Лічильник імпульсів

Лічильник імпульсів, що містить вхідну шину і n розрядів, кожен з яких містить тригер, два елементи І, елемент НІ, перший елемент АБО і суматор, а розряди з другого по k-й, де k - контрольне число, менше числа розрядів, але більше нуля, містять другий елемент АБО, перша група входів суматора з'єднана з прямим і інверсним виходами тригера, входи установки в одиницю і в нуль якого з'єднані відповідно з виходами першого і другого елементів І, перший вхід другого елемента І з'єднаний з входом елемента НІ, вихід якого з'єднаний з першим входом першого елемента І, другі входи першого і другого елементів І кожного розряду, починаючи з (k+1)-го, з'єднані з виходом другого елемента І попереднього розряду, друга група входів суматора з'єднана з виходами суматора подальшого розряду, вхідна шина з'єднана з другими входами першого і другого елементів І першого розряду, а також з третіми входами перших елементів І, починаючи з другого по k-й розряд, перший, другий входи і вихід першого елемента АБО з'єднані відповідно з прямим виходом тригера, з виходом суматора, відповідним k-му числу, і з входом елемента НІ, вихід другого елемента АБО з'єднаний з другим входом першого елемента І, а перший вхід другого елемента АБО і другий вхід U 2 (19) 1 3 кожному розряді перший, другий входи і виходи першого елементу АБО з'єднані відповідно з прямими виходами тригера, виходом суматора, відповідним k-му числу, і з входом елементу НЕ, вихід другого елементу АБО з'єднаний з другим входом першого елементу І, третій вхід якого з'єднаний з вхідною шиною, перший вхід другого елементу АБО з'єднаний з виходом другого елементу І попереднього розряду, виходи суматора першого розряду, відповідні числам з «0» по (k+1)-е, з'єднані відповідно з другими входами других елементів АБО з k-го розряду по другій і з третім входом першого елементу І першого розряду. Це пристрій найближчий до того, що заявляється по технічній суті і результату, що досягається, тому вибраний за прототип. Проте відоме технічного рішення не володіє здатністю генерування кодових комбінацій біноміального модифікованого коду. В основу корисної моделі поставлено завдання удосконалення лічильника імпульсів шляхом введення нових елементів і нових зв'язків за рахунок чого здійснюється генерування кодових комбінацій біноміального модифікованого коду, що забезпечує розширення функціональних можливостей лічильника. Поставлене завдання вирішується тим, що у відомий лічильник імпульсів, що містить вхідну шину і n розрядів, кожен з яких містить тригер, два елементи І, елемент НІ, перший елемент АБО і суматор, а розряди з другого по k-й, де k - контрольне число, менше числа розрядів, але більше нуля, містять другий елемент АБО, перша група входів суматора з'єднана з прямим і інверсним виходами тригера, входи установки в одиницю і в нуль якого з'єднані відповідно з виходами першого і другого елементів І, перший вхід другого елементу І з'єднаний з входом елементу НІ, вихід якого з'єднаний з першим входом першого елементу І, другі входи першого і другого елементів І кожного розряду, починаючи з (k+1)-го, з'єднані з виходом другого елементу І попереднього розряду, друга група входів суматора з'єднана з виходами суматора подальшого розряду, вхідна шина з'єднана з другими входами першого і другого елементів І першого розряду, а також з третіми входами перших елементів І, починаючи з другого по k-й розряд, перший, другий входи і вихід першого елементу АБО з'єднані відповідно з прямим виходом тригера, з виходом суматора