Формувач послідовності імпульсів типу меандр

Формувач послідовності імпульсів типу меандр, який містить два реверсивні двійкові лічильники, кожен з яких має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід налагодження на режим підсумовування/віднімання, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі завантажуваних даних, вхід дозволу режиму рахування, вхід асинхронної установки в нульовий стан, вихід переповнювання; інвертор; двовходовий елемент АБО; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора; старт/стопний пристрій, який містить синхронний D-тригер з входом асинхронної установки у нульовий стан, перший і другий двовходові елементи І, тривходовий елемент АБО; при цьому загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом Dтригера, з одним входом першого та другого двовходових елементів І; вихід першого двовходового елемента І сполучений з входом асинхронної установки D-тригера в нульовий стан; другий вхід другого елемента І, який сполучений з виходом тривходового елемента АБО, один з входів якого поєднаний з виходом переповнювання другого лічильника, входом інвертора, вихід якого поєдна U 2 (11) 1 3 товий генератор. Авторське свідоцтво СРСР №354544. - Бюлетень винаходів. №30, 1972). Недолік відомих пристроїв - обмежені функціональні можливості, обумовлені налагоджуванням на фіксований режим часових параметрів вихідних імпульсів. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, є формувач імпульсів (заявка на корисну модель України № U201004192 від 6.04.2010), який містить: два реверсивні двійкові лічильники, кожен з яких має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід налагодження на режим підсумовування/віднімання, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі завантажуваних даних, вхід дозволу режиму рахування, вхід асинхронної установки в нульовий стан, вихід переповнювання; інвертор; двовходовий елемент АБО; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора; старт/стопний пристрій, якій містить синхронний Dтригер з входом асинхронної установки у нульовий стан, перший і другий двовходові елементи І, тривходовий елемент АБО; при цьому загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним входом першого та другого двовходового елемента І; вихід першого двоходового елемента І сполучений з входом асинхронної установки Dтригера в нульовий стан; другий вхід другого елемента І, який сполучений з виходом тривходового елемента АБО, один з входів якого поєднаний з виходом переповнювання другого лічильника, входом інвертора, вихід якого поєднаний з входом дозволу рахування другого лічильника, з одним з входів двовходового елемента АБО; другий вхід тривходового елемента АБО сполучений з виходом переповнювання першого лічильника, з його входом дозволу синхронного паралельного завантаження і з другим входом двовходового елемента АБО, вихід якого з'єднаний з входом дозволу синхронного паралельного завантаження другого лічильника; третій вхід тривходового елемента АБО сполучений з виходом D-тригера; вихід другого елемента І з'єднаний з входами асинхронної установки лічильників в нульовий стан; входи паралельного завантаження даних другого лічильника утворюють входи надавання конфігураційного слова, визначаючого тривалість вихідних імпульсів; тактуючі входи першого та другого лічильників сполучені між собою, утворюючи вхід формувача вхід подачі безперервної періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; тактуючий вхід D-тригера утворює вхід подачі імпульсів запуску. Недоліком відомого пристрою є складність конструкції вхідних пристроїв формувача, технології його виготовлення і, як наслідок, висока вартість, обумовлені необхідністю використання двох шин настроювання на заданий режим, в той час як, при використанні відомого пристрою в режимі формування періодичної послідовності імпульсів типу меандр з переналагоджувальним періодом, наявність другої шини настроювання необов'язкова. 58272 4 В основу корисної моделі поставлено завдання удосконалення формувача імпульсів з переналагоджувальною (програмованою) тривалістю, кратною 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, забезпечення спрощення конструкції вхідних пристроїв формувача і, як наслідок, спрощення технології його виготовлення і зменшення вартості. Поставлене завдання вирішується тим, що формувач імпульсів, який містить: два реверсивні двійкові лічильники, кожен з яких має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід налагодження на режим підсумовування/віднімання, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі завантажуваних даних, вхід дозволу режиму рахування, вхід асинхронної установки в нульовий стан, вихід переповнювання; інвертор; двовходовий елемент АБО; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора; старт/стопний пристрій, якій містить синхронний Dтригер з входом асинхронної установки у нульовий стан, перший і другий двовходові елементи І, тривходового елемент АБО; при цьому загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним входом першого та другого двохвходового елемента І; вихід першого двоходового елемента І сполучений з входом асинхронної установки