Десятичный счетчик импульсов

 

Изобретение относится к области вычислительной и дискретной техники и может быть использовано для построения счетчиков с малой функциональной сложностью и малым потреблением энергии. Предлагается десятичный счетчик импульсов на трех IK-триггерах 1-3, одном RS-триггере 4, которые выполнены на элементах И-НЕ и одном дополнительном элементе И-НЕ 4.1, и разностном элементе 5 управления, который выполнен на трех элементах ИЛИ-НЕ. Отличительная особенность примененных IK- триггеров, выполненных каждый на четырех элементах И-НЕ, заключается в наличии двух дополнительных связей между элементами управления и двух дополнительных выходов с выходов элементов управления. Отличительными особенностями счетчика являются также дополнительные связи между IK-триггерами и RS-триггером и выполнение разностного элемента управления. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5м)5 Н 03 К 23/72

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4780953/21 (22) 09.01.90 (46) 23.03.92. Бюл. В 11 (71) Научно-исследовательский институт

"Квант" (72) А.Н.Фойда (53) 621.374.32(088.8) (56) Букреев И.Н. и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств.— M.: Советское радио, 1975, с. 181, рис. 5.19.

Алексенко А.Г, и др. Микросхемотехника. — М.; Радио и связь, 1982, с. 213, рис. 5.7. (54)ДЕСЯТИЧНЫЙ СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к области вычислительной и дискретной техники и может быть использовано для построения счетчиков с малой функциональной сложностью и. . Ы» 1721826 А1 малым потреблением энергии, Предлагается десятичный счетчик импульсов на трех

IK-триггерах 1-3, одном RS-триггере 4, которые выполнены на элементах И-НЕ и одном дополнительном элементе И вЂ” НЕ 4.1, и разностном элементе 5 управления, который выполнен на трех элементах ИЛИ вЂ” НЕ. Отличительная особенность примененных IKтриггеров, выполненных каждый на четырех элементах И вЂ” НЕ, заключается в наличии двух дополнительных связей между элементами управления и двух дополнительных выходов с выходов элементов управления.

Отличительными особенностями счетчика являются также дополнительные связи между IK-триггерами и RS-триггером и выполнение разностного элемента управления. 3 ил.

1721826

30

45

Изобретение относится к области вычислительной и,измерительной техники и может быть использовано для построения быстродействующих счетчиков с большим быстродействием и с малыми аппаратурными затратами.

Известен счетчик на IK-триггерах. Этот счетчик содержит входную шину и IK-триггеры, первые IK-входы этих триггеров соединены вместе. Прямые выходы

IK-триггеров каждого разряда из первых трех разрядов соединены с соответствующими парами IK-входов IK-триггеров последующих разрядов.

Недостатками этого устройства являются большая сложность и малая надежность, так как каждый IK-триггер состоит из 6 или

8 элементов И-НЕ.

Целью изобретения является схемное упрощение и повышение надежности его работы.

Десятичный счетчик импульсов, содержащий входную шину и в первых трех разрядах IK-триггеры, первые пары IK-входов которых объединены, прямой выход IK-триггера первого разряда соединен с вторыми парами IK-входов 1К-триггеров второго и третьего разрядов, прямой выход IK-триггера второго разряда соединен с третьей парой IK-входов IK-триггеров третьего разряда, содержит также разностный элемент управления, элемент lfl — НЕ и RS-триггер в четвертом разряде, а каждый из

IK-триггеров дополнительно содержит выходы элементов установки в нулевое и единичное состояния выходного триггера

IK-триггера, выход элемента И вЂ” НЕ соединен с входом установки в нулевое состояние

