DE10159905B4

DE10159905B4 - Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler und Verwendung desselben für einen Festkörper-Bildsensor

Info

Publication number: DE10159905B4
Application number: DE10159905A
Authority: DE
Inventors: Mutsumi Hamaguchi
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2001-12-06
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2021-12-07
Also published as: KR100429737B1; JP2002176353A; KR20020045565A; US20030108142A1; DE10159905A1; TW529245B; JP3657191B2; US6639963B2

Abstract

Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler, der sowohl aufwärts als auch abwärts zählen kann, mit:
– einem unidirektionalen Gray-Code-Zähler (3), der nur in einer Richtung aufwärts oder abwärts zählen kann;
– einer mit der höchstwertigen Zählstufe des unidirektionalen Gray-Code-Zählers (3) verbundenen Auswähleinrichtung (4) für das höchste Bit, die dieses empfängt und es entsprechend dem logischen Zustand eines Zählrichtungssteuersignals (MIR) selektiv entweder unverändert oder invertiert ausgibt, wobei
mit allen Zählstufen des unidirektionalen Gray-Code-Zählers (3) eine Startzähldaten-Einstelleinrichtung (5) zur Einstellung eines Zählstartdatums, welches als Gray-Code Datenwert vorliegt, mit dem der unidirektionale Gray-Code-Zähler (3) zu zählen beginnt, verbunden ist, welche, abhängig vom logischen Zustand des Zählrichtungssteuersignals (MIR) nur das höchste Bit des Zählstartdatums invertiert, wenn der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler (2) in einer Richtung entgegengesetzt zu derjenigen zählt, in der der unidirektionale Gray-Code-Zähler (3) zählt und das höchste Bit der höchstwertigen Zählstufe des unidirektionalen Gray-Code-Zählers unverändert zuführt, wenn der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler in derselben Richtung zählt, in der der...

Description

Die Erfindung betrifft einen Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler, der sowohl aufwärts als auch abwärts zählen kann und eine Verwendung desselben für einen Festkörper-Bildsensor.

Herkömmliche Zähler sind Binärcodezähler, die einen Binärcode verwenden, wie in der 3 dargestellt. In der 3 ist ein Binärcode dargestellt, bei dem jedes Codewort aus fünf Bits besteht. Bei einem Binärcodezähler können sich mehrere Bits gleichzeitig ändern, wenn der in Dezimalnotation repräsentierte Zählwert um Eins inkrementiert wird. Wenn sich z. B. der Zählwert in Dezimalnotation von 0 auf 1 ändert, ändert sich das binäre Codewort von 00000 auf 00001, wobei sich nur ein Bit ändert; wenn sich dagegen der Zählwert in Dezimalnotation von 15 auf 16 ändert, ändert sich das Codewort von 01111 auf 10000, so dass sich fünf Bits gleichzeitig ändern. Je größer die Anzahl sich gleichzeitig ändernder Bits ist, desto mehr elektrischer Strom wird verbraucht, um die Änderung zu erzielen, was elektrische Störsignale erzeugt. Derartige elektrische Störsignale können zu Wechselwirkungen zwischen den Signalen im Zähler und damit zu einer Fehlfunktion des gesamten Systems führen.

Als Zähler mit geringeren elektrischen Störsignalen, wie sie sich aus einer gleichzeitigen Änderung mehrerer Bits ergeben, wie oben beschrieben, wurden Gray-Code-Zähler vorgeschlagen, die einen Gray-Code verwenden, wie in der 3 dargestellt. In der 3 ist ein Gray-Code dargestellt, bei dem jedes Codewort aus fünf Bits besteht. Bei einem Gray-Code unterscheiden sich zwei aufeinanderfolgende Zählwerte in Dezimalnotation nur um ein Bit, und sie sind hinsichtlich der anderen Bits identisch. D. h., dass sich zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Zählwerten in Dezimalnotation nur ein Bit ändert. Im Ergebnis benötigt ein Gray-Code-Zähler weniger elektrischen Strom zum Erzielen einer Bitänderung als ein Binärcodezähler, und so kann er elektrische Störsignale verringern, die sich aus einer gleichzeitigen Änderung mehrerer Bits ergeben.

