Счетчик импульсов

ИЗОБРЕТЕНИЕ
Заявка на изобретение RU2014124093/08, 11.06.2014

ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2551414

Область деятельности(техники), к которой относится описываемое изобретение

Изобретение относится к области вычислительной техники и автоматики. Известны счетчики импульсов СИ, построенные на основе триггеров со счетным входом, требующие один триггер на каждый двоичный разряд, что предполагает применение специальных элементов задержки счетных импульсов, усложняющих технологию изготовления ЭВМ.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Каждый двоичный разряд содержит один RS-триггер, первый, второй, третий и четвертый элементы И, первый элемент ИЛИ, три элемента НЕ, вход счетных импульсов ВСИ, вход управления ВУ счетом в двоично-десятичном коде, при этом первый и второй входы первого и второго элементов И первого разряда соединены с выходом счетных импульсов, выходы упомянутых элементов И через первый и второй элементы НЕ соединены с нулевым и единичным входами RS-триггера Tr соответственно, единичный выход упомянутого триггера подключен к первому входу первого элемента И, выход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого подключен к единичному входу первого триггера, выход третьего элемента И является прямым выходом первого разряда счетчика A1 и соединен со вторым входом первого элемента НЕ, выход которого подключен к второму входу второго элемента И, первые входы первого и второго элементов И в первом разряде соединены с входом счетных импульсов ВСИ, соединения элементов И, ИЛИ, НЕ и RS-триггера во втором, третьем и четвертом разрядах A4, A3, А2 аналогичны соединениям первого разряда A1, отличие состоит в том, что счетные входы первых и вторых элементов И в А2, A3, A4 управляются элементами И4, 5, 6, выходы третьих элементов И A1 соединены с вторыми входами четвертого и пятого элементов И, выход третьего элемента И А2 соединен с третьим входом пятого элемента И, первые входы четвертого и пятого элемента И подключены к ВСИ, третий вход пятого элемента И соединен с выходом третьего элемента И А2, выход пятого элемента И соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов И, вторые входы упомянутых элементов И связаны с выходом третьего элемента И A3, третий вход седьмого элемента И подключен к выходу третьего элемента И A4, выход седьмого элемента И является выходом сигнала переноса в пятый разряд, для осуществления счета импульсов в двоично-десятичном коде в каждые четыре разряда устройства введен восьмой элемент И, первый вход которого подключен к входу управления ВУ счетом в двоично-десятичном коде, второй вход упомянутого элемента подключен к выходу третьего элемента И первого разряда A1, третий вход восьмого элемента И связан с выходом третьего элемента И четвертого разряда A4, выход восьмого элемента И соединен с третьим входами первых элементов ИЛИ второго и третьего разрядов.

Предлагаемый СИ позволяет вести счет в двоичном и двоично-десятичном кодах, при этом исключается увеличение временной задержки сигнала переноса (СП) при подключении элементов оборудования при счете в двоично-десятичном коде. Эта временная задержка равна Тз=n/4· , здесь - время задержки одного элемента ИЛИ, n - число двоичных разрядов. Кроме увеличения задержки распространения СП, в известных схемах требуется увеличение оборудования каждой четверки разрядов на один элемент ИЛИ на два входа и некоторого дополнительного оборудования для установки в нуль триггера второго и четвертого разрядов каждой тетрады счетчика.

Предлагаемый СИ устраняет отмеченные недостатки прототипа. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей СИ при минимальных затратах оборудования и сохранение быстродействия счетчика при двоично-десятичном счете импульсов, равном быстродействию СИ при двоичном счете импульсов. Для достижения поставленной цели введен ЛЭ И, первый вход которого подключен к выходу управления счетом в двоично-десятичном коде, второй вход этого элемента подсоединен к выходу третьего элемента И первого разряда (A1), третий вход упомянутого элемента И соединен с выходом третьего элемента И четвертого разряда тетрады A4, выход восьмого элемента И соединен с третьими входами первых элементов ИЛИ второго и третьего разрядов А2 и A3.

Для пояснения работы СИ на чертеже приведена функциональная схема четырех двоичных разрядов и одного двоично-десятичного разряда - тетрады. На схеме приняты следующие обозначения: элементы И1-8, элементы ИЛИ9, элементы НЕ10-12, RS-триггер (Tr) 13, первый ВУ счетом в двоично-десятичном коде 14, вход счетных импульсов 15, выход счетных импульсов из четвертого двоичного и первого десятичного разрядов 16.