Dтригера в нульовий стан; другий вхід другого елемента І, який сполучений з виходом тривходового елемента АБО, один з входів якого поєднаний з виходом переповнювання другого лічильника, входом інвертора, вихід якого поєднаний з входом дозволу рахування другого лічильника, з одним з входів двовходового елемента АБО; другий вхід тривходового елемента АБО сполучений з виходом переповнювання першого лічильника, з його входом дозволу синхронного паралельного завантаження і з другим входом двовходового елемента АБО, вихід якого з'єднаний з входом дозволу синхронного паралельного завантаження другого лічильника; третій вхід тривходового елемента АБО сполучений з виходом D-тригера; вихід другого елемента І з'єднаний з входами асинхронної установки лічильників в нульовий стан; входи паралельного завантаження даних другого лічильника утворюють входи надавання конфігураційного слова, визначаючого тривалість вихідних імпульсів; тактуючі входи першого та другого лічильників сполучені між собою, утворюючи вхід формувача вхід подачі безперервної періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; тактуючий вхід D-тригера утворює вхід подачі імпульсів запуску, відповідно до корисної моделі в нього введено другий тривходовий елемент АБО, при цьому перший вхід тривходового елемента АБО поєднаний з виходом другого розряду другого лічильника; другий вхід тривходового елемента АБО поєднаний з виходом третього розряду другого лічильника, третій вхід тривходового елемента АБО поєднаний з виходом четвертого розряду другого лічильника; вихід другого тривходового 5 елемента АБО поєднаний з входом дозволу рахування першого лічильника; входи паралельного завантаження даних першого лічильника поєднани зі входами паралельного завантаження даних другого 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 - спрощення конструкції вхідних пристроїв формувача, технології його наступного виготовлення і зниження вартості. 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 два реверсивні двійкові лічильники 1,2, кожен з яких має: вхід подачі тактових імпульсів С, вхід налагодження на режим підсумовування/віднімання U, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження L і входи подачі завантажуваних даних D0-D3, вхід дозволу режиму рахування Ро, вхід асинхронної установки в нульовий стан R, вихід переповнювання Р4; інвертор 3; двовходовий елемент АБО 4; тривходовий елемент АБО 11; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора R1 5 і конденсатора С1 6; старт/стопний пристрій, якій містить синхронний D-тригер 7 з входом асинхронної установки в нульовий стан R, два двовходових елемента І 8, 9, тривходовий елемент АБО 10; при цьому загальна точка послідовно сполучених резистора 5 і конденсатора 6 сполучена з інформаційним входом D-тригера 7, з одним входом елемента 8 і з одним входом елемента 9; другий вхід елемента 8 утворює вхід подачі імпульсів зупинки (Stop) формування вихідних імпульсів; вихід елемента 8 сполучений з входом асинхронної установки Dтригера 7 в нульовий стан; другий вхід елемента 9, який сполучений з виходом елемента 10, один з входів якого поєднаний з виходом переповнювання Р4лічильника 2, входом інвертора 3, вихід якого поєднаний з входом дозволу рахування Ро лічильника 2, з одним з входів елемента 4, другий вхід елемента 10 сполучений з виходом переповнювання Р4 лічильника 1, з його входом дозволу синхронного паралельного завантаження L і з другим входом елемента 4, вихід якого з'єднаний з входом дозволу синхронного паралельного L завантаження лічильника 2; третій вхід елемента 10 сполучений з виходом Q D-тригера 7; вихід елемента 9 з'єднаний з входами R асинхронної установки лічильників в нульовий стан; входи паралельного завантаження даних (D0-D3) лічильника 1 з'єднані зі входами паралельного завантаження даних (D0-D3) лічильника 2, які утворюють входи надавання конфігураційного слова B  b3b2b1b0 ; тактуючі входи лічильників 1,2 сполучені між собою, утворюючи вхід формувача - вхід подачі безперервної періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; тактуючий вхід Dтригера 7 утворює вхід подачі імпульсів запуску (Start). 58272 6 Формувач призначений для формування послідовності імпульсів типу меандр з переналагоджувальною тривалістю, кратною періоду тактуючих імпульсів Т, обумовленої значенням конфігураційного слова B  b3b2b1b0 , що подається на входи паралельного завантаження даних DoD3 лічильника 2. Працює формувач в наступній послідовності. 