Формувач імпульсів з перенастроювальною тривалістю і періодом проходження

Формувач імпульсів з перенастроювальною тривалістю і періодом проходження імпульсів, який містить два двійкових реверсивних лічильники, налагоджених на режим віднімання, з входами синхронного паралельного завантаження, входами дозволу режиму рахування і входами асинхронної установки в нульовий стан; інвертор; двовходовий елемент АБО; старт/стопний пристрій, який містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки в нульовий стан, тривходовий елемент АБО, два двовходових елементи І; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних конденсатора і резистора, підключеного до джерела живлення, загальна точка яких сполучена з інформаційним входом D-тригера і з одним входом першого та другого двовходових елементів І; другий вхід першого двовходового елемента І утворений входом подачі імпульсів зупинки процесу формування вихідних імпульсів; вихід першого елемента І з'єднаний з входом асинхронної установки D-тригера в нульовий стан; другий вхід другого елемента І утворений виходом тривходового елемента АБО; вихід другого елемента І з'єднаний з входами асинхронної установки лічильників в нульовий стан; U 2 (11) 1 3 на фіксований режим часових параметрів вихідної послідовності імпульсів. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, є формувач тактових імпульсів (заявка на корисну модель України № U 2010 04192 від 06.04. 2010), який містить два двійкових реверсивних лічильника, налагоджених на режим віднімання, з входами синхронного паралельного завантаження, входами дозволу режиму рахування і входами асинхронної установки в нульовий стан; інвертор; двовходовий елемент АБО; старт/стопний пристрій, який містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки в нульовий стан, тривходовий елемент АБО, два двовходових елементи І; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних конденсатора і резистора, підключеного до джерела живлення, загальна точка яких сполучена з інформаційним входом Dтригера і з одним входом першого та другого двовходових елементів І; другий вхід першого двовходового елемента І утворений входом подачі імпульсів зупинки процесу формування вихідних імпульсів; вихід першого елемента І з'єднаний з входом асинхронної установки D-тригера в нульовий стан; другий вхід другого елемента І утворений виходом тривходового елемента АБО; вихід другого елемента І з'єднаний з входами асинхронної установки лічильників в нульовий стан; вихід переповнення першого лічильника з'єднаний з входом синхронної паралельної установки його в стан, визначуваний конфігураційними змінними, що подаються на входи паралельного завантаження, з одним із входів тривходового елемента АБО і з'єднаний з одним із входів двовходового елемента АБО, вихід якого з'єднаний з входом синхронного паралельного завантаження другого лічильника; входи паралельного завантаження лічильника утворюють входи подачі налагоджувального слова, визначаючого тривалість вихідного імпульсу; вихід переповнення другого лічильника, що утворює вихід формувача, з'єднаний з входом дозволу режиму рахування першого лічильника, з другим входом двовходового елемента АБО, з одним із входів тривходового елемента АБО і з входом інвертора, вихід якого з'єднаний з входом дозволу режиму рахування цього лічильника; третій вхід тривходового елемента АБО утворює вихід D-тригера; тактуючі входи першого і другого лічильників сполучені між собою, утворюючи вхід формувача - вхід подачі періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; тактуючий вхід D-тригера утворює вхід подачі імпульсів запуску. Недолік відомого пристрою - обмежені функціональні можливості. У основу корисної моделі поставлено завдання удосконалення формувача імпульсів з програмованими часовими параметрами, кратними періоду безперервної періодичної послідовності імпульсів, що подаються на її вхід з виходу кварцового генератора, шляхом введення нового складу елементів і нової організації взаємних з'єднань між ними, забезпечити розширення функціональних можливостей. 