Andererseits verwenden einige Festkörper-Bildsensoren eine Abtastschaltung vom Decodiertyp. Eine Abtastschaltung vom Decodiertyp tastet die Adresse ab, die mit dem von einem Zähler ausgegebenen Wert übereinstimmt. Bei einem Festkör per-Bildsensor führt das Abtasten ab der Adresse mit dem kleinsten Wert nach oben zu einem normalen Bildmodus, während das Abtasten von der Adresse mit dem größten Wert nach unten zu einem Spiegelbildmodus führt. Daher ist es zum Betreiben eines Festkörper-Bildsensors sowohl im normalen als auch im Spiegelbildmodus erforderlich, einen Zähler 2u verwenden, der sowohl nach oben als auch nach unten zählen kann.

Ein typisches Beispiel für eine in einem herkömmlichen Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler verwendete Logikschaltung, die mit verringerten Störsignalen arbeitet und die sowohl nach oben als auch nach unten zählen kann, ist in der 6 dargestellt. In der G ist ein herkömmlicher Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler vom Typ mit fünf Bits dargestellt. Dieser herkömmliche Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 10 ist mit einer Aufwärtszähl-Takterzeugungsschaltung 11 und einer Abwärtszähl-Takterzeugungsschaltung 12 versehen. Abhängig von einem Befehlssignal MIR wählt eine Taktsignal-Umschaltstufe 13 zwischen dem von der Aufwärtszähl-Takterzeugungsschaltung 11 und dem von der Abwärtszähl-Takterzeugungsschaltung 12 ausgegebenen Signal aus und führt das gewählte Signal Flipflops FF11 bis FF15 zu. Genauer gesagt, gibt die Taktsignal-Umschaltstufe 13 zum Aufwärtszählen das Signal von der Aufwärtszähl-Takterzeugungsschaltung 11 aus, und zum Abwärtszählen gibt sie das Signal von der Abwärtszähl-Takterzeugungsschaltung 12 aus.

Zu Beispielen von Zweirichtungs-Gray-Code-Zählern, die mit einem Logikschaltungsabschnitt zum Aufwärtszählen und einem solchen zum Abwärtszählen versehen sind, gehört nicht nur der in der 6 dargestellte Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler, sondern auch derjenige, wie er in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegung Nr. H1-251822 offenbart ist.

Der oben beschriebene herkömmliche Zweirichtungs- Gray-Code-Zähler ist sowohl mit einem Logikschaltungsabschnitt zum Aufwärtszählen als auch einem solchen zum Abwärtszählen versehen. In nachteiliger Weise erfordert diese Konfiguration das zusätzliche Anbringen eines Logikschaltungsabschnitts, der beim Abwärtszählen arbeitet, wie er sich bei einem nur nach oben zählenden Gray-Code-Zähler nicht findet, weswegen ein größerer Schaltungsumfang erforderlich ist.

EP 0 459 248 A1 zeigt in 7 und beschreibt auf Seite 6, Zeilen 35 bis 49 einen modifizierten Gray-Code-Zähler, der für sich ein Vorwärts-/Rückwärtszähler ist, denn das Vorwärts-/Rückwärtsauswahlsignal wird nicht nur zur Auswahl der Ausgangssignale Q und Q verwendet, sondern beeinflusst auch die Interfacelogik der MSB-Zählstufe 14a.

Auch ein in EP 0 691 744 A beschriebener Gray-Code-Zähler ist an sich als Vorwärts-/Rückwärtszähler konstruiert.