відповідним k-му числу і з входом елементу НЕ, вихід другого елементу АБО з'єднаний з другим входом першого елементу І, а перший вхід другого елементу АБО і другий вхід другого елементу І з виходом другого елементу І попереднього розряду, згідно корисної моделі додатково введені перша і третя група з k елементів АБО і друга група з k-1 елементів АБО, перша група з k елементів І, мультиплексор і кільцевий розподільник, рахунковий вхід якого з'єднаний з виходом першого елементу І n-го розряду, а його виходи, відповідні числам з k-го по нульове, з'єднані з другою групою входів, з нульового входу на k-й вхід суматора n-го розряду, виходи кільцевого розподільника з'єднані також з першими входами мультиплексора, а другі входи мультиплек 48328 4 сора з'єднані з виходами суматора першого розряду, виходи мультиплексора відповідні числам з 0 по k-1-е, з'єднані відповідно з другими входами других елементів АБО з k-го розряду по другий розряд і з третім входом першого елементу І першого розряду, виходи мультиплексора заведені на входи k елементів АБО першої групи, при цьому входи i-го елементу АБО, де i=1, ..., k, з'єднані з виходами мультиплексора, відповідні числам з нульового по k-і виходи елементів АБО, з'єднані відповідно з другими входами k елементів І першої групи, виходи яких починаючи з другого елементу, з'єднані відповідно з другими входами k-1 елементу АБО другої групи, починаючи з першого елементу АБО другої групи з k-1 елементів АБО, на перші входи елементів Із 1-го по k-е першої групи заведені виходи і-х елементів АБО третьої групи з 1-го по k-й входи яких з'єднані з виходами кільцевого розподільника, відповідні числам з k-го по kі+1. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак корисної моделі і технічним результатом полягає в наступному. Введення вищезгаданих конструктивних елементів і зв'язків надає можливість розширити функціональні можливості пристрою за рахунок введення кільцевого розподільника, що дозволяє перебирати всі комбінації з певним числом одиниць, а потім перемикатися на наступне число одиниць. При цьому формування комбінацій біноміальної модифікованої коди проводиться за допомогою введених елементів І та АБО. На Фіг.1 приведений п'ятирозрядний лічильник імпульсів з контрольним числом k=4, що працює в біноміальному модифікованому коді з параметрами n=7, k=4 і кількістю дозволених одиниць тих, що належать множині ω={0,1,2,3,4}, на Фіг.2 - реалізація мультиплексора. Лічильник імпульсів містить перші елементи АБО 1.1 - 1.5, тригери 2.1 - 2.5, елементи НІ 3.1 3.5, перші елементи І 4.1 - 4.5, другі елементи І 5.1 - 5.5, другі елементи АБО 6.1 - 6.3, суматори 7.1 7.5, вхідну шину 8, першу групу з k елементів АБО 9.1-9.4, другу групу з k-1 елементів АБО 10.1 10.3, вихідні шини 11.1 - 11.6, кільцевий розподільник 12, мультиплексор 13, третю групу з k елементів АБО 14.1 - 14.4, першу групу з k елементів І 15.1 - 15.4. Перші групи входів суматорів 7.1 - 7.5 з'єднані з прямим і інверсним виходами тригерів 2.1 - 2.5, входи установки в одиницю яких з'єднані відповідно з виходами перших елементів І 4.1 - 4.5, входи установки в нуль тригерів 2.1 - 2.5 з'єднані відповідно з виходами других елементів І 5.1 - 5.5, перші входи других елементів 15.1 - 5.5 з'єднані відповідно з виходами перших елементів АБО 1.1 - 1.5 і з входами елементів НІ 3.1 - 3.5, виходи яких з'єднані з першими входами перших елементів І 4.1 4.5, виходи других елементів І 5.1 - 5.3 з'єднані відповідно з першими входами других елементів АБО 6.1 - 6.3, а елемент І 5.4 з другим входом