Счетчик импульсов

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах дискретной обработки информации ,в частности, в качестве счетчиков, распределителей импульсов и устройств кодирования информации с возможностью обнаружения ошибок. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Для достижения цели в устройство введены элементы И 15, 16, кольцевой распределитель импульсов 12, элементы И 15,16, элементы ИЛИ 6,4,9.5,10.4,10.5,13,14. Устройство также содержит элементы ИЛИ 1.1-1.5, триггеры 2.1-2.5

элементы НЕ 3.1-3.5, элементы И 4.1-4.5, 5.1-5.5, элементы ИЛИ 6.1-6.4, сумматоры 7.1-7.5

входную шину 8, элементы ИЛИ 9.1-9.4

10.1-10.3, выходные шины 11.1-11.6. Расширение функциональных возможностей обусловлено увеличением модуля счета за счет последовательного перебора всех групп кодов, имеющих одинаковое количество единиц при сохранении возможности обнаружения ошибок. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si> 1 !! 03 К 23/56

ВСЕСОЮШ

IIATENTNQ- ТЕХВЪЧЕФ

БИБЛИО С;.А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4333606/24-21 (22) 25.11.87 (46) 30.07.89. Бюл. Ф 28 (71) Сумской филиал Харьковского политехнического института им. В.И.Ленина (72) А.А.Борисенко, Г.В,Куно, Е,Л.Онанченко, В.Н.Кузнецов и и В.E.Ìåëüíèêoâ (53) 621.374.32(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !! 1077054, кл, Н 03 К 23/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1150761, кл. Н 03 К 23/56, 1983. (54) СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах дискретной обработки информации, в частности в качестве счетчиков, рас-, 11.6 11.5 11.

„„Я0„„1497744 А 1 пределителей импульсов и устройств кодирования информации с возможностью обнаружения ошибок. Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей. Для достижения цели в устройство введены элементы И 15,16, кольцевой распределитель импульсов

12, элементы ИЛИ 6, 4, 9 5, 10,4, 10.5, 13, 14. Устройство также содержит элементы ИЛИ 1.1-1.5, триггеры

2.1-2.5; элементы НЕ 3.!-3.5, элементы И 4.1-4.5, 5.1-5 ° 5, элементы ИЛИ

6.1-6.4, сумматоры 7.1-7 ° 5; входную шину 8, элементы ИЛИ 9.1-9.4; 10.1i0.3, выходные шины 11.1-!1.6 Расширение функциональных возможностей обусловлено увеличением модуля счета эа счет последовательного перебора всех групп кодов, имеющих одинаковое количество единиц при сохранении возможности обнаружения ошибок. 1 ил.

11.3 111. 111

149774

Фо рмула с nvp«n« pnçðÿän рлс!!ределителя импульcn« и !ступлет нл четнертый вход сумматора 7.5, то на пятом выходе ! сумматора 7.3 также появляется единичный сигнал, так как на первую группу входов сумматора 7.3 поступает единичный сигнал, так как на первую группу входов сумматора 7.3 поступает единичный сигнал с прямого выхода триггера

2.3. Этот сигнал поступает на пятый вход сумматора 7,1, на перву!о группу входов которого поступает единичный сигнал с прямого выхода триггера 2.1, в результате единичный сигнал поянля- 15 ется на шестом выходе сумматора 7.1, что и является сигналом ошибочного состоя !ия счетчика импул. с<>в. Анало— гично, если при нахождении счетчика импульсов в 41-м состоянии (комби-20 нация 11100, а на выходных шинах

111000) произойдет ошибочный переход одного из разрядов из 0 l, например триггера 2,2, то на шестых выходах сумматоров 7.2 и 7.1 появится сигнал 25 ошибки.