Каждый двоичный разряд содержит один RS-триггер, первый, второй, третий и четвертый элементы И, первый элемент ИЛИ, три элемента НЕ, вход счетных импульсов ВСИ, вход управления ВУ счетом в двоично-десятичном коде, при этом первый и второй входы первого и второго элементов И первого разряда соединены с выходом счетных импульсов, выходы упомянутых элементов И через первый и второй элементы НЕ соединены с нулевым и единичным входами RS-триггера Tr соответственно, единичный выход упомянутого триггера подключен к первому входу первого элемента И, выход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого подключен к единичному входу первого триггера, выход третьего элемента И является прямым выходом первого разряда счетчика A1 и соединен со вторым входом первого элемента НЕ, выход которого подключен к второму входу второго элемента И, первые входы первого и второго элементов И в первом разряде соединены с входом счетных импульсов ВСИ, соединения элементов И, ИЛИ, НЕ и RS-триггера во втором, третьем и четвертом разрядах A4, A3, А2 аналогичны соединениям первого разряда A1, отличие состоит в том, что счетные входы первых и вторых элементов И в А2, A3, A4 управляются элементами И4, 5, 6, выходы третьих элементов И A1 соединены с вторыми входами четвертого и пятого элементов И, выход третьего элемента И А2 соединен с третьим входом пятого элемента И, первые входы четвертого и пятого элемента И подключены к ВСИ, третий вход пятого элемента И соединен с выходом третьего элемента И А2, выход пятого элемента И соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов И, вторые входы упомянутых элементов И связаны с выходом третьего элемента И A3, третий вход седьмого элемента И подключен к выходу третьего элемента И A4, выход седьмого элемента И является выходом сигнала переноса в пятый разряд, для осуществления счета импульсов в двоично-десятичном коде в каждые четыре разряда устройства введен восьмой элемент И, первый вход которого подключен к входу управления ВУ счетом в двоично-десятичном коде, второй вход упомянутого элемента подключен к выходу третьего элемента И первого разряда A1, третий вход восьмого элемента И связан с выходом третьего элемента И четвертого разряда A4, выход восьмого элемента И соединен с третьим входами первых элементов ИЛИ второго и третьего разрядов.

Предлагаемое устройство осуществляется следующим образом. Будем рассматривать работу только четырех двоичных разрядов A4, A3, А2, A1 и одного десятичного разряда, который работает на основе четырех двоичных разрядов. В каждом двоичном разряде содержит один Tr 13, четыре элемента И, один элемент ИЛИ. Элементы И1, 2 через элементы НЕ11, 12 соединены с нулевыми входами Tr 13. Единичный выход Tr 13 и выход И1 через ИЛИ9 соединен с И3, второй выход которого соединен с выходом НЕ12. В первом разряде вход счетных импульсов ВСИ соединен входом И1, 2. Вторые входы и упомянутых И подключены к выходу И3, к входу НЕ10. Выход И3 соединен с вторыми входами И4, 5 схемы формирования потенциала переноса. Вход счетных импульсов 15 подключен к первым входам И4. Выход И4 соединен с И1, 2 с второго разряда.

Предлагаемый СИ работает следующим образом. В исходном положении Tr 13 установлены в нуль, на входе ВСИ 15 отсутствуют счетные импульсы, на ВУ счетом импульсе в двоично-десятичном коде 14 отсутствует высокий потенциал. Первый счетный импульс поступает по ВУ 15 и проходит на И4, 5 и на счетный вход Tr 13 первого разряда, т.е. на И1, 2 и инвертирует упомянутый Tr 13. При этом высокий потенциал (ВП) пропускает СИ по цепи И2, НЕ12 на единичный вход Tr 13. Одновременно сигнал с выхода НЕ12 запрещает работу И3 на время длительности сигнала, поступившего на И2 с ВУ 15. Таким образом выполняется временная задержка с выхода И3 на время длительности счетного импульса. После окончания первого СИ с выхода И3 первого разряда будет выработан ВП, который поступит на вторые входы И4, 5. Второй счетный импульс проходит через И4 на счетный вход второго разряда, одновременно устанавливая I 13 первого разряда в нуль. Дальнейшая работа счета импульсов повторяется. При A4 A3 А2 A1=1 счетный импульс проходит по цепи элементов И4-7. Выход седьмого элемента является выход импульсом переноса в пятый разряд счетчика. Заметим, что при наличии единицы во всех четырех Tr 13 счетный импульс имеет временную задержку, равную 2 , на элементах 5 и 7. В известных устройствах задержка равна 4 . При работе в режиме счета импульсов в двоично-десятичном коде к ВУ 14 подключают высокий потенциал. При A1 A4 ВУ 14=1 с входа И8 на входы третьих элементов ИЛИ А2 и A3 подают высокий потенциал, что обеспечивает прохождение счетного импульса с входа счетных импульсов 15 по схеме элемента сквозного переноса И4, 5, 6 и 7, при этом на выход И7 вырабатывается сигнал переноса в старшую тетраду разрядов, а триггеры 13 1-4 разрядов младшей тетрады будут установлены в нуль. Таким образом СИ выполняет счет импульсов в двоичном и двоично-десятичном кодах, при этом быстродействие работы сохраняется и обеспечивается экономия оборудования при исключении объединениями потенциалов переносов и исключения принудительной установки триггеров второго и четвертого разрядов в нуль.