першого елементу І 4.5 і з'єднані відповідно з другими входами других елементів І 5.2 - 5.5, другі входи перших елементів І 4.2 - 4.4 з'єднані відповідно з виходами других елементів АБО 6.1 - 6.3, 5 48328 вхідна шина 8 з'єднана з другим входом першого елементу І 4.1, з другим входом другого елементу І 5.1 із третіми входами перших елементів І 4.2 4.4, перші входи перших елементів АБО 1.1 - 1.5 з'єднані відповідно з прямими виходами тригерів 2.1 - 2.5, другі входи перших елементів АБО 1.1 1.5 з'єднані з виходами суматорів 7.1-7.5, відповідними контрольному числу к, другі групи входів суматорів 7.1 - 7.4 з'єднані відповідно з виходами суматорів 7.2 - 7.5, а суматора 7.5 з виходами кільцевого розподільника 12, рахунковий вхід якого з'єднаний з виходом елементу І 5.5, а виходи кільцевого розподільника 12 з'єднані також з першими входами мультиплексора 13, на другі входи мультиплексора 13 заведені виходи суматора 7.1 першого розряду, виходи мультиплексора 13 відповідних числам з 0 по k-1-е, з'єднані відповідно з другими входами других елементів АБО 6.1 - 63 з k-го розряду по другий розряд і з третім входом першого елементу І 4.1 першого розряду, виходи мультиплексора 13 заведені на входи елементів АБО 9.1 - 9.4 першої групи, при цьому входи і-го елементу АБО 9.1 - 9.4, де, і=1, ..., k з'єднані з виходами мультиплексора 13, відповідні числам з нульового по k-і виходи елементів АБО 9.1 - 9.4, з'єднані відповідно з другими входами елементів І 15.1 - 15.47 першої групи, виходи яких починаючи 6 з другого елементу 15.2, з'єднані відповідно з другими входами елементів АБО 10.1 - 10.3 другої групи, починаючи з першого елементу АБО 10.1 другої групи з k-1 елементів АБО 10.1 - 10.3, на перші входи елементів І 15.1 -15.4 з 1-го по k-й першої групи заведені виходи і-х елементів АБО 14.1 - 14.4 третьої групи з 1-го по k-й входи яких з'єднані з виходами кільцевого розподільника 12, відповідні числам з k-го по k-і+1. Кодова комбінація біноміального модифікованого коду знімається з вихідних шин 11.1 - 11.6 з'єднаних відповідно з виходом елементу І 15.1, з виходами елементів АБО 10.1 - 10.3, з прямими виходами тригерів 2.4 - 2.5. Мультиплексор 13 (фіг. 2) містить k+1 елемент АБО 16.1 - 16.5 і (k+1) групу елементів І, в першій групі (k+1) елемент І 17.1 - 17.5, в другій k елементів І 18.1 - 18.4 і так далі до (k+1)-ої групи, в якій один елемент І 21. На перші входи j-го елементу І і-ої групи, де j=1, ..., (k+2-i) та і=1, ..., (k+1), подані сигнали з (k+1-j)-го виходу розподільника імпульсів. На другі входи j-го елементу І і-ої групи подані сигнали з (j+і-2)-го суматора 7.1. Стани лічильника що працює в біноміальному модифікованому коді з параметрами n=7, k=4 та ω={0,1,2,3,4} приведено в таблиці. Таблиця Пор. номер Параметри n та k проміжного біноміального коду Комбінація проміжного біноміального коду 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 n'=2 k'=0 n'=3 k'=1 0 00 01 10 000 010 011 100 101 110 0000 0100 0110 0111 1000 1010 1011 1100 1101 1100 00000 01000 01100 01110 01111 10000 10100 10110 10111 11000 11010 11011 11100 11101 11110 n'=4 k'=3 n'=5 k'=3 n'=6 k'=4 Комбінація в коді з постійною вагою з параметрами n та k 00 001 010 100 0011 0101 0110 1001 1010 1100 00111 01011 01101 01110 10011 10101 10110 11001 11010 11100 001111 010111 011011 011101 011110 100111 101011 101101 101110 110011 110101 110110 111001 111010 111100 Стан лічильника 000000 001000 010000 100000 001100 010100 011000 100100 101000 110000 001110 010110 011010 011100 100110 101010 101100 110010 