In DE 691 30 780 T2 ist ein einen Gray-Code-Zähler verwendendes CCD-Bildaufnahmegerät beschrieben, in der der Gray-Code-Zähler immer nur in einer Richtung arbeitet, um Impulse eines Referenztaktsignals zu zählen und Gray-Code-Ausgangssignale zu erzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler mit kleinerem Schaltungsumfang bereitzustellen, der insbesondere eine Verwendung für einen Festkörper-Bildsensor so ermöglicht, dass dieser zwischen einem normalen und einem Spiegelbildmodus umschaltbar ist, aber dennoch miniaturisiert werden kann.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird der erste Aufgabenteil gelöst durch einen Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler, der sowohl aufwärts als auch abwärts zählen kann, mit:

– einem unidirektionalen Gray-Code-Zähler, der nur in einer Richtung aufwärts oder abwärts zählen kann;
– einer mit der höchstwertigen Zählstufe des unidirektionalen Gray-Code-Zählers verbundenen Auswähleinrichtung für das höchste Bit, die dieses empfängt

und es entsprechend dem logischen Zustand eines Zählrichtungssteuersignals selektiv entweder unverändert oder invertiert ausgibt, wobei mit allen Zählstufen des unidirektionalen Gray-Code-Zählers eine Startzähldaten-Einstelleinrichtung zur Einstellung eines Zählstartdatums, mit dem der unidirektionale Gray-Code-Zähler zu zählen beginnt, verbunden ist, welche, abhängig vom logischen Zustand des Zählrichtungssteuersignals nur das höchste Bit des Zählstartdatums invertiert, wenn der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler in einer Richtung entgegengesetzt zu derjenigen zählt, in der der unidirektionale Gray-Code-Zähler zählt und das höchste Bit der höchstwertigen Zählstufe des unidirektionalen Gray-Code-Zählers unverändert zuführt, wenn der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler in derselben Richtung zählt, in der der unidirektionale Gray-Code- Zähler zählt.

Der zweite obige Aufgabenteil wird gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung gelöst durch Verwendung eines Zweirichtungs-Gray-Code-Zählers nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für eine Abtasteinrichtung zum sequentiellen Lesen von Signalen aus fotoelektrischen Wandlerelementen eines Festkörper-Bildsensors mit einer Vielzahl fotoelektrischer Wandlerelemente.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Diese und andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlich.

1 ist ein Konfigurationsdiagramm eines nicht zur Erfindung zählenden Beispiels eines Zweirichtungs-Gray-Code-Zählers;

2 ist ein Konfigurationsdiagramm des Zweirichtungs- Gray-Code-Zählers einer Ausführungsform der Erfindung;

3 ist ein Diagramm, das Codewörter eines Binärcodes und eines Gray-Codes zeigt, die Zählwerten in Dezimalnotation entsprechen;

4 ist ein Diagramm, das Zählwerte in Dezimalnotation und die entsprechenden Codewörter eines Gray-Codes mit invertiertem höchstem Bit zeigt;

5 ist ein zeitbezogenes Diagramm, das den Aufwärtszählvorgang des Zwei richtungs-Gray-Code-Zählers der 1 zeigt;

6 ist ein Logikschaltbild eines herkömmlichen Zweirich tungs-Gray-Code-Zählers;

7 ist ein Logikschaltbild des Zweirichtungs-Gray-Code-Zählers der 1;

8 ist ein Konfigurationsdiagramm der im Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler der 2 vorhandenen Zählstartdaten-Einstellschaltung;

9 ist ein Konfigurationsdiagramm der im Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler der 2 vorhandenen Zählenddaten-Einstellschaltung;

10 ist ein Konfigurationsdiagramm der Flipflops in einem die Erfindung verkörpernden Zweirichtungs-Gray-Code-Zählers;

11A ist ein Diagramm, das ein Beispiel des in der 7 dargestellten Selektors zeigt;

11B ist ein Diagramm, das ein anderes Beispiel des in der 7 dargestellten Selektors zeigt;

12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der in der 8 dargestellten Gerade/Ungerade-Prüfschaltung zeigt;

13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Setz-/Rücksetzanschluss-Steuerschaltung zeigt, die von der in der 8 dargestellten Gerade/Ungerade-Prüfschaltung ein Signal empfängt;

14 ist ein Diagramm, das ein anderes Beispiel der in der 8 dargestellten Setz-/Rücksetzanschluss-Steuerschaltung zeigt; und

