N — сто+1 =2 — О=

=2) элемента И-ИЛИ вЂ” НЕ 2-2, выход четвертого элемента ИЛИ-НЕ первой группы 3 — 4 подключен к седьмому(И+и — 2 сЪ + I +1 2+

+ 4 — 2 ° 0 + 1 - 7) входу второй группы И второго (N- с +1 - 2 — О - 2) элемента И-ИЛИ-НЕ 2 — 2, чФ вход (ч - 1,2, д„- 1i

V = д =д!+4+дз+д=Н0+ O+1- г)

1=1 второй группы И пятого элемента И55 пы и элементов ИЛИ-НЕ второй группы и п+1-й элемент И вЂ” ИЛИ-НЕ, выход k-го (k = 1, п+1) элемента ИЛИ-НЕ первой ступени соединен с единственным входом второй группы И k-го элемента И-ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом k-го элемента ИЛИ-HE первой ступени, выход

ИЛИ вЂ” НЕ 2 — 5 соединен с выходом v-ro элемента И-ИЛИ-НЕ 2-v. 2+ч-й вход второй группы И пятого элемента И-ИЛИ-НЕ 2-5 подключен к выходу v-ro элемента ИЛИ-НЕ

5 второй группы 4 — ч, выход первого элемента

ИЛИ вЂ” НЕ первой ступени 1 — 1 соединен с вторым входом первого элемента ИЛ И-- H E первой группы 3 — 1, выход /+1-го элемента

ИЛИ вЂ” НЕ первой ступени 1 — /+1 соединен с

10 j — г+2-м входом (r = 1,/) r-го элемента ИЛИНЕ второй группы 4 — r и с вторым входом

J+1-го элемента ИЛИ вЂ” НЕ первой группы 3—

-/+1, выход пятого элемента ИЛИ-НЕ первой ступени 1 — 5 подключен к 6-!-му входу (I = I

15 для = 1 и I = 4, так как с1! =д4 = 1 ) I-го элемента ИЛИ вЂ” НЕ второй группы 4-!, вторые входы элементов ИЛИ-НЕ первой ступени 1 — 1:1 — 5 соединены с тактовым входом

Т счетчика, à h+2-е входы (h = 1 m) всех

20 элементов ИЛИ-НЕ первой ступени связаны с входом h-ro сигнала переноса.

Работа двоично-десятичного счетчика (фиг.2) аналогична работе двоичного счетчика по (фиг.1 вплоть до момента начала девя25 .той паузы, когда в счетчике установлен код а4аза2а! = 1001. Во время девятой паузы (Т = 1) устанавливаются и, =сuz =са =и4 = 1, а р„+ = О, после чего счетчик подготовлен к приему десятого счетного импульса, с приходом которого (Т = О) вырабатывается сигнал 05 = 1, сбрасывающий первый и четвертый триггеры второй ступени в "О", после чего счетчик возвращается в исходное состояние 0000.

Формула изобретения

Синхронный счетчик с коэффициентом счета

K =стп+1сЪ ....сг1 =1 +А +14 ... 1 (2" < k <2",,n >1),содержащий п элементов

40 И-ИЛИ вЂ” НЕ;/-й(J = 1, и — 1) инверсный выход счетчика подключен к /-му входу первой группы И !-го элемента И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ, выход

J-го (! = 1,n) элемента И-ИЛИ-НЕ соединен с I+J-м входом первой группы И /-го (для всех

45 J >!) элемента И-ИЛИ-НЕ и с !+/-1-м входом первой группы И /-го (для всех j< !) элемента

И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ, выход /-го элемента И вЂ” ИЛИ—

НЕ связан с n+j — 1-м входом первой группы

И п-го элемента И вЂ” ИЛИ-НЕ, о т л и ч а ю50 шийся тем, что, с целью упрощения и повышенйя нагрузочной способности, в него введены и+ 1 элементов ИЛИ вЂ” НЕ первой ступени, и элементов ИЛИ-НЕ первой груп168840б

I-го элемента ИЛИ--НЕ первой группы, являющийся !-м инверсным выходом счетчика, соединен с первым входом !-го элемента

ИЛИ-НЕ второй группы, выход которого, являющийся I-м прямым выходом счетчика, 5 подключен к первому входу I-го элемента

ИЛИ-НЕ первой группы, J-й прямой выход счетчика соединен с !-ми входами первых групп И S--x(S = J+1,ï) элементов И-ИЛИ—

НЕ, выход n+1-го элемента И- ИЛИ-НЕ, яв- 10 ляющийся выходом сигнала переноса счетчика, соединен с q+n-м q = 1, N—rrn + — 1; Оп ) д!ч, 1 5 N < n+1) входом первой группы И ц-ro элемента И--ИЛИ-НЕ и с N+n — 2 oÚ + -м входом первой группы И

N гтрк + -го элемента И-ИЛИ-НЕ, выход и-го элемента ИЛИ вЂ” НЕ первой группы подключен (только при k = 2" и при k = 2" + 2;

t = О,п — 2) к N+n — 2 O>+ i +1-му входу первой группы И N — ол+! -го элемента И20

ИЛИ-НЕ, вход vi (I = для всех !, таких, что

hi= 1) первой группы И и+1-го элемента И—

ИЛИ -НЕ соединен с выходом !-го элемента

И-ИЛИ-НЕ, а ее вход Х! подключен к выходу !-го элемента ИЛИ-НЕ второй группы, выход первого элемента ИЛИ-НЕ первой ступени соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ первой группы, выход

J+1-го элемента ИЛИ-НЕ первой ступени соединен с J-r+2-м (r = 1.J) входом r-го элемента ИЛИ-НЕ второй группы и с вторым входом !+1-го элемента ИЛИ-НЕ первой группы, выход n+1-ro элемента ИЛИ вЂ” НЕ первой ступени подключен к и-!+2-му (! = для всех I, таких, что 4 = 1) входу !-го элемента ИЛИ-НЕ второй группы, вторые входы элементов ИЛИ вЂ” НЕ первой ступени соединены с тактовым входом счетчика, а

hi2-å (h = 1,m) входы всех элементов ИЛИ—

Н Е первой ступени соединены с входом h-го сигнала переноса .

1688406 а, Составитель О. Скворцов

Редактор Т, Лошкарева Техред М,Моргентал Корректор М. Пожо

Заказ 3717 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101