57377 4 Поставлене завдання вирішується тим, що в формувачі імпульсів з перенастроювальною тривалістю і періодом проходження імпульсів, який містить два двійкових реверсивних лічильника, налагоджених на режим віднімання, з входами синхронного паралельного завантаження, входами дозволу режиму рахування і входами асинхронної установки в нульовий стан; інвертор; двовходовий елемент АБО; старт/стопний пристрій, який містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки в нульовий стан, тривходовий елемент АБО, два двовходових елементи І; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних конденсатора і резистора, підключеного до джерела живлення, загальна точка яких сполучена з інформаційним входом D-тригера і з одним входом першого та другого двовходових елементів І; другий вхід першого двовходового елемента І утворений входом подачі імпульсів зупинки процесу формування вихідних імпульсів; вихід першого елемента І з'єднаний з входом асинхронної установки D-тригера в нульовий стан; другий вхід другого елемента І утворений виходом тривходового елемента АБО; вихід другого елемента І з'єднаний з входами асинхронної установки лічильників в нульовий стан; вихід переповнення першого лічильника з'єднаний з входом синхронної паралельної установки його в стан, визначуваний змінними, що подаються на входи паралельного завантаження, з одним із входів тривходового елемента АБО і з'єднаний з одним із входів двовходового елемента АБО, вихід якого з'єднаний з входом синхронного паралельного завантаження другого лічильника; входи паралельного завантаження лічильника утворюють входи подачі налагоджувального слова, яке визначає тривалість вихідного імпульсу; вихід переповнення другого лічильника, що утворює вихід формувача, з'єднаний з входом дозволу режиму рахування першого лічильника, з другим входом двовходового елемента АБО, з одним із входів тривходового елемента АБО і з входом інвертора, вихід якого з'єднаний з входом дозволу режиму рахування цього лічильника;третій вхід тривходового елемента АБО утворює вихід D-тригера; тактуючі входи першого і другого лічильників сполучені між собою, утворюючи вхід формувача - вхід подачі періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; тактуючий вхід Dтригера утворює вхід подачі імпульсів запуску, відповідно до корисної моделі введено двійковий суматор і чотири додаткових інвертори, при цьому виходи інверторів з'єднані з однією із вхідних шин суматора; входи другої шини суматора з'єднані з входами подачі налагоджувального слова, що визначає тривалість періоду вихідних імпульсів; входи інверторів утворюють входи подачі налагоджувального слова, що визначає тривалість вихідного імпульсу; виходи порозрядних сум суматора з'єднані з входами паралельного завантаження першого лічильника. Заявлений формувач має новий склад елементів і нову організацію взаємозв'язків між ними, тобто містить нову сукупність ознак, які забезпечують нові технічні властивості. Технічний результат, як наслідок цих властивостей - розширення 5 функціональних можливостей формувача за рахунок незалежного програмування часових параметрів формованих імпульсів. На Фіг.1 приведена схема формувача. На Фіг.2 приведений граф переходів формувача, а на Фіг.3 - епюри, що ілюструють роботу формувача для одного варіанту налагодження. Формувач містить перший 1 та другий 2 реверсивні лічильники, кожен з яких має: вхід подачі імпульсів синхронізації (С), вхід дозволу режиму рахування (Ро), вхід налагодження на режим підсумовування/ віднімання (U), вхід асинхронної установки лічильника в нульовий стан (R), вхід синхронного паралельного завантаження (L), входи подачі завантажувальних даних (D0-D3); інвертор 3, вихід якого з'єднаний з входом дозволу режиму рахування лічильника 2; двовходовий елемент АБО 4, вихід якого з'єднаний з входом синхронного паралельного завантаження лічильника 2; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора 5 (R1) і конденсатора 6 (С1) і загальна точка якого утворює інформаційний вхід D-тригера і перший вхід двовходових