15 ist ein Diagramm, das die Konfiguration eines die Erfindung verkörpernden Festkörper-Bildsensors zeigt.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass es möglich ist, den Schaltungsumfang eines Zweirichtungs-Gray-Code-Zählers dadurch zu verringern, dass die Symmetrie der Anordnung von Bits außer dem höchsten Bit, die die Codewörter eines Gray- Codes bilden, ausgenutzt wird. Hierbei bezeichnet die Symmetrie der Anordnung der Bits außer dem höchsten Bit, wie sie die Codewörter eines Gray-Codes bilden, die folgende Tatsache. Beim in der 3 dargestellten Fünf-Bit-Gray-Code weisen die den Zählwerten 15 und 16 in Dezimalnotation entsprechenden Bits mit Ausnahme des höchsten Bits dieselbe Anordnung auf. Dasselbe gilt auch bei den Zählwerten 14 und 17 in Dezimalnotation, den Zählwerten 13 und 18 in Dezimalnotation, den Zählwerten 12 und 19 in Dezimalnotation,.., den Zählwerten 1 und 30 in Dezimalnotation und den Zählwerten 0 und 31 in Dezimalnotation. D. h., dass beliebige zwei Codewörter, die symmetrisch um den Mittelwert zwischen den Zählwerten 15 und 16 in Dezimalnotation liegen, dieselbe Bitanordnung der niedrigsten vier Bits, mit Ausnahme des höchsten Bits, haben. Hierbei ist, wenn es sich um einen Fünf-Bit- Zähler handelt, der Mittelwert zwischen den Zählwerten 15 und 16 in Dezimalnotation das Symmetriezentrum. Im Allgemeinen ist bei einem N-Bit-Zähler der Mittelwert zwischen den Zählwerten 2N-1-1 und 2N-1 das Symmetriezentrum.
Die Entsprechung zwischen Zählwerten in Dezimalnotation und den Codewörtern des in der 3 dargestellten Gray-Codes, wie beobachtet, wenn das höchste Bit invertiert wird, ist in der 4 dargestellt. Der Zählwert 0 in Dezimalnotation entspricht dem Codewort 00000 des Gray-Codes, das, wenn das höchste Bit invertiert wird, zu 10000 wird. Dieses Codewort 10000 des Gray-Codes entspricht dem Zählwert 31 in Dezimalnotation. So wird der Zählwert 0 in Dezimalnotation, wenn er mit dem höchsten Bit invertiert ausgegeben wird, zu 31, der Zählwert 1 in Dezimalnotation wird zu 30, der Zählwert 2 in Dezimalnotation wird zu 29,..., der Zählwert 30 in Dezimalnotation wird zu 1 und der Zählwert 31 in Dezimalnotation wird zu 0.
Wenn die Abfolge der Zählwerte, wie durch Hochzählen von 0 bis 31 in Dezimalnotation erhalten, mit dem höchsten Bit invertiert ausgegeben wird, ist die sich ergebende Abfolge von Zählwerten dieselbe, wie sie dann erhalten wird, wenn in Dezimalnotation von 31 bis 0 nach unten gezählt wird. D. h., dass durch Betreiben eines Fünf-Bit-Gray-Code- Zählers auf solche Weise, dass er in Dezimalnotation von 0 bis 31 hochzählt und jeden Zählwert mit dem höchsten Bit invertiert ausgibt, die Möglichkeit besteht, von 31 bis 0 in Dezimalnotation abwärts zu zählen. Im Allgemeinen ist es durch Betreiben eines N-Bit-Gray-Code-Zählers auf solche Weise, dass er in Dezimalnotation von 0 bis 2N-1 hochzählt und jeden Zählwert mit dem nächsten Bit invertiert ausgibt, möglich, in Dezimalnotation von 2N-1 bis 0 herunterzuzählen.