Устанавливая в единичное состояние разряды кольцевого распределителя импульсов с помощью поразрядных входов распределителя 12, можно осуществить 30 номехоустойчиный перебор кодовых комбинаций счетчика импульсов, начиная с любого заданного числа К, изобретения

Счетчик импульсов, содержащий входную шину, и разрядов, первую группу из п-1 элементов ИЛИ, вторую группу из п-2 элементов ИЛИ, каждый из разрядов содержит триггер, два элемента И, элемент НЕ, элемент ИЛИ и сумматор, а разряды с второго по предпоследний содержат второй элемент

ИЛИ, первая группа входов сумматора

45 соединена с *рямьп! и инверсным выходами триггера, входы установки в

"1" и н "0" которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, первый вход второго элемента И соединен с входам

50 эЛемента НЕ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, вторая группа входов сумматоров с первого no qn-1)-й разряды соединена с выходами сумматоров последую55 щих разрядов с второго по и-й соответственно, второй вход первого элемента И первого разряда соединен с

4 0 вторым входом l3òoðnãî !Jlc!!eíòà И пер«ого рлзрядл, тлкже с «!прими « io дами первых элементов ti, нлч!ьчля с второго по (n 1 ) -й рл прядь!, !! к;! до?! разряде Ilåðâ«!è «хо; и выход первого элемент- . И П1 соединены -оответстнеHHo с прям!,г! выходом три..гега и

«:.одом элемента НЕ, выход втoporo элемента ИЛ11 в разрядлх с второго по (n-1) — и соединен с третьим входом первого элемента И, л первый вход второго элементл ЕЛИ и второй вход второго элемента И соединены с выходом второго элемента И предыдущего разряда, первые входы элементов ИЛИ второй группы, начиная с первого элемента ИЛ1, соединены соответственно с прямыми выходами триггеров разрядон, начиная с первого разряда, выходы элементов ИЛИ первой группы, на чиная с второго элемента ИЛИ, соединены соответственно с вторыми входами элементов ИЛИ второй группы, начиная с первого элемента ИЛИ, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения Аункциональных возможностей, в него введены n+2 разрядный кольцевой распределитель импульсов, первый и второй дополнительные зле>!енты ИЛИ, первый и второй дополнительные элементы И, в первую группу элементов ИЛИ введен и-й элемент ИЛИ, но вторую группу элементов ИЛИ введены (п-1)-A n n-й элементы ИЛИ, впоследний разряд счетчика введен второй элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с вторым входом второго элемента И с выходом второго элемента И предпоследнего разряда, второй вход первого элемента И которого соединен с выходом первого дополнительного элемента И и вторым входом первого элемента И последнего разряда, в котором третий вход первого элемента

И соединен с выходом второго элемента ИЛИ, прямые выходы триггеров предпоследнего и последнего разрядов соединены соответственно с первыми входами (n-1)-го и и-го элементов ИЛИ второй группы элементов ИЛИ, н которой вторые входы (n-1)-ro H n-го элементов ИЛИ соединены соответственно с выходом и-го элемента ИЛИ первой группы элементов ИЛИ и с выходом (n +2) -ro разряда кольцевого распреде лителя импульсов, выходы (и+1) -го и (n+2)-го разрядов которого соединены соответственно с первы!! и вторым

1497744

Входами Бт<1))<)Г<< n<<<<олнительного зле. мент» )IЛИ, втор«й вход которого соединен с иннерснь<м входом первого и последнего разряда, в кот< р«м нулевой вход второй группы входов сумматора соединен с выходом второго дополнительного элемента ИЛИ, н каждом разряде выход сумматора, соответствующий числу и, соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, третий вход первого элемента И первого разряда и вторые входы вторых элементов ИЛИ разрядов с второго по и-й соединены соответственно с выходами, соответствующими числам с (n-1)-го по нулевое, сумматора первого разряда, в первой группе элементов ))ЛИ входы i-го элемента ИЛИ, где

i=l...n, соединены с выходами, соотве) ствук<щими числам с нулевого по

n-i, сумматора первого разряда.