RS-триггера, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И вЂ” НЕ, входная шина соединена с входом разностного элемента управления, выход которого соединен с IK-входами IK-триггеров и с вторым входом элемента И вЂ” НЕ, выход элемента установки в единицу выходного триггера IKтриггера первого разряда соединен с третьей парой IK-входов!К-триггера второго разряда и с третьим входом элемента И вЂ” Н Е, выход элемента установки в единицу выходного триггера IK-триггера второго разряда соединен с четвертой парой IK-входов IKтриггера третьего разряда, выход элемента установки в нуль выходного триггера IKтриггера которого соединен с входом установки в единицу RS-триггера и с четвертым входом элемента И вЂ” НЕ, выход которого соединен с выходной шиной переноса и с первым дополнительным I-входом IK-триггера второго разряда, второй дополнительный 1вход IK-триггера которого соединен с инверсным выходом RS-триггера, разностный элемент управления выполнен на первом— третьем элементах ИЛИ вЂ” НЕ, выходы которых соединены соответственно с первыми входами второго, первого и с вторым входом второго элемента ИЛИ вЂ” НЕ, выход первого элемента ИЛИ вЂ” НЕ соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ вЂ” НЕ, выход которого соединен с выходом разностного элемента управления, вход которого соединен с вторыми входами первого и третьего элементов И-НЕ, каждый IK-триггер выполнен на первом — четвертом элементах И вЂ” НЕ причем выходы первого, второго элементов

И-НЕ соединены соответственно с первыми входами второго, первого элементов И—

НЕ и соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого элементов

И-НЕ, выходы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами

IK-триггера соединены соответственно с вторыми входами четвертого и третьего элементов И вЂ” НЕ и соединены соответственно с вторыми входами второго и первого элементов И вЂ” НЕ, выходы которых соединены соответственно с выходами установки в нулевое и единичное состояние выходного триггера IK-триггера, дополнительные входы первого и второго элементов И вЂ” НЕ являются соответственно I- и К-входами

I К-триггера.

На фиг.1 изображена структурная схема счетчика; на фиг,2 — принципиальная схема счетчика; на фиг,3 — временные диаграммы работы счетчика.

Счетчик (фиг.1) содержит в первых трех разрядах IK-триггеры 1 — 3, в четвертом разряде RS — триггер 4 и один разностный элемент 5 управления, Каждая из 1К-триггеров имеет, кроме выходов прямого Q и инверсного плеча Q выходного триггера IK-триггера, еще и выходы элементов установки этого триггера в единичное (это выходы элементов 1 — 1, 2 — 1, 3 — 1, фиг,2) и нулевое состояние (это выходы элементов 1 — 2, 2 — 2, 3 — 2). В четвертом разряде RS-триггер 4 имеет элемент

И вЂ” НЕ 4 — 1 для установки этого RS-триггера в нулевое состояние, вход которого соединен с прямым Q-выходом RS-триггера. Выход разностного элемента РЭУ 5 управления соединен с I и К-входами каждого IK-триггера. Выход Q прямого плеча каждого IK-триггера (выходы элемента 1 — 3, 2-3, 4 — 3, фиг.2) соединен с 1- и К-входами IK-триггеров следующих разрядов, Выход элемента 1-1 установки в единицу выходного триггера IK-триггера. первого разряда соединен с входами и К К-триггера второго разряда и с входом 4 — 1 элемента И вЂ” НЕ установки В$-триггера в нулевое состояние, 1721826

Выход 2 — 1 элемента установки в единицу выходного триггера IK-триггера второго разряда соединен с входами и К IK-триггера разряда. Выход 3-2 элемента установки в нуль выходного триггера IK-триггера треть- 5 его разряда соединен с входом установки в, единицу RS-триггера и с входом 4 — 1 элемента И-HE4 — 1. Выход нулевого плеча RS-триггера 4 (выход 4 — 3 элемента, фиг,2) и выход элемента И-НЕ соединены с входами! второ- 10 го IK- триггера, кроме того, выход элемента

И-НЕ с выходом переноса 7 счетчика.

РЭУ 5 выполнен на трех элементах

ИЛИ-HE 5-1, 5-2 и 5 — 3.