Nachfolgend werden Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler, die die oben genannte Symmetrie der Anordnung der Bits außer dem höchsten Bit, die die Codewörter eines Gray-Codes bilden, ausnutzen, unter Berugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Ein Beispiel eines solchen Zweirichtungs-Gray-Code-Zählers ist in 1 dargestellt. Dieser Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 1 besteht aus einem aufwärts zählenden Gray-Code-Zähler 3 und einer Auswählschaltung 4 für das höchste Bit. Der aufwärts zählende Gray-Code-Zähler 3 zählt nach oben, und er speist den Zählwert in Form eines Gray-Codes an die Auswählschaltung 4 für das höchste Bit.
Wenn angenommen wird, dass der aufwärts zählende Gray-Code-Zähler 3 vom N-Bit-Typ ist, befindet sich das von ihm an die Auswählschaltung 4 für das höchste Bit gelieferte Signal in Form eines N-Bit-Datenwerts, der aus Q0, Q1,..., Q(N-2) und Q(N-1) besteht. Hierbei ist Q0 das niedrigste Bit, und Q(N-1) ist das höchste Bit.
Die Auswählschaltung 4 für das höchste Bit empfängt auch ein Zählrichtungs-Steuersignal MIR. Wenn dieses Zählrichtungs-Steuersignal MIR Aufwärtszählen anfordert, gibt die Auswählschaltung 4 für das höchste Bit, der das Signal vom aufwärts zählenden Gray-Code-Zähler 3 in Form eines N-Bit-Datenwerts aus Q0, Q1,..., Q(N-2) und Q(N-1) zugeführt wird, die Daten als solche aus. Wenn dagegen das Zählrichtungs-Steuersignal MIR Rbwärtszählen anfordert, invertiert die Auswählschaltung 4 für das höchste Bit, der das Signal vom aufwärts zählenden Gray-Code-Zähler 3 in Form eines N-Bit-Datenwerts aus Q0, Q1,..., Q(N-2) und Q(N-1) zugeführt wird, das höchste Bit Q(N-1), um es in Q(N-1)X umzuwandeln, und sie gibt dann einen aus Q0, Q1,..., Q(N-2) und Q(N-1)X bestehenden N-Bit-Datenwert als Ausgangssignal des Zweirichtungs-Gray-Code-Zählers 1 aus.
Ein Beispiel für die Logikschaltung, wie sie im in der 1 dargestellten Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 1 verwendet wird, ist in der 7 dargestellt. In der 7 ist die Logikschaltung dargestellt, wie sie verwendet wird, wenn der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 1 vom Fünf-Bit-Typ ist.
Der Q-Ausgangsanschluss eines Flipflops FF6 ist über einen Puffer BUF1 mit dem C-Eingangsanschluss eines Flipflops FF1 verbunden. Der XQ-Ausgangsanschluss des Flipflops FF6 ist mit dem ersten Eingangsanschluss jeder von NAND-Schaltungen NA1 bis NA4 verbunden.
Der zweite Eingangsanschluss der NAND-Schaltung NA1 ist mit dem Q-Ausgangsanschluss des Flipflops FFl verbunden. Der Ausgangsanschluss der NAND-Schaltung NA1 ist über eine Inverterschaltung INV1 mit dem C-Eingangsanschluss eines Flipflops FF2 verbunden.
Der zweite Eingangsanschluss der NAND-Schaltung NA2 ist mit dem XQ-Ausgangsanschluss des Flipflops FF1 verbunden, und der dritte Eingangsanschluss der NAND-Schaltung NA2 ist mit dem Q-Ausgangsanschluss des Flipflops FF2 verbunden. Der Ausgangsanschluss der NAND-Schaltung NA2 ist über eine Inverterschaltung INV2 mit dem C-Eingangsanschluss eines Flipflops FF3 verbunden.
Der zweite Eingangsanschluss der NAND-Schaltung NA3 ist mit dem XQ-Ausgangsanschluss des Flipflops FF1 verbunden, der dritte Eingangsanschluss der NAND-Schaltung NA3 ist mit dem XQ-Ausgangsanschluss des Flipflops FF2 verbunden, und der vierte Eingangsanschluss der NAND-Schaltung 3 ist mit dem Q-Ausgangsanschluss des Flipflops FF3 verbunden. Der Ausgangsanschluss der NAND-Schaltung NA3 ist über eine Inverterschaltung INV3 mit dem C-Eingangsanschluss eines Flipflops FF4 verbunden.