I перв<,<м входом второго дополнительных элементов И, входная шина соединена с входом первого дополнительного элемента )) n вторым входом второго дополнительного элемента И, выход которого соединен с первым входом пер- )p вого дополнительного элемента ИЛИ, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго элемента И последнего разряда и с тактовым входом кольцевого распреде- )5 лителя импульсов, выходы с первого по и-й разрядов которого соединены соответственно с и-го по первый входы второй грунин< входов сумматора

32 0001000

33 0001000

34 0001000

35 0001000

36 0001000

37 0001000

38 0001 000

40 0001000

41 0001000

100011

10010)

101001

110001

111000

10011

1010!

1) 010

11100

22 0001000

23 ООО)000

24 0001000

25 0001000

26 00010000

27 0001000

28 00010000

29 00010000

30 00010000

31 0001000

000) 1)

0010)1

00) 10)

00) 110

Ol 00) 1

0101 01

0) 0110

0 l 1 00 1

Îi ) 010

0I 1100

00111

01 000

01011

01101

01110

O) 1111

101111

110111

111011

Ill)0)

)11)10

11111

57 0100000

58 0100000

59 0100000

60 0100000

61 0100000

62 0100000

63 1000000 00000 llllll

О 0000001

1 0000010

2 0000010

3 0000010

4 0000010

5 0000010

6 0000010

7 0000100

8 0000100

9 0000100

10 "<100100

11 0000100

12 0000100

13 0000)00

14 О 00100

15 0030) Oti

16 0000)00

17 ООМ)) 00

18 00001 00

19 0000100

20 0000100

21 0000100

00001

00)ОО

00011

00101

01001

10001

100) 0

1)000

000001

0000)0

>Cii001 )

000)0!

0001) О

00) 001

010001

100001

100010 !

00)000

1)0000

42 0010000

43 0010000

44 0010000

45 0010000

46 00)0000

47 0010000

48 0010000

49 0010000

50 0010000

51 0010000

52 0010000

53 0010000

54 0010000

55 00)0000

56 0010000

Ollll

10111

1101 0

110)1

1110)

11110

001111

010111

01) 011

01) 101

1,00111

10101)

)0) 101

101110 .110011

I 10101

1)1001

111100

1 19774

1t <« >f31 (т(ll ll(. (т33<>с((тс>3 к а ятома ти

1 (. ll 3)3 ><3>1(..(итс ль>(ой технике и мс жет бьш ь»с(>оль «>I);»fo в устройствах диск р(: ной об> работки информации в частс 1

13о(. 3 и fi качестве счетчиков, распределител(и им((ульсов и устройств кодироI3;lllIl>l информации с во..зможностью обнаружения ошибок.

11ель изобретения — расширение функ-1ð циональных возможностей — достигается 31 счет введения новых конструктивннх признаков, обеспечивающих увеличение модуля счета вследствие Ilo следовательного перебора всех групп кодов, имеющих одинаковое количество единиц Е, при сохранении возможности обнаружения ошибки.

На чертеже приведен в качестве примера пятиразряднь)й счетчик импуль- 2р

COB °

Сче тч ик импульсов содержит и е рпые элементы ИЛИ 1 . 1 — 1, 5, триггеры

2.1-2,,5, элементы HE 3.1-3.5, первые элементы И 4„1 25

И 5.1-5.5, вторые элементы ИЛИ 6,.1—

6,4, сумматоры 7,1-7,,5, входную шину

8, первую группу элементов ИЛИ 9„19.5, вторую группу элементов ИЛИ 10.110.5, выходные шины 11.1 — 11.6, семи- 30 разрядйь>й кольцегой распределитель

12 импульсов, первый дополнительный элемент ИЛИ 13, второй дополнительный элемент ИЛИ 14, первый дополнительный элемент И 15, второй дополнительный элемент И 16.