елементів І 8, 9; старт/ стопний пристрій, який містить синхронний D-тригер 7 з входом асинхронної установки в нульовий стан, двовходовий елемент І 8, вихід якого з'єднаний з входом асинхронної установки D-тригера 7 в нульовий стан, двовходовий елемент І 9, вихід якого з'єднаний з входами асинхронної установки лічильників 1, 2 в нульовий стан, тривходовий елемент АБО 10; тактуючий вхід Dтригера утворює вхід подачі імпульсів запуску (Start); другий вхід елемента І 8 утворює вхід подачі імпульсів зупинки (Stop) формування вихідних імпульсів; другий вхід елемента І 9 утворює вихід тривходового елемента АБО 10; перший вхід елемента АБО 10 утворює вихід переповнення лічильника 2, який з'єднаний з входом дозволу режиму рахування лічильника 1 і з одним із входів елемента АБО 4; другий вхід елемента АБО 10 утворює вихід переповнення лічильника 1, який з'єднаний з входом синхронного паралельного завантаження цього лічильника і з другим входом елемента АБО 4; третій вхід елемента АБО 10 утворює вихід (Q) D-тригера 7; двійковий суматор з входом перенесення; інвертори 12, 13, 14, 15, входи яких утворені входами подачі налагоджувальних змінних суматора 11, а виходи з'єднані з входами Ао -А3 суматора 11 відповідно; входи подачі налагоджувальних змінних суматора 11 з'єднані з входами подачі налагоджувальних змінних лічильника 2; виходи порозрядних сум суматора 11 з'єднані з входами паралельного завантаження лічильника 1; тактуючі входи першого (С) і другого (С) лічильників сполучені між собою, утворюючи вхід формувача - вхід подачі періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора (С). Працює формувач в наступній послідовності. Формувач призначений для формування періодичної послідовності імпульсів, часові параметри яких (тривалість імпульсу, період) кратні періоду тактуючих імпульсів (Т), що поступають на вхід визначаються значеннями конфігураційних слів В = b3b2b1b0 та Ρ = р2р2р1р0. 57377 6 Наявність ланцюжка, що складається із поєднаних послідовно резистора 5 і конденсатора 6, підключеного до шини живлячої напруги (Е), при включенні джерела живлення протягом деякого проміжку часу формує рівень логічного нуля на входах елементів 8 та 9, забезпечуючи формування рівня логічного нуля на їх виходах, приєднаних до входів асинхронної установки в нульовий стан відповідно D-тригера і лічильників 1, 2. Після закінчення перехідного процесу, пов'язаного з включенням джерела живлення D-тригер і обидва лічильника переходять в нульовий стан, формуючи рівень логічного нуля відповідно на виході (Q) Dтригера і на виходах переповнення лічильників 1, 2, що веде до формування рівня логічного нуля на виході тривходового елемента 10, приєднаного до входу елемента 9, що забезпечує підтвердження (блокування) рівня логічного нуля на його виході і по закінченню перехідного процесу, пов'язаного із зарядом конденсатора 6, коли напруга на ньому перевищить рівень логічного нуля, що забезпечує рівень логічного нуля на входах (R) асинхронної установки лічильників 1, 2 в нульовий стан. Оскільки режим асинхронної установки лічильників в нульовий стан має пріоритет по відношенню до всіх інших режимів, то до тих пір, поки на вході елемента 9 (а отже і на його виході) зберігатиметься рівень логічного нуля, нульовий стан лічильників залишатиметься незмінним. Під час вступу імпульсу запуску (Start) на тактуючий вхід D-тригера по його фронту тригер переходить в одиничний стан (Q=1), формуючи рівень логічної одиниці на виході елемента 10, а отже на вході і виході елемента І 9, що забезпечує рівень логічної одиниці на входах R лічильників 1, 2, знімаючи блокування. Активний сигнал з виходу переповнення лічильника 1 поступає на вхід дозволу синхронного паралельного завантаження лічильника 1 і на один вхід двовходового елемента АБО 4, готуючи лічильники 1, 2 до прийому інформації з входів D. Під час вступу першого (після закінчення перехідного процесу, пов'язаного із зняттям блокування) тактуючого імпульсу (С) по його фронту відбувається паралельне завантаження лічильників значеннями налагоджувальних