Der zweite Eingangsanschluss der NAND-Schaltung NA4 ist mit dem XQ-Ausgangsanschluss des Flipflops FF1 verbunden, der dritte Eingangsanschluss der NAND-Schaltung NA4 ist mit dem XQ-Ausgangsanschluss des Flipflops FF2 verbunden, der vierte Eingangsanschluss der NAND-Schaltung NA4 ist mit dem XQ-Ausgangsanschluss des Flipflops FF3 verbunden und der fünfte Eingangsanschluss der NAND-Schaltung NA4 ist mit dem Q-Ausgangsanschluss des Flipflops FF4 verbunden. Der Ausgangsanschluss der NAND-Schaltung NA4 ist über eine Inverterschaltung INV4 mit dem C-Eingangsanschluss eines Flipflops FF5 verbunden.
Darüber hinaus sind in jedem der Flipflops FF1 bis FF6 der XQ-Ausgangsanschluss und der D-Eingangsanschluss miteinander verbunden. So wird in jedem der Flipflops FF1 bis FF6 jedesmal dann, wenn das ihren C-Eingangsanschlüssen zugeführte Taktsignal ansteigt, das an ihrem Q-Ausgangsanschluss ausgegebene Ausgangssignal invertiert.
Der Q-Ausgangsanschluss des Flipflops FF5 ist mit einem Selektor S1 verbunden.
Der Puffer BUF1, die NAND-Schaltungen NA1 bis NA4 und die Inverterschaltungen INV1 bis INV4 bilden gemeinsam eine Takterzeugungsschaltung 31, die als Schaltung arbeitet, die ein Taktsignal erzeugt, das den Zeitpunkt bestimmt, zu dem die einzelnen Ausgangssignale des aufwärts zählenden Gray-Code-Zählers invertiert werden. Die Takterzeugungsschaltung 31 und die Flipflops FF1 bis FF6 wirken gemeinsam als aufwärts zählender Gray-Code-Zähler 3, und der Selektor S1 wirkt als in der 1 dargestellte Auswählschaltung 4 für das höchste Bit.
Ein Beispiel für die Konfiguration des Flipflops FF1 bis FF6 und der in der 6 dargestellten Flipflops FF11 bis FF16 ist in der 10 dargestellt. Jedes Flipf1op ist mit sechs NAND-Schaltungen mit jeweils drei Eingangsanschlüssen versehen.
Der XS-Anschluss des Flipflops ist mit dem ersten Eingangsanschluss einer NAND-Schaltung NA21 und dem ersten Eingangsanschluss einer NAND-Schaltung NA25 verbunden. Der XR-Anschluss des Flipflops ist mit dem zweiten Eingangsanschluss einer NAND-Schaltung NA22, dem zweiten Eingangsanschluss einer NAND-Schaltung NA24 und dem zweiten Eingangsanschluss einer NAND-Schaltung NA26 verbunden. Der C-Eingangsanschluss des Flipflops ist mit dem dritten Eingangsanschluss der NAND-Schaltung NA22 und dem zweiten Eingangsanschluss einer NAND-Schaltung NA23 verbunden. Der D-Eingangsanschluss des Flipflops ist mit dem dritten Eingangsanschluss der NAND-Schaltung NA24 verbunden.
Der zweite Eingangsanschluss der NAND-Schaltung NA21 und der dritte Eingangsanschluss der NAND-Schaltung NA23 sind mit dem Ausgangsanschluss der NAND-Schaltung NA24 verbunden. Der Knoten, an dem der dritte Eingangsanschluss der NAND-Schaltung NA21, der Ausgangsanschluss der NAND-Schaltung NA22 und der erste Eingangsanschluss der NAND-Schaltung NA23 miteinander verbunden sind, ist mit dem zweiten Eingangsanschluss der NAND-Schaltung NA25 verbunden. Der Ausgangsanschluss der NAND-Schaltung NA21 und der erste Eingangsanschluss der NAND-Schaltung NA22 sind miteinander verbunden. Der Ausgangsanschluss der NAND-Schaltung NA23 und der erste Eingangsanschluss der NAND-Schaltung NA24 sind mit dem dritten Eingangsanschluss der NAND-Schaltung NA26 verbunden.