Первые группы входов сумматоров

7.1-7.5 соединены с прямыми и инверсными входами триггеров 2,,1-2.5 соотI1 1! ветстве>3но, входы ус.тановки в 1 ко- 4п торьгх, оедине33ь) соответственно с выходами элементов И 4,1-4,5, входы установки в "0" триггеров 2,1-2„5 соединены оответственно с выходами элементов И 5.1-5,5 1 первые входы кото- 45 рых соединены с выходами элементов

ИЛИ 1.1-1.5 и с входами элементов

HE 3.1-3.5 соответственно, выходы которых соединены соответственно с первыми входами элементов И 4.1-4.5, выходы элементов И 5,,1-5.4 соединены соответственно с первыми входами элементов KTH 6„.1-6.4 и с вторыми входами элементов И 5„2-5,5 соответственно, выход элемента И 15 соединен 5 с вторыми входами элементов И 4.1, 5,1 и с вторыми входами элементов И

4.2-4.5, третьи входы которых соединень3 соответственно с выходами зле

4 4 ме>(тон ИЗП! 6 1-f) 4, прямыс ныхолн триггер<и> 2, 1 — 2 . 5 соединены сос>тветствснно с иер33ьп(и внходами элс мснтс в

ИЛИ 1,.1 — 1.5 и с Il(.рннми входами элементов ИЛИ 10. 1 — 10, 5 соответсTBñ.fff3(), вторые входы которых соединены соотВе T(Tf3efff3<) с выходами элемс нтов ИЛИ

9. 2-9. 5 и выходом седьмого разряда распределителя 12 импульсов, выходы шестого и седьмого paBpffgoB I nTnpoго соеди33С33ь> соответственно с первым, вторым входами элемента ИЛИ 14, второй вход которого соединен с инверсным входом элемента И 15 и первым входом элемента И 16, второй вход которого соединен с входом элемента И

15 и входной шиной 8, выход элемента

И 16 соединен с первым входом элемента ИЛИ 13, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом элемента И 5,5 и тактовым входом распределителя 12 импульсов, выходы разрядов которого с первого по пятый соединены соответственно с входами с пятого по первый второй группы входов сумматора 7, 5, нулевой вход второй группы входов которого соединен с выходом элемента ИЛИ 14, вторые гругпы входов сумматоров 7.1-7.4 соединены соответственно с выходами сумматоров 7.2-7.5, выходы, соответствующие числу пять, сумматоров 7.1—

7.5 соединены соответственно с вторыми входами элементов ИЛИ 1.1-1.5, третий вход элемента И 4.1 и вторые входы элементов ИЛИ 6,1-6,4 соединены соответственно с выходами, соответствующими числам с четырех по нулевое, сумматора 7.1, входь3 элемента

ИЛИ 9 ° 1 соединень3 с выходами, соответствующими числам с четырех по нулевое, сумматора 7.1; входы элемента

ИЛИ 9.2 соединены с выходами, соот-, ветствующими числам с трех по нулевое, сумматора 7. 1, входы элемента ИЛИ 9. 3 соединены с выходами, соответствующими числам . с двух по нулевое, сумматора 7,1; входы элемента ИЛИ 9.4 соединены с выходами, соответствующими числам единице и нулю, сумматора 7,1; выход которого соответствующий числу нуль, соединен с входом элемента ИЛИ

9,5; выходы элементов ИЛИ 9.1, 10.1—

10.5 соединены соответственно с выходными шинами 11.1-11.6.

Введенные элементы и новые связи обеспечиваю т перебор 2 двоичных состояний следующим образом.

5 ) l У 7

/11! )!);3 <он или ь оличест! о г!)стоя об! Pl II() I.О 3!33о1!

2, где р — разряд!!ость этого счетчика. Ди33пазон счетчика 1!ли!ульсов прототипа описывается ьь)ражением С <, где р-=и+1; п — разрядносз ь этого счетчика. Согласно известному выражению 2 =Cf+C + ° . +С +...+С . Следоваг 0

f- - ) г тельно, для того, чтобы перебрать все кодовые комбинации с помощ)ью

)Р помехоустойчивого п-разрядного счетчика импульсов, необходимо в процессе счета менять значение величины К от единицы до п, т.е. осуществить перебор всех кодовых ь омбинаций с одним, двумя и так далее единичными ,1 2 разрядами (С, С,...,С ) .

