Формувач послідовності імпульсів типу меандр

Формувач послідовності імпульсів типу меандр, що 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, а також містить інвертор, двовходовий елемент АБО, ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора, старт/стоп-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 і 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 сполучений з виходом тривходового елемента АБО, один з входів якого поєдна U 2 (11) 1 3 на фіксований режим часових параметрів вихідних імпульсів. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, є формувач послідовності імпульсів типу меандр (патент на корисну модель України № 53542 від 11.10.2010), 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 завантажувальних 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/стоппристрій, якій 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 D-тригера, з одним входом першого та другого двовходового елемента 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 першого лічильника, входом інвертора, вихід якого поєднаний з входом дозволу рахування першого лічильника, з одним з входів двовходового елемента АБО; другий вхід тривходового елемента АБО сполучений з виходом переповнювання другого 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 першого 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; вхід дозволу рахування другого лічильника з'єднаний з виходом переповнювання першого лічильника; 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. Недолік відомого пристрою - обмежені функціональні можливості, а також 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. 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 вихо 59473 4 ду 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 в 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 завантажувальних даних, вхід дозволу режиму рахування, вхід асинхронної установки в нульовий стан, вихід переповнювання а також інвертор, двовходовий елемент АБО, ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора, старт/стоп-пристрій, якій 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 двовходового елемента 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 першого лічильника, входом інвертора, вихід якого поєднаний з входом дозволу рахування першого лічильника, з одним з входів двовходового елемента АБО; другий вхід тривходового елемента АБО сполучений з виходом переповнювання другого 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 першого 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; вхід дозволу рахування другого лічильника з'єднаний з виходом переповнювання першого лічильника; 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 введено два пріоритетні шифратори; при цьому виходи першого шифратора з'єднаний з відповідними входами подачі завантажуваних даних першого лічильника, виходи другого шифратора з'єднаниі з відповідними входами подачі завантажуваних даних другого лічильника; кожний і-й вхід першого шифратора з'єднаний з (і1)-м входом другого шифратора, які утворюють входи настройки формувача на заданий режим. 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 5 конструкції вхідних пристроїв формувача, технології його наступного виготовлення і зниження вартості, а також поширення функціональних можливостей. 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 завантажувальних даних Do - D3, вхід дозволу режиму рахування Ро, вхід асинхронної установки в нульовий стан R, вихід переповнювання Р4; інвертор 3; двовходовий елемент АБО 4; два пріоритетні шифратори 11,12; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора R1 5 і конденсатора С1 6; старт/стоп-пристрій, якій містить синхронний D-тригер 7 з входом асинхронної установки в нульовий стан R, два двовходові елементи 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 D-тригера 7 в нульовий стан; другий вхід елемента 9, який сполучений з виходом елемента 10, один з входів якого поєднаний з виходом переповнювання Р4 лічильника 1, входом інвертора 3, вихід якого поєднаний з входом дозволу рахування Ро лічильника 1, з одним з входів елемента 4, другий вхід елемента 10 сполучений з виходом переповнювання Р4 лічильника 2, 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 1; 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 з виходами пріоритетного шифратора 11; входи паралельного завантаження даних (D0-D3) лічильника 2 з'єднані з виходами пріоритетного шифратора 12; кожний і-й вхід шифратора 11 з'єднаний з (і-1)-м входом шифратора 12, які утворюють входи настройки формувача на заданий режим J0 - J15; вхід І15 шифратора 12 з'єднаний з рівнем логічного 0; тактуючі входи лічильників 1,2 сполучені між собою, утворюючи вхід формувача вхід подачі безперервної періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; тактуючий вхід D-тригера 7 утворює вхід подачі імпульсів запуску (Start). Формувач призначений для формування послідовності імпульсів типу меандр з переналагоджувальною тривалістю, кратною періоду тактуючих імпульсів Т, обумовленої значенням активного сигналу (логічної одиниці) на вході, який має більш високий пріоритет. 