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 їхніх виходах, приєднаних до входів R асинхронної установки в нульовий стан відповідно D-тригера 7 і лічильників 1,2. Після закінчення перехідного процесу, пов'язаного з включенням джерела живлення D-тригер 7 і обоє лічильники переходять в нульовий стан, формуючи рівень логічного нуля відповідно на виході Q Dтригера 7 і на виходах переповнювання Р4 лічильників 1, 2, що веде до формування рівня логічного нуля на виході тривходового елемента АБО 10, вихід якого з'єднаний з входом елемента І 9, що забезпечує підтвердження (блокування) рівня логічного нуля на його виході, і по закінченню перехідного процесу, пов'язаного із зарядом конденсатора 6, 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 останніх 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 С D-трігера 7 по його фронту тригер переходить в одиничний стан (Q=1), формуючи рівень логічної одиниці на виході елемента АБО 10, а отже на вході та виході елемента І 9, що забезпечує рівень логічної одиниці на входах R лічильників 1, 2, знімаючи блокування. Нульове значення сигналу з виходу переповнювання Р4 лічильника 1 поступає на входи дозволу синхронного паралельного завантаження L лічильників 1, 2, готуючи їх до прийому інформації з входів D0-D3. Під час вступу першого (після закінчення перехідного процесу, пов'язаного із зняттям блокування) тактуючого імпульсу С по його фронту відбувається паралельне завантаження лічильників значеннями сигналів, що подаються на відповідні входи D0-D3, тобто лічильники 1, 2 переходять у стан В. В результаті цього переходу сигнали на виходах переповнювання лічильників стають рівними логічної одиниці. Сигнал Р4 лічильника 1, що поступив на вхід L забороняє паралельне завантаження. Якщо значення конфігураційного слова B  b3b2b1b0 більше одиниці, то сигнал на виході елемента АБО 11, що поступив на вхід дозволу рахування Р0 лічильника 1 забороняє режим рахування, тобто лічильник 1 переходить в режим зберігання завантаженого в нього конфігураційного 7 слова В. На вхід дозволу рахування Р0 лічильника 2 сигнал переповнювання Р4 з його виходу подається через інвертор, отже, сигнал дозволу рахування активний (дорівнює рівню логічного 0). Під час вступу другого (після закінчення перехідного процесу, пов'язаного із зняттям блокування) і всіх подальших тактуючих імпульсів, вміст лічильника 2 зменшуватиметься на одиницю, а стан лічильника 1 буде залишатися незмінним (рівним В ), до тих пір, поки вміст лічильника 2 не стане рівним 1. Як тільки лічильник 2 перейде в стан 1 сигнал на виході елемента АБО 11 стане рівним 0, що призведе до формування активного сигналу на вході дозволу рахування Р0 лічильника 1. Під час вступу наступного тактуючого імпульсу стан лічильника 1 стане рівним В-1, а стан лічильника 2 стане рівним 0. Під час вступу подальших тактуючіх імпульсів зміст лічильника 1 зменшуватиметься на 1, а стан лічильника 2 залишатиметься незмінним (рівним 0), до тих пір, поки зміст лічильника 1 не стане рівним 0, тобто формувач повернеться у вихідний стан. Надалі всі процеси повторюються. Таким чином, після закінчення перехідного процесу, пов'язаного із зняттям блокування, під час вступу на вхід С формувача періодичної послідовності імпульсів з періодом Т на виході переповнювання Р4 лічильника 2 генерується періодична послідовність імпульсів типу меандр, кратних періоду вхідних імпульсів, часові параметри яких (тривалість імпульсу, що дорівнює тривалості паузи) визначаються значенням конфігураційного слова В: tи  tп  BT . Зупинка процесу формування вихідної послідовності імпульсів здійснюється подачею імпульсу, відповідного рівню логічного нуля, на вхід зупинки (Stop), що формує активний рівень сигналу на вході R асинхронної установки D-тригера 7, що призводить до переходу його в нульовий стан (Q=0). Імпульс Stop, як правило, асинхронний по відношенню до імпульсів задаючого генератора і 58272 8 до стану лічильників, тому найбільш вірогідний випадок, що у момент поступлення його хоч би один з лічильників знаходитиметься у стані, відмінному від нульового, яке характеризується рівнем логічної одиниці на відповідних виходах переповнювання, з'єднаних з входами елемента АБО 10, обумовлюючи рівень логічної одиниці на його виході, приєднаного до входу елемента І 9. Оскільки на другому вході цього елемента також рівень логічної одиниці, визначуваний напругою на конденсаторі 6, який зарядився при включенні джерела живлення, то на виході елемента І 9, а отже, і на входах R лічильників 1, 2 також буде рівень логічної одиниці. Звідси витікає, що у момент вступу імпульсу припинення генерації не станеться, обумовлюючи тим самим запобігання спотворенню останнього імпульсу у вихідній послідовності. Зі вступом кожного чергового імпульсу на вхід формувача С відбуватиметься перехід лічильників відповідно до алгоритму до тих пір, поки обоє вони не виявляться в нульовому стані, в результаті, на всіх входах елемента АБО 10 і його виході буде сформований рівень логічного 0, обумовлюючи рівень логічного нуля на вході та виході елемента І 9, що призведе до блокування нульового стану лічильників, а отже, до припинення процесу генерації. Зі вступом наступного імпульсу запуску всі процеси повторюються. На фіг. 2 приведений граф переходів формувача, що складається з двох кілець (верхнє кільце - граф переходів лічильника 1, нижнє кільце - граф переходів лічильника 2) із загальною вершиною, відповідною нульовому стану лічильників, і епюри, що ілюструють роботу, для варіанту налагодження В=6. На відміну від відомого пристрою наявність тільки однієї шини настроювання на заданий режим дозволило спростити конструкцію вхідних пристроїв формувача, технічною його виготовлення і знизити вартість. 9 Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 58272 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