Перестройка счетчика на различное значение величины К осуществляется с помощью кольцевого распределителя 12 импульсов, единичные сигналы с выходов разрядов которого с второго по шестой задают величину К для счетчика импульсов, С помощью выходов 25 первого и седьмого разрядов распределителя 12 импульсов формируются комбинации с нулевыми и единичными разрядами. Помехоустойчивость работы счетчика достигае 1ся эа счет подсчета количества единичных разрядов в счетчике, и при превышении этим количеством величины К вырабатывается сигнал ошибки,, Работу предлагаемого устройства

35 рассмотрим на конкретном примере с количеством разрядов счетчика n=5. В таблице приведены состояния выходов седьмого — первого разрядов распределителя !2 импульсов, триггеров 2.5- 4О

2.1 счетчика и выходных шин )1.6)!.1 в зависимости от номера входного импульса по шине 8.

Как видно из таблицы, в исходном состоянии в кольцевом распределителе 12 импульсов в первом разряде находится единица, в счетчике импульсов и на выходных шинах — нули. При состояниях счетчика импульсов с 1-го по 6-е в кольцевом распределителе 12 . импульсов 1 переходит во второй разряд и настраивает счетчик импульсов на работу с K=), В счетчике импульсов происходит перебор кодовых комбинаций с заданной величиной К=1, а на выходных шинах вырабатываются соответствующие взвешенные кодовые комбинации с количеством единиц, рав44

IIIII един!и!е. При нахождении! г

2 ) -е в кольцевом распределите!3 и)1пульсов появ3.яется ) и третье.! р )зl< fl ряже. Счетчик 1п«!!ульс ов ns реб!!pаez кодовые комбинации с К=2 „а на выходных шинах появляются кодонь!е ко"1 бинации с постоянным весом, с количеством единиц, равным двум. В состояниях счетчика импульсов с 22-го по 41-ое он работае1 в режиме K=3.

И так далее. В 63-м состоянии счетчика на выходе формируется последняя кодовая комбинация с шестью единицами.

Счетчик импульсов работает следующим обра-!ом.

В исходном состоянии в первом разряде кольцевого распределителя )2 импульсов находится единица, которая поступает на пятый вход сумматора 7.5 (цепи начальной установки распределителя !2 и триггеров 2.1-2,5 на чертеже не показаны). Так как в счетчике находится нулевая кодовая комбинация, то на пятом выходе сумматора 7.1 также появляется единичный сигнал. На выходных шинах 11.1-11.6 формируетс)I нулевая кодовая комбинация — 000000, так как на нулевом — четвертом выходах сумматора 7,1 находятся нулевые сигналы, на прямых выходах триггеров

2.1-2.5 — также нулевые сигналы. С приходом первого тактового импульса на входную шину 8 единичный сигнал проходит через элемент И 15, который открыт нулевым сигналом с шестого разряда кольцевого распределителя 12 импульсов на элемент И 5.1, который открыт единичным сигналом с пятого выхода сумматора 7,1 через элемент

ИЛИ 1.1. В результате единичный сигнал проходит через элемент И 5.1, а также последовательно через элементы И 5.2-5.5, которые открыты единичными сигналами с пятых выходов сумматоров 7.2-7 ° 5 соответственно. Единичный сигнал с выхода элемента И 5.5 поступает на тактовый вход кольцевого распределителя 12 импульсов через элемент ИЛИ )3, в результате чего первый разряд распределителя переходит в нулевое состояние, а второй— в единичное. Единичный сигнал с выхода второго разряда распределителя 12 поступает на четвертый вход сумматора

7.5 и, так как в счетчике все триггеры находятся в "0", то и на четвер1497744 том выходе сумматора 7.1 появляется сигнал "1". Этот сигнал поступает на четвертый вход элемента ИЛИ 9.1 и на выходных шинах 11.1-11.6 формируется комбинация 000001.