59473 6 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 обидва 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-тригера 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. Якщо стан усіх входів пріоритетних шифраторів неактивний (рівний 0), то подача тактуючих імпульсів на вхід формування стану лічильників не змінює. Якщо ж один або декілька входів шифраторів активні, то під час вступу першого (після закінчення перехідного процесу, пов'язаного із зняттям блокування) тактуючого імпульсу С по його фронту відбувається паралельне завантаження лічильників 1,2 значеннями сигналів, що подаються на відповідні входи D0 - D3 з відповідних виходів пріоритетних шифраторів, тобто лічильник 1 переходять у стан к, визначний значенням індексу входу Jk з найбільшим пріоритетом, на якій подано рівень логічної одиниці, а лічильник 2 переходять у стан менше на одиницю (k - 1). В результаті цього переходу сигнали на виходах переповнювання лічильників стають рівними логічної одиниці. Сигнал Р4 лічильника 2, що поступив на вхід L забороняє паралельне завантаження, сигнал Р4 з виходу Р4 лічильника 1, що поступив на вхід дозволу рахування Ро лічильника 2 забороняє режим рахування, тобто лічильник 2 7 переходить в режим зберігання завантаженого в нього конфігураційного слова. На вхід дозволу рахування Р0 лічильника 1 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 1 зменшуватиметься на одиницю, а стан лічильника 2 буде залишатися незмінним, рівним (k- 1), до тих пір, поки зміст лічильника 1 не стане рівним 0. Як тільки лічильник 1 перейде в стан 0, сигнал на його виході Р4 станерівним 0, що приведе до формування активного сигналу на вході дозволу рахування Р0 лічильника 2. Під час вступу наступного тактуючого імпульсу стан лічильника 2 зменшиться на одиницю, а стан лічильника 1 залишатиметься незмінним (рівним 0), до тих пір, поки зміст лічильника 2 не стане рівним 0, тобто формувач повернеться у вихідний стан. Якщо до цього моменту часу не відбудеться активація входу з більш високим пріоритетом и залишиться незмінним активність початкового, то надалі всі процеси повторюються. Якщо ж відбудеться активація входу з більш високим пріоритетом, то лічильник 1 переходять у стан к, визначаємий значенням індексу входу Jk з цим пріоритетом. Якщо ж до цього моменту часу активація входу з більш високим пріоритетом не буде мати місця, а початковий вхід стане неактивним, то лічильник 1 переходить у стан k, визначаємий значенням індексу ближчого входу Jk с пріоритетом більшим початкового. 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 1 генерується періодична послідовність імпульсів типу меандр, кратних періоду вхідних імпульсів, часові параметри яких (тривалість імпульсу, що дорівнює тривалості паузи) визначаються значенням індексу входу з найбільшим пріоритетом, на який поданий рівень логічної одиниці, тобто tи = tп = kT. Зупинка процесу формування вихідної послідовності імпульсів здійснюється подачею імпульсу, відповідного рівню логічного нуля, на вхід зупинки (Stop), що формує активний рівень сигналу на 59473 8 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 задавального генератора і до стану лічильників, тому найбільш вірогідний випадок, що у момент надходження його хоч би на 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, приєднаному 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 випливає, 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 обидва 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. Крім того, зупинку процесу формування вихідної послідовності імпульсів можна здійснювати зняттям активного рівня зі всіх входів настройки Jk. На фіг. 2 приведені графи переходів формувача для варіантів налагодження k = 1 (фіг. 2а), k = 2 (фіг. 2б) та k = 3 (фіг. 2в), що складаються з двох кілець (верхнє кільце - граф переходів лічильника 2, нижнє кільце - граф переходів лічильника 1) із загальною вершиною, відповідною нульовому стану лічильників, і епюри, що ілюструють роботу. На відміну від відомого пристрою наявність тільки однієї шини настроювання на заданий режим дозволило спростити конструкцію вхідних пристроїв формувача, технологію його виготовлення і знизити вартість, а наявність пріоритетної настройки розширює його галузь використання і функціональні можливості. 9 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 59473 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