110100 111000 001111 010111 011011 011101 011110 100111 101011 101101 101110 110011 110101 110110 111001 111010 111100 7 Як видно з таблиці комбінації біноміального модифікованого коду з числом одиниць qi є комбінаціями рівноважного коду завдовжки n-1+qi-k з кількістю одиниць qi з додатковими k-qi нульовими розрядами до довжини n-1. Так комбінація біноміального модифікованого коду 010000 виходить на основі комбінації коду з постійною вагою 010 з числом одиниць qi=1, завдовжки r=n-1+qi-k=7-1+14=3, шляхом дописування до неї k-qi=4-1=3 нульових розрядів справа. Комбінацію рівноважного коду з числом одиниць qi можна отримати на основі комбінації проміжного біноміального коду з параметрами n=n-1+qi-k та k'=qi. Лічильник імпульсів працює таким чином. У початковому стані в кільцевому розподільнику імпульсів 12 присутня одиниця на нульовому виході. Всі тригери 2.1 - 2.5 лічильника встановлені в нуль. На виходах суматорів 7.1 - 7.5 присутні сигнали логічної одиниці на четвертих виходах. На вихідних шинах 11.1 - 11.6 формується нульова кодова комбінація 000000, оскільки на прямих виходах тригерів 2.1 - 2.5 - нульові сигнали, а одиничний сигнал, який поступає з нульового виходу мультиплексора 13 через елементи АБО 9.1 - 9.4, блокується на елементах І 15.2 - 15.4 нульовими сигналами з виходів елементів АБО 14.1 - 14.3 і на елементі І 15.1 нульовим сигналом з четвертого виходу кільцевого розподільника імпульсів 12. З приходом першого тактового імпульсу на вхідну шину 8 одиничний сигнал проходить через елемент І 5.1, який відкритий одиничним сигналом з четвертого виходу суматора 7.1 через елемент АБО 1.1. В результаті одиничний сигнал проходить через елемент І 5.1, а також послідовно через елементи І 5.2 - 5.5, які відкриті одиничними сигналами з четвертих виходів суматорів 7.2 - 7.5 відповідно. Одиничний сигнал з виходу елементу І 5.5 поступає на тактовий вхід кільцевого розподільника імпульсів 12 внаслідок чого нульовий розряд кільцевого розподільника імпульсів 12 переходить в нульовий стан, а перший - в одиничний. Тригери 2.1..2.5 зберігають свій нульовий стан, оскільки на їх R входи подаються сигнали з виходів елементів І 5.1 - 5.5. Комбінація в коді з постійною вагою з параметрами n'=3 та k'=1 формується за допомогою одиничного сигналу з нульового виходу мультиплексора 13, який через елемент АБО 9.4 поступає на другий вхід елементу І 15.4, який відкритий одиничним сигналом з першого виходу кільцевого розподільника імпульсів 12 через елемент АБО 14.4. На виходах елементів 15.1 - 15.3 будуть нульові сигнали, оскільки на їх перші входи подаються нульові сигнали з другого по четвертий вихід кільцевого розподільника імпульсів 12 через елементи 14.1 - 14.3. У результаті на вихідних шинах 11.1-11.6 отримуємо кодову комбінацію - 001000, що поступає відповідно з виходу елементу АБО 9.1, виходів елементів АБО 10.110.3 і прямих виходів тригерів 2.4 - 2.5 лічильника. З приходом чергового тактового сигналу одиничний сигнал з нульового виходу мультиплексора 13 проходить через елемент АБО 6.3 на вхід елементу І 4.4. Оскільки з одиничного виходу тригера 2.4 поступає нульовий сигнал на елемент АБО 1.4, 48328 8 а на другий його вхід поступає нульовий сигнал з четвертого виходу суматора 7.4, то елемент І 5.4 закритий нульовим сигналом, а елемент І 4.4 відкритий одиничним сигналом з елементу НІ 3.4. Тому тактовий сигнал, що поступає на вхідну шину 8, встановлює тригер 2.4 в одиничний стан. Формування вихідної комбінації відбувається таким чином. На першому виході мультиплексора 13 