Входы первого 5-1 и третьего 5-3 эле- 15 ментов соединены с входом 6 счетчика. Выход первого элемента 5-1 соединен с входом второго элемента 5-2, выход которого соединен с входом первого элемента 5-1.

Выход третьего элемента 5-3 соединен с 20 входом второго элемента 5 — 2 и с выходом

РЭУ, который соединен с 1 и К-входами IKтриггеров. Каждый IK-триггер выйолйен на четырех элементах И вЂ” НЕ. Например, первый IK-триггер выполнен на элементах 1-1, 25

1-2, 1-3 и 1-4. Третий и четвертый из этих элементов соединены триггерными связями и образуют выходной триггер (1 — 3, 1-4).

Первый элемент 1 — 1 является элементом установки в единицу выходного триггера. Вы- 30 ход первого элемента 1-1 соединен с входом третьего элемента 1 — 3. Входы первого элемента 1 — 1 являются 1-входами IKтриггера, Второй элемент 1-2 является элементом установки в нуль выходного 35 триггера. Выход второго элемента 1-2 соединен с входом четвертого элемента. Входы второго элемента являются К-входами IKтриггера. Первый 1 — 1 и второй 1 — 2 элементы соединены триггерными связями. Выход 40 третьего элемента 1 — 3 соединен с входом второго элемента 1 — 2, Выход четвертого элемента 1 — 4 соединен с входом первого элемента 1 — 1. Выходы первого 1 — 1 и второго 1-2 элементов являются дополнительны- 45 ми выходами IK-триггера.

Счетчик работает следующим образом.

Предположим, в первоначальный момент все IK-триггеры и RS-триггер находятся в нулевом состоянии (момент ТО, фиг.3). В момент Т1 на вход 6 счетчика приходит первый счетный импульс. На выходе разностного элемента управления, т,е. на выходе элемента 5-3, через время, равное времени на задержку одного элемента тз, т,е. в момент Т2, появляется положительный импульс, длительность которого равна длительности задержки на срабатывание трех элементов, т.е. 3 тз. Этот импульс поступает на входы всех IK-триггеров и на входы элемента 4 — 1.

Через время, равное задержке на срабатывание элемента 3 в момент ТЗ, на выходе элемента 1 — 1 появляется низкий потенциал (так как на всех входах его высокие потенциалы), который на время действия положительного импульса на выходе элемента 5 — 3 блокирует срабатывание элемента 1 — 2 и устанавливает в "1" выходной триггер первого IK-триггера, т.е. на выходе элемента 3-1 в момент Т4 появляется высокий потенциал. С момента Т4 на всех входах элемента 4 — 1 действуют высокие потенциалы и на выходе элемента 4-1 в момент Т5 появляется низкий потенциал. В. момент Т7 на вход 6 счетчика приходит второй отрицательный импульс и на выходе элемента 5-3 в момент Т8 появляется положительный импульс, который, поступая на входы IK-триг гера, устанавливает второй IK-триггер в состояние "1", а первый IK-триггер в "0".

Третий импульс, приходящий на вход 6 счетчика, устанавливает в "1" первый I К-триггер.

С приходом первых семи импульсов на вход

6 счетчика в первых трех IK-триггерах счетчика имеются единицы. Восьмой импульс, приходящий в момент Т43 йа вход 6 счетчика, устанавливает в "0" все IK- òðèããåðû, а отрицательный импульс в момент Т45 на выходе элемента 3 — 2 устанавливает, кроме того, в "1" в момент Т46 RS-триггер.