змінних, що подаються на відповідні входи D, тобто лічильники 1, 2 переходять у стан S і стан В відповідно. Стан S відповідає завантаженню порозрядних сум з виходів суматора, налагодженого на режим Р-В-1. Стан В відповідає завантаженню змінних b3b2b1b0. В результаті цього переходу виходи переповнення обох лічильників стають неактивними. Неактивний сигнал переповнення лічильника 2 переводить лічильник 1 в стан зберігання завантаженого значення і дозволяє рахування лічильника 2. Неактивний вихід переповнення лічильника 1 забороняє завантаження в лічильники значень налагоджувальних змінних. Стан виходів лічильника 2 змінюється з приходом кожного тактуючого імпульсу, зменшуючись на 1. Лічильник 1 знаходитиметься в стані зберігання доки лічильник 2 не перейде в стан логічного нуля і на його виході переповнення не сформується активний сигнал. В результаті переходу виходу переповнення лічильника 2 в 7 активний стан рахування лічильника 1 буде дозволено, а лічильник 2 перейде в стан зберігання логічного нуля. Даний стан зберігатиметься доки на виходах Q лічильника 1 не буде сформовано значення логічного нуля. Після переходу виходу переповнення лічильника 1 в активний стан буде дозволено паралельне завантаження на входи D лічильників 1, 2 значень налагоджувальних змінних. Тобто формувач перебуває в стані, визначеному після перехідного процесу в ланцюжку живлення. Далі зміна станів формувача повторюється. Таким чином, після закінчення перехідного процесу, пов'язаного із зняттям блокування, під час вступу на вхід формувача періодичної послідовності імпульсів з періодом Τ на виході переповнювання лічильника 1 генерується періодична послідовність імпульсів, кратних періоду вхідних імпульсів, часові параметри яких (тривалість імпульсу - tи, період дотримання) визначаються значеннями конфігураційних змінних Р і В: tи =BT,Tв= tи + tп=PT. Зупинка процесу подачі вихідної послідовності імпульсів здійснюється подачею імпульсу, відповідного рівню логічного нуля, на вхід зупинки (Stop), що формує активний рівень на вході асинхронної установки D-тригера в нульовий стан. В результаті цього на виході Q D-тригера буде сформовано рівень логічного нуля. Оскільки імпульс Stop, як правило, асинхронний по відношенню до всієї системи в цілому, імовірніше за все, що лічильники 1 і 2 не обов'язково перебуватимуть в нульовому стані. Це вказує на те, що хоча б на одному виході переповнення і на вході елемента АБО 10 буде 57377 8 рівень логічної одиниці, чим зумовлюється наявність активного сигналу на виході елемента АБО 10 і на вході елемента І 9. Оскільки за рахунок напруги на конденсаторі 6, який зарядився в результаті підключення живлення на другому вході елемента І також рівень логічної одиниці, відповідні входи установки лічильників в нульовий стан знаходитимуться в неактивному стані. Ця ситуація триватиме доки обидва лічильники не перейдуть в нульовий стан, чим буде зумовлено формування на виході елемента АБО 10 рівня логічного нуля. В результаті цього на виході елемента І 9 також буде сформовано рівень логічного нуля, тобто на входи асинхронної установки лічильників в нульовий стан буде подано активний сигнал і лічильники будуть переведені в нульовий стан. Таким чином, лічильники 1, 2 заблоковані в нульовому стані і формування послідовності імпульсів припинено. При подачі імпульсу запуску (Start) всі процеси повторюються. На Фіг.2 приведений граф переходів формувача, що складається з двох кілець (верхнє - граф переходів лічильника 2, нижнє - граф переходів лічильника 1) із загальною вершиною, відповідною нульовому стану лічильників, і епюри для варіанту налагодження Р=12, В=5, що ілюструють роботу. Незалежне програмування тривалості імпульсів і періоду, а також наявність старт/стопного пристрою, що забезпечує запобігання спотворенню першого і останнього вихідного імпульсів в серії, розширює область використання і функціональні можливості формувача. 9 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 57377 Підписне 10 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601