Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

РЕВЕРСИВНЫЙ ДВОИЧНЫЙ СЧЕТЧИК - Патент РФ 2047272
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
РЕВЕРСИВНЫЙ ДВОИЧНЫЙ СЧЕТЧИК
РЕВЕРСИВНЫЙ ДВОИЧНЫЙ СЧЕТЧИК

РЕВЕРСИВНЫЙ ДВОИЧНЫЙ СЧЕТЧИК

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть применено в электронных устройствах, где необходимо осуществлять операции прямого и обратного счета импульсов и учитывать при этом знак результата. Сущность изобретения: реверсивный двоичный счетчик содержит счетный вход 1, две управляющие шины 2,3, шину опроса 4, триггер знака 5, триггер-указатель кода 6, триггер реверса 7, два формирователя 8,9 импульсов обращения, два дополнительных элемента ИЛИ 10,11, элемент И опроса 12 и три счетных разряда 13,14,15, каждый из которых состоит из элементов: И, ИЛИ и счетного триггера. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2047272
Класс(ы) патента: H03K23/86
Номер заявки: 5038158/10
Дата подачи заявки: 20.04.1992
Дата публикации: 27.10.1995
Заявитель(и): Дудченко Н.В.
Автор(ы): Дудченко Н.В.
Патентообладатель(и): Серпуховское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск им.Ленинского комсомола
Описание изобретения: Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть применено в электронных устройствах специального и общего назначения для прямого и обратного счета импульсов, учитывая при этом знак результата.
Известно устройство для счета импульсов [1] содержащее реверсивный счетчик, триггер, элемент И, три элемента ИЛИ, два элемента задержки, шину "Входная последовательность", шины (сложения и вычитания) управления реверсом, шину начальной установки, шину управления прямым кодом, шину управления обратным кодом. Данное устройство для счета импульсов может осуществлять суммирование и вычитание импульсов, поступающих на счетный вход, в зависимости от сигналов на шинах управления реверсом, учитывая при этом знак результата.
Недостатком устройства является его сложность, обусловленная наличием триггера и трех комбинационных элементов в каждом разряде реверсивного счетчика, имеющего счетный вход и две шины реверса и использованного в устройстве для счета импульсов.
Наиболее близким к предлагаемому является реверсивный счетчик [2] содержащий счетные триггеры, элементы И, ИЛИ, управляющие шины сложения и вычитания, шину опроса, счетный вход, триггер реверса, триггер-указатель кода и формирователь импульсов обращения.
Недостатком этого счетчика является его низкое быстродействие, обусловленное тем, что наибольшее время установки в режиме прямого или обратного счета равно сумме времен задержек всех элементов И, ИЛИ счетных разрядов и времени переключения всех счетных триггеров.
Целью изобретения является повышение быстродействия счетчика, а также надежности его функционирования путем исключения возможности непрерывного наличия сигнала на входе формирователя импульсов обращения.
Поставленная цель достигается тем, что в реверсивный двоичный счетчик, содержащий счетный вход, управляющие шины сложения и вычитания, шину опроса, триггер знака, триггер указатель кода, триггер реверса, соединенный входами установки в единичное и нулевое состояния с управляющими шинами вычитания и сложения соответственно, формирователь импульсов обращения, первый и второй дополнительные элементы ИЛИ, элемент И опроса, соединенный входами с шиной опроса и выходом триггера указателя кода, а выходом с первым входом первого дополнительного элемента ИЛИ, и счетные разряды, каждый из которых содержит элемент И, элемент ИЛИ и счетный триггер, соединенный счетным входом с выходом элемента ИЛИ, а выходом с первым входом элемента И своего разряда, причем выход элемента И каждого счетного разряда, кроме самого старшего, соединен с первым входом элемента ИЛИ последующего разряда, выход элемента И самого старшего счетного разряда соединен со счетным входом триггера знака, с первым входом второго дополнительного элемента ИЛИ, а также с первым входом элемента ИЛИ самого младшего счетного разряда, второй вход которого соединен со счетным выходом счетчика, а выход второго дополнительного элемента ИЛИ соединен со счетным входом триггера указателя кода, введен дополнительный формирователь импульсов обращения, и остальные связи выполнены иначе.
Отличие заявленного реверсивного двоичного счетчика от прототипа состоит в том, что прямой и инверсный выходы триггера реверса соединены со входами формирователей импульсов обращения, выходы которых соединены с вторым и третьим входами дополнительного элемента ИЛИ, соединенного выходом с вторым входом второго дополнительного элемента ИЛИ и с вторыми входами элементов ИЛИ всех счетных разрядов, а счетный вход счетчика соединен с вторым входом элемента И самого младшего счетного разряда, выход элемента И каждого счетного разряда, кроме самого старшего, соединен с вторым входом элемента И последующего разряда.
Таким образом, изобретение соответствует критерию "новизна".
Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения с другими техническими решениями, реализующими построение счетчиков данного типа, не позволил выявить в них признаки, являющиеся в предлагаемом решении отличительными по сравнению с прототипом и служащие той же цели. Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".
Возможность получения положительного эффекта подтверждена экспериментально и обусловлена наличием в промышленном производстве разнообразной элементной базы, имеющей триггеры со счетным входом, RS-или JK-триггеры, элементы И, ИЛИ, и дискретные радиоэлементы, позволяющие реализовать простые схемы формирователей импульсов обращения.
Особенностями предлагаемого реверсивного двоичного счетчика являются:
1) использование счетных триггеров, переключающихся по заднему фронту импульсов, поступающих на их счетчные входы;
2) использование формирователей импульсов обращения, формирующих импульc на выходе по заднему фронту входного сигнала;
3) использование двухвходовых элементов И;
4) использование двух- и трехвходовых элементов ИЛИ;
5) необходимость устанавливать и переключать режим работы счетчика путем подачи сигнала на управляющие шины сложения и вычитания до поступления импульсов на его счетный вход для исключения сбоев счетчика;
6) необходимость подавать сигнал на шину опроса для считывания результатов счета в прямом коде.
На чертеже представлена функциональная схема трехразрядного реверсивного двоичного счетчика.
Реверсивный двоичный счетчик содержит счетный вход 1, управляющие шины сложения 2 и вычитания 3, шину опроса 4, триггер знака 5, триггер указатель кода 6, триггер реверса 7, два формирователя 8, 9 импульсов обращения, дополнительные элементы ИЛИ 10, 11, элемент И опроса 12, три счетных разряда 13.15, каждый из которых содержит счетный триггер 13.1 (14.1, 15.1), элемент И 13.2 (14.2, 15,2) и элемент ИЛИ 13.3 (14.3, 15.3).
Триггер реверса 7 своим R-входом соединен с управляющей шиной сложения 2, S-входом с управляющей шиной вычитания 3, а выходами с входами формирователей 8, 9 импульсов обращения, выходы которых соединены с вторым и третьим входами первого дополнительного элемента ИЛИ 10. Выход элемента И опроса 12, соединенного с входами с прямым выходом триггера указателя кода 6 и шиной опроса 4, соединен с первым входом первого дополнительного элемента ИЛИ 10, выход которого соединен со вторым входом второго дополнительного элемента ИЛИ 11, вторыми входами элементов ИЛИ 14.3, 15.3 и третьим входом элемента ИЛИ 13,3. Счетный вход 1 соединен с вторыми входами элементов И 13,2, ИЛИ 13.3, первый вход последнего совместно со счетным входом триггера знака 5 и первым входом второго дополнительного элемента ИЛИ 11 соединен со счетным входом элемента И 15.2, выход второго дополнительного элемента ИЛИ 11 cоединен cо cчетным входом триггера указателя кода 6. Счетные входы триггеров 13.1, 14.1, 15.1 соединены с выходами элементов ИЛИ 13.3, 14.3, 15.3 соответственно, а прямые выходы этих триггеров с первыми входами элементов И 13.2, 14.2, 15.2 соответственно. Выход элемента И 13.2 соединен с первым входом элемента ИЛИ 14.3 и вторым входом элемента И 14.2, а выход элемента И 13.2 с первым входом элемента ИЛИ 15.3 и вторым входом элемента И 15.2.
Реверсивный двоичный счетчик работает следующим образом.
В исходном состоянии счетчика все триггеры установлены в "0". Для приведения в исходное состояние необходимо установить счетчик в режим прямого счета подачей сигнала на управляющую шину сложения 2, при этом устанавливается в "0" триггер реверса 7. Затем производится установка в нулевое состояние остальных триггеров подачей сигнала на их установочные R-входы по шине "Обнуление" (показана пунктирной линией).
Перед приходом на вход 1 первого счетного импульса подается сигнал управления прямым или обратным счетом на шину 2 или 3 (после установки счетчика в исходное состояние для осуществления режима прямого счета сигнала на шину 2 может не подаваться).
Если сигнал подан на шину 2, счетчик работает в режиме прямого счета, при этом состояние ни одного из триггеров не меняется, в счетчике записано число 000, триггер знака и триггер указатель кода находятся в нулевых состояниях. С приходом каждого счетного импульса на вход 1 счетчик будет увеличивать свое состояние на единицу. Так, например, с приходом пяти счетных импульсов в счетчике будет записано 101, триггер знака 5 при этом будет иметь нулевое состояние, что соответствует положительному числу. Триггер указатель кода 6 также находится в нулевом состоянии, соответствующем прямому коду, элемент И опроса 12 закрыт нулевым сигналом с его прямого выхода, поэтому поступление сигнала по шине опроса 4 не изменит состояние триггеров в счетчике.