Девятый импульс, приходящий на вход

6 в момент Т49. устанавливает в "1" первый

IK-триггер, Десятый импульс, приходящий на вход 6 в момент Т55, устанавливает в "0" первый IK-триггер и в "0" RS-триггер, а второй IK-триггер он не может установить в состояние "1", так как на входах элемента

2 †1 (на время действия высокого потенциала на выходе элемента 5-3) действуют низкие потенциалы. Выходы элементов 1 — 3, 2-3, 3 — 3 и 4 — 2 являются прямыми выходами разрядов счетчиков, выходы 1 — 4, 2 — 4, 3 — 4 и

4 — 3 являются инверсными выходами разрядов счетчика, а выход элемента 4 — 1 является выходом импульса переноса в следующий десятичный счетчик, т.е. в следующий разряд десятичного счетчика.

Таким образом, благодаря применению оригинальных IK-триггеров с дополнительными связями внутри триггера и дополнительными входами с элементов триггера, а также дополнительными связями между триггерами счетчика и применению RSтриггера в четвертом разряде счетчика в счетчике удалось сократить количество оборудования для построения счетчика и повысить надежность его работы.

1721826

45

55

Формула изобретения

Десятичный счетчик импульсов, содержащий входную шину и в первых трех разрядах IK-триггеры, первые пары IK-входов которых объединены, прямой выход I К-триггера первого разряда соединен с вторыми парами IK-входов IK-триггеров второго и третьего разрядов, прямой выход IK-триггера второго разряда соединен с третьей парой IK-входов IK-триггера третьего разряда, отличающийся. тем, что, с целью схемного упрощения и повышения надежности, содержит также разностный элемент управления, элемент И-НЕ и RS-триггер в четвертом разряде, а каждый из IK-триггеров разрядов дополнительно содержит выходы элементов установки в нулевое и единичное состояние выходного триггера

IK-триггера, выход элемента И-Н Е соединен с входом установки в нулевое состояние RSтриггера, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ, входная шина соединена с входом разностного элемента управления, выход которого соединен с IK-входами IK-триггера первого разряда и с вторым входом элемента И вЂ” HE, выход элемента установки в "1" выходного триггера IK-триггера первого разряда соединен с третьей парой I К-входов IK-триггера второго разряда и с третьим входом элемента И-НЕ, выход элемента установки в "1" выходного триггера IK-триггера второго разряда соединен с четвертой парой IK-входов

IK-триггера третьего разряда, выход элемента установки в "0" выходного триггера

IK-триггера которого соединен с входом установки в "1" RS-триггера и с четвертым входом элемента И вЂ” НЕ, выход которого соединен с выходной шиной переноса и с первым дополнительным I-входом IK-триггера

5 второго разряда, второй дополнительный 1вход IK-триггера которого соединен с инверсным выходом RS-триггера, разностный элемент управления выполнен на первом— третьем элементах ИЛИ вЂ” НЕ, выходы кото10 рых соединены соответственно с первыми входами второго, первого и с вторым входом второго элементов ИЛИ-НЕ, выход первого элемента ИЛИ вЂ” НЕ соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ вЂ” НЕ, выход ко15 торого соединен с выходом разностного элемента управления, вход которого соединен с вторыми входами первого и третьего элементов ИЛИ вЂ” НЕ, каждый (К-триггер выполнен на первом — четвертом элементах И—

20 НЕ, причем выходы первого, второго элементов И вЂ” НЕ соединены соответственно с первыми входами второго, первого элементов И-НЕ и соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого

25 элементов И вЂ” НЕ, выходы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами IK-триггера, соединены соответственно с вторыми входами четвертого и третьего элементов И вЂ” НЕ и соединены со30 ответственно с вторыми входами второго и первого элементов И вЂ” НЕ, выходы которых соединены соответственно с выходами установки в нулевое и единичное состояние выходного триггера IK-триггера, дополни35 тельные входы первого и второго элементов

И вЂ” НЕ являются соответственно I и К входами IK-триггера.

1721826

Х-3

7-1

1-2

7-3

1-

2-1

2-2

2-3 г-Ф

Ю-1

3-2

s-з з- -г

Ф 5 ф-

Составитель А. Фойда

Редактор Н. Бобкова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М, Демчик

Заказ 965 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