Формула изобретения

Счетчик импульсов СИ, выполненный на логических элементах ЛЭ И, ИЛИ, НЕ и RS-триггерах, отличающийся тем, что каждый двоичный разряд содержит один RS - триггер, первый, второй, третий и четвертый элементы И, первый элемент ИЛИ, три элемента НЕ, вход счетных импульсов ВСИ, вход управления ВУ счетом в двоично-десятичном коде, при этом первый и второй входы первого и второго элементов И первого разряда соединены с выходом счетных импульсов, выходы упомянутых элементов И через первый и второй элементы НЕ соединены с нулевым и единичным входами RS-триггера Tr соответственно, единичный выход упомянутого триггера подключен к первому входу первого элемента И, выход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого подключен к единичному входу первого триггера, выход третьего элемента И является прямым выходом первого разряда счетчика A1 и соединен со вторым входом первого элемента НЕ, выход которого подключен к второму входу второго элемента И, первые входы первого и второго элементов И в первом разряде соединены с входом счетных импульсов ВСИ, соединения элементов И, ИЛИ, НЕ и RS-триггера во втором, третьем и четвертом разрядах A4, A3, A2 аналогичны соединениям первого разряда A1, отличие состоит в том, что счетные входы первых и вторых элементов И в A2, A3, A4 управляются элементами И 4, 5, 6, выходы третьих элементов И A1 соединены с вторыми входами четвертого и пятого элементов И, выход третьего элемента И A2 соединен с третьим входом пятого элемента И, первые входы четвертого и пятого элемента И подключены к ВСИ, третий вход пятого элемента И соединен с выходом третьего элемента И A2, выход пятого элемента И соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов И, вторые входы упомянутых элементов И связаны с выходом третьего элемента И A3, третий вход седьмого элемента И подключен к выходу третьего элемента И A4, выход седьмого элемента И является выходом сигнала переноса в пятый разряд, для осуществления счета импульсов в двоично-десятичном коде в каждые четыре разряда устройства введен восьмой элемент И, первый вход которого подключен к входу управления ВУ счетом в двоично-десятичном коде, второй вход упомянутого элемента подключен к выходу третьего элемента И первого разряда A1, третий вход восьмого элемента И связан с выходом третьего элемента И четвертого разряда A4, выход восьмого элемента И соединен с третьим входами первых элементов ИЛИ второго и третьего разрядов.

Имя изобретателя: Власов Борис Михайлович (RU), Краснов Александр Васильевич (RU), Соколова Татьяна Борисовна (RU)
Имя патентообладателя: Власов Борис Михайлович (RU), Краснов Александр Васильевич (RU), Соколова Татьяна Борисовна (RU)
Почтовый адрес для переписки: 192239, Санкт-Петербург, ул. Димитрова, 6, корп. 2, кв. 136, Власову Борису Михайловичу
Дата начала отсчета действия патента: 11.06.2014

Разместил статью: miha111
Дата публикации:  27-05-2015, 13:37

html-cсылка на публикацию		⇩ Разместил статью ⇩ Имя не указано  Его публикации  Нужна регистрация Отправить сообщение
BB-cсылка на публикацию
Прямая ссылка на публикацию

Огромное Спасибо за Ваш вклад в развитие отечественной науки и техники!