Для выполнения обратного счета перед поступлением последовательности вычитаемых импульсов на счетный вход 1 необходимо подать сигнал на управляющую шину вычитания 3. При этом триггер реверса 7 переключится в единичное состояние, по заднему фронту сигнала на его инверсном выходе формирователь 9 импульса обращения cформирует импульс обращения, который поступит через элементы ИЛИ 10, 11, 13.3, 14.3, 15.3 на счетные входы триггеров 13.1, 14.1, 15.1 и триггера реверса 7, переключив их при этом в противоположные состояния. Если результат счета был 101, то после переключения режима счета с прямого на обратный в счетчике будет записано 010. С поступлением последовательности импульсов на счетный вход 1 число импульсов будет суммироваться с обратным кодом ранее накопленного в счетчике результата. Так, например, с приходом трех счетных импульсов в счетчике будет записано 101, триггер знака 5 будет находиться в единичном, а триггер указатель кода 6 в нулевом состоянии.
Для получения результата в прямом коде подается импульс опроса по шине 4, который через открытый единичным сигналом с выхода триггера указателя кода 6 элемент И опроса 12 и элементы ИЛИ 10, 13.3, 14,3, 15,3 поступает в счетные входы триггеров 13.1, 14.1, 15.1, переключая их в противоположные состояния. Результат счета составит, таким образом, 010. Нулевое состояние триггера знака 5 соответствует положительному числу.
Аналогичным образом будет осуществляться процесс счета и с отрицательными числами, с тем отличием, что триггер указатель кода 6 будет переключаться не только сигналами с управляющих шин 2, 3, но и в результате перехода состояния счетчика из области отрицательных чисел в область положительных и наоборот. Переключение бу-дет осуществляться при поступлении оче- редного счетного импульса, если счетчик на- ходился в соcтоянии 111 (обратный код нуля) через второй дополнительный элемент ИЛИ 11.
Технико-экономический эффект от изобретения обусловлен повышением быстродействия счетчика. Для прототипа время установки счетчика, определяемое суммарной задержкой последовательной передачи информации со счетного входа до старшего разряда счетчика, выражается формулой:
tуст.макс=N˙ (tИ+tИЛИ+tT)+tИЛИ+tT+ τи
где N количество счетных разрядов.
tИ время задержки элемента И,
tИЛИ время задержки элемента ИЛИ,
tТ время переключения счетного триггера,
τи длительность счетного импульса.
Для предлагаемого реверсивного двоичного счетчика время установки выражается формулой:
tуст.макс=N˙ tИ + 2 ˙ tИЛИ+2˙ tТ + τи.
Как следует из приведенных формул, время установки предлагаемого счетчика по сравнению с прототипом меньше на величину
(N-1) ˙ (tИЛИ+tТ).
Таким образом, при тех же функциональных возможностях, что и у прототипа, предлагаемый счетчик характеризуется меньшим временем установки, что позволяет уменьшить временные паузы для переключения режимов счета, увеличить частоту следования счетных импульсов при параллельном считывании информации с разрядов счетчика.
Формула изобретения: РЕВЕРСИВНЫЙ ДВОИЧНЫЙ СЧЕТЧИК, содержащий счетный вход, управляющие шины сложения и вычитания, шину опроса, триггер знака, триггер-указатель кода, триггер реверса, соединенный своими входами установки в единичное и в нулевое состояние с управляющими шинами вычитания и сложения соответственно, формирователь импульсов обращения, первый и второй дополнительные элементы ИЛИ, элемент И опроса, соединенный своими входами с выходом триггера указателя кода и с шиной пороса, а выходом с первым входом первого дополнительного элемента ИЛИ, и счетные разряды, каждый из которых содержит элемент И, элемент ИЛИ и счетный триггер, соединенный своим счетным входом с выходом элемента ИЛИ, а выходом с первым входом элемента И своего разряда, причем выход элемента И каждого счетного разряда, кроме самого старшего, соединен с первым входом элемента ИЛИ последующего разряда, выход элемента И самого старшего счетного разряда соединен со счетным входом триггера знака, с первым входом второго дополнительного элемента ИЛИ и с первым входом элемента ИЛИ самого младшего счетного разряда, второй вход которого соединен со счетным входом счетчика, а выход второго дополнительного элемента ИЛИ соединен со счетным входом триггера указателя кода, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности функционирования счетчика, в его состав введен дополнительный формирователь импульсов обращения, прямой и инверсный выходы триггера реверса соединены с входами формирователей импульсов обращения, выходы которых соединены с вторыми и третьими входами дополнительного элемента ИЛИ, соединенного своим выходом с вторым входом второго дополнительного элемента ИЛИ и с вторыми входами элементов ИЛИ всех счетных разрядов, а счетный вход счетчика соединен с вторым входом элемента И самого младшего счетного разряда, выход элемента И каждого счетного разряда, кроме самого старшего, соединен с вторым входом элемента И каждого последующего разряда.