Сигнал "1" с четвертого выхода сумматора 7.1 поступает на третий вход элемента И 4.1, на первый вход также nocxyr aeT сигнал с инвертора 3.1, В результате очередной тактовый сигнал поступает с входной шины 8 через элемент И 15 на второй вход элемента И 4.1 и устанавливает триггер 2.1 в состояние "1". Сиг-15 .нал "1" с прямого выхода триггера 2.1 через элемент ИЛИ 10.1 поступает на выходную шину 11 ° 2. В результате на выходных шинах формируется кодовая комбинация 000010. Так как на четвертом входе сумматора 7.5 находится сигнал "1", то и на четвертом входе сумматора 7,1 также находится сигнал "1", который совместно с сигналом "1" с прямого выхода триггера

2.1 вырабатывает сигнал "1" на пятом выходе сумматора 7,1. При поступлении очередного тактового сигнала триггер 2.1 лереводится в нулевое состоянне единичным сигналом с выхо;.. да элемента И 5.1, который открыт единичным сигналом с пятого выхода сумматора 7,1 через элемент ИЛИ 1.1.

Сигнал "l" с выхода элемента И 5.1 поступает также на третий вход эле-, мента И 4.2 через первый вход элемен- 35 та ИЛИ 6.1, Единичный сигнал с выхода элемента НЕ 3.2 поступает на первый вход элемента И 4.2 и триггер, 2,2 переходит в состояние ".l" по этому же такту, На выходных шинах формируется кодовая комбинация 000100.

Таким же образом получают все кодовые комбинации с одним единичным разрядом. 45

При нахождении счетчика импульсов в состоянии 10000, а выходных шин

100000 очередной тактовый сигнал проходит через элементы И 5.1-5.5, сбра сывает триггер 2.5 в нулевое состояние и устанавливает третий разряд распределителя 12 импульсов в состояние "1". Сигнал .1" с выхода третьего разряда распределителя 12 импульсов поступает на третий вход сумматора 7,5, а с третьего выхода сумматора 7.1 — на входы элементов ИЛИ

9,1-9.2. В результате на выходных шинах 11.1 — 11„6 появляется кодовая комбинация 000011. С приходом очередного тактового сигнала триггер 2,2 переходит в состояние "1" и на выходных шинах формируется кодовая комбинация 000101. Аналогичным образом формируются и все кодовые комбинации с двумя единичными разрядами.

Пр окончании перебора кодовых комбинаций с двумя единичными разрядами распределитель 12 импульсов переходит в очередное состояние и задает режим работы счетчику импульсов с тремя единичными разрядами (К=3), Таким же образом последовательно перебираются кодовые комбинации с тремя, четырьмя и пятью единичными разрядами.

При нахождении счетчика в 62-м состоянии, когда на выходных шинах сформирована кодовая комбинация

llll!0, очередной тактовый сигнал сбрасывает триггеры 2,1-2.5 в "0" и устанавливает в состояние "1" шестой разряп распределителя 12 импульсгн, единичный сигнал с которого поступает через элемент ИЛИ 14 на ну левой вход сумматора 7.5 и через сумматоры 7.5-7.1 — на нулевой выход сумматора 7,1. Этот сигнал через элементы ИЛИ 9.1-9.5 поступает на выходные шины 11,1-11.5, а на выходную шину 11,6 также поступает единичный сигнал с шестого разряда распределителя 12 импульсов через элемент ИЛИ

10.5. На выходных шинах формируется последняя кодовая комбинация

111111. Очередной тактовый сигнал с шины 8 поступает на элемент И 16, который открыт единичным сигналом с . седьмого разряда распределителя 12 импульсов, и через элемент ИЛИ 13 устанавливает распределитель 12 импульсов в исходное состояние (0000001); на выходе счетчика — 000000.

Обнаружение ошибок при работе счетчика импульсов происходит при ошибоч ных переходах разрядов счетчика типа

0 - 1, когда количество единичных разрядов в счетчике превысит заданную величину К, Например, если счетчик находится во втором состоянии (кодовая комбинация — 00001, а на выходных шинах — 000010) и произошел ошибочный переход в единичное состояние триггера 2.3, то в счетчике будет комбинация 00101, т.е. количество единичных разрядов превысит К1. Так как во 2-м состоянии единичный сигнал