з'являється одиничний сигнал, який поступає на перші входи елементів АБО 9.1 - 9.3 (елемент АБО 9.4 першого входу не має). Внаслідок цього на виходах цих елементів також з'являється одиничний сигнал, оскільки на нульовому вході елементу АБО 9.4 відсутній сигнал, то і на його виході буде нульовий сигнал. Сигнали з елементів АБО 9.1-9.3 поступають на другі входи елементів І 15.1 - 15.3. Проте елементи 15.1 - 15.3 блоковані нульовими сигналами з другого, третього і четвертого виходів кільцевого розподільника 12 через схеми АБО 14.1 - 14.3. В результаті на вихідних шинах 11.1 - 11.4 отримані нулі, розряд 11.6, знаходиться в нулі, а 11.5, знаходиться в одиниці, оскільки на прямому виході тригера 2.4 присутній сигнал логічної одиниці, тобто отримана комбінація коди 010000. Оскільки при стані лічильника 010000 на виходах суматорів 7.1 - 7.4 присутня одиниця, то з приходом чергового тактового сигналу одиничний сигнал поступає на елемент І 5.1 і проходить через елементи І 5.2 - 5.4. Таким чином, відбувається скидання в нуль тригерів 2.1 - 2.4. Оскільки тригер 2.5 знаходиться в нулі і на виході суматора 7.5 також присутній нуль, то елемент АБО 1.5 видає нуль і через елемент НІ 3.5 дозволяє сигналу скидання встановити тригер 2.5 в одиницю. Формування вихідної комбінації відбувається таким чином. На першому виході мультиплексора 13 з'являється одиничний сигнал, який поступає на перші входи елементів АБО 9.1 - 9.3 (елемент АБО 9.4 першого входу не має). Внаслідок цього на виходах цих елементів також з'являється одиничний сигнал, оскільки на нульовому вході елементу АБО 9.4 відсутній сигнал, то і на його виході сигнал також відсутній. Сигнали з елементів АБО 9.1 9.3 поступають на другі входи елементів І 15.1 15.3. Проте елементи 15.1 - 15.3 блоковані нульовими сигналами з другого, третього і четвертого виходів кільцевого розподільника 12 через схеми АБО 14.1 - 14.3. В результаті на вихідних шинах 11.1 - 11.5 отримані нулі, а 11.6, знаходиться в одиниці, оскільки на прямому виході тригера 2.5 присутній сигнал логічної одиниці, тобто отримана комбінація коди 100000. При стані лічильника 100000 на виходах суматорів 7.1 - 7.5 присутня одиниця. З приходом тактового імпульсу на вхідну шину 8 одиничний сигнал поступає на елемент І 5.1, який відкритий одиничним сигналом з четвертого виходу суматора 7.1. В результаті одиничний сигнал проходить через елемент І 5.1, а також послідовно через елементи І 5.2 - 5.5, які відкриті одиничними сигналами з виходів суматорів 7.2 - 7.5 через елементи АБО 1.2 - 1.5 відповідно. Одиничний сигнал з виходу елементу І 5.5 поступає на тактовий вхід кільцевого розподільника 12, внаслідок чого пер 9 ший розряд розподільника переходить в нульовий стан, а другий - в одиничне. Стан тригерів 2.1 - 2.4 не змінюється, а тригер 2.5 скидається в нульовий стан, оскільки на його R вхід подається сигнал з виходу елемента І 5.5. Вихідна комбінація формується таким чином. Одиничний сигнал з нульового виходу мультиплексора 13 через елементи АБО 9.3 - 9.4 поступає на других входу елементів І 15.3 - 15.4, які відкриті одиничним сигналом з другого виходу кільцевого розподільника імпульсів 12 через елементи АБО 14.4 - 14.3 відповідно. На виходах елементу 15.1 буде нульовий сигнал, оскільки на його перший вхід подається нульовий сигнал з четвертого виходу кільцевого розподільника імпульсів 12 через елемент АБО 14.1, а на елементі 15.2 буде нульовий сигнал, оскільки на його перший вхід подається нульовий сигнал з третього і четвертого виходу кільцевого розподільника імпульсів 12 через елемент 14.2. У результаті на вихідних шинах 11.1 - 11.6 отримуємо кодову комбінацію - 001100, що поступає відповідно з виходу елементу АБО 9.1, виходів елементів АБО 10.110.3 і прямих виходів тригерів 2.4 - 2.5 лічильника. З приходом чергового тактового сигналу одиничний сигнал з нульового виходу мультиплексора 13 проходить через елемент АБО 6.3 на вхід елементу І 4.4. Оскільки з одиничного виходу тригера 2.4 поступає нульовий сигнал на елемент АБО 1.4, а на другий його вхід поступає нульовий сигнал з четвертого виходу суматора 7.4, то елемент І 5.4 закритий нульовим сигналом, а елемент І 4.4 відкритий одиничним сигналом з елементу НІ 3.4. Тому тактовий сигнал, що поступає на вхідну шину 8, встановлює тригер 2.4 в одиничний стан. Формування вихідної комбінації відбувається таким чином. На першому виході мультиплексора 13 з'являється одиничний сигнал, який поступає на перші входи елементів АБО 9.1 - 9.3 (елемент АБО 9.4 першого входу не має). Внаслідок цього на виходах цих елементів також з'являється одиничний сигнал, оскільки на нульовому вході елементу АБО 9.4 відсутній сигнал, то і на його виході буде нульовий сигнал. Сигнали з елементів АБО 9.1 - 9.3 поступають на другі входи елементів І 15.1 - 15.3. Проте елемент І 15.1 блокований нульовим сигна 48328 10 лом з четвертого виходу кільцевого розподільника 12 через схему АБО 14.1, а елемент 15.2, з третього і четвертого виходу кільцевого розподільника 12 через схему АБО 14.2. Сигнал на виході елементу 15.3 рівний одиниці, оскільки на виході елементи 14.3 присутній одиничний сигнал з другого розряду кільцевого розподільника імпульсів, і сигнал на виході елементу 9.3 також рівний одиниці. В результаті на вихідних шинах 11.1 - 11.2, 11.4 отримані нулі, розряд 11.6, знаходиться в нулі, а 11.3 рівний одиниці, оскільки сигнал на виході елементу І 15.3 теж рівний одиниці і розряд 11.5, знаходиться в одиниці, оскільки на прямому виході тригера 2.4 присутній сигнал логічної одиниці, тобто отримана комбінація коди 010100. Аналогічним чином будуть сформовані і решта всіх комбінацій коди з числом одиниць 011000, 100100, 101000, 110000. При знаходженні лічильника імпульсів в стані 110000, на четвертому виході суматора 7.1 присутня одиниця, черговий тактовий сигнал проходить через елементи І 5.1 - 5.5, скидає тригери 2.4, 2.5 в нульовий стан і встановлює третій розряд розподільника імпульсів 12 в стан "1". Сигнал "1" з виходу третього розряду розподільника імпульсів 12 поступає через елементи АБО 14.2 - 14.4, на входи елементів 115.2 - 15.4, а сигнал з нульового виходу мультиплексора 13 - на входи елементів АБО 9.1 - 9.4. В результаті на вихідних шинах 11.1 - 11.6 з'являється кодова комбінація 001110. З приходом чергових тактових імпульсів відбувається перебір кодових комбінацій з трьома одиничними розрядами. Після закінчення перебору кодових комбінацій з трьома одиничними розрядами розподільник імпульсів 12 переходить в черговий стан і задає режим роботи лічильнику імпульсів з чотирма одиничними розрядами. Потім аналогічно перебираються комбінації з чотирма одиничними розрядами. При знаходженні лічильника в 34-му стані, коли на вихідних шинах сформована кодова комбінація 111100, черговий тактовий сигнал скидає тригери 2.1 - 2.5 в "0" і встановлює розподільник імпульсів 12 в початковий стан (00001), на виходах лічильника з'являється комбінація 000000. 11 48328 12 13 Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 48328 Підписне 14 Тираж 26 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