Der Knoten zwischen dem Ausgangsanschluss der NAND-Schaltung NA25 und dem ersten Eingangsanschluss der NAND-Schaltung NA26 dient als Q-Ausgangsanschluss des Flipflops. Der Knoten zwischen dem dritten Eingangsanschluss der NAND-Schaltung NA25 und dem Ausgangsanschluss der NAND-Schaltung NA26 dient als XQ-Ausgangsanschluss des Flipflops.
Als Nächstes wird der Betrieb des Zweirichtungs-Gray-Code-Zählers der in der 7 dargestellten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 5 und 7 beschrieben. Hierbei wird angenommen, dass die Setzsignale SETQO bis SETQ4 und SETNCK, wie sie jeweils den XS-Anschlüssen der Flipflops FF1 bis FF6 zugeführt werden, dauernd auf 1 gehalten werden und dass die Rücksetzsignale RESETQ0 bis RESETQ4 sowie RESETNCK, die jeweils den XR-Anschlüssen der Flipflops FF1 bis FF6 zugeführt werden, dauernd auf 1 gehalten werden.
Das Flipflop FF6 empfängt ein Bezugstaktsignal CK, erzeugt durch Teilen desselben durch einen Faktor 2 ein 1/2-Taktsignal NCK, und es speist dieses und die zugehörige invertierte Version NCKX der Takterzeugungsschaltung 31 in der folgenden Stufe zu.
Die Takterzeugungsschaltung 31 erzeugt ein Taktsignal QOCKN, das mit dem 1/2-Taktsignal NCK identisch ist. Das Flipflop FF1 empfängt das Taktsignal QOCKN von der Takterzeugungsschaltung 31, und es gibt daher ein Ausgangssignal Q0 aus, das jedesmal dann invertiert wird, wenn das 1/2-Taktsignal NCK ansteigt, und sie gibt die invertierte Version QOX dieses Ausgangssignals Q0 aus.
Die Takterzeugungsschaltung 31 erzeugt auch ein Taktsignal Q1CKN, das ansteigt, wenn das 1/2-Taktsignal NCK fällt, während sich das Ausgangssignal Q0 auf 1 befindet. Das Flipflop FF2 empfängt das Taktsignal Q1CKN von der Takterzeugungsschaltung 31, und es gibt daher ein Ausgangssignal Q1, das jedesmal dann invertiert wird, wenn das Taktsignal Q1CKN ansteigt, und die invertierte Version Q1X dieses Ausgangssignals Q1 aus.
Die Takterzeugungsschaltung 31 erzeugt auch ein Taktsignal Q2CKN, das ansteigt, wenn das 1/2-Taktsignal NCK fällt, während sich das Ausgangssignal Q0 auf 0 befindet und sich das Ausgangssignal Q1 auf 1 befindet. Das Flipflop FF3 empfängt das Taktsignal Q2CKN von der Takterzeugungsschaltung 31, und es gibt daher ein Ausgangssignal Q2, das jedesmal dann invertiert wird, wenn das Taktsignal Q2CKN ansteigt, und die invertierte Version Q2X dieses Ausgangssignals Q2 aus.
Die Takterzeugungsschaltung 31 erzeugt auch ein Taktsignal Q3CKN, das ansteigt, wenn das 1/2-Taktsignal NCK fällt, während sich das Ausgangssignal Q0 auf 0 befindet und sich das Ausgangssignal Q1 auf 0 befindet und sich das Ausgangssignal Q2 auf 1 befindet. Das Flipf1op FF4 empfängt das Taktsignal Q3CKN von der Takterzeugungsschaltung 31, und es gibt daher ein Ausgangssignal Q3, das jedesmal dann invertiert wird, wenn das Taktsignal Q3CKN ansteigt, und die invertierte Version Q3X dieses Ausgangssignals Q3 aus.
Die Takterzeugungsschaltung 31 erzeugt auch ein Taktsignal Q4CKN, das ansteigt, wenn das 1/2-Taktsignal NCK fällt, während sich das Ausgangssignal Q0 auf 0 befindet, sich das Ausgangssignal Q1 auf 0 befindet, sich das Ausgangssignal Q2 auf 0 befindet und sich das Ausgangssignal Q3 auf 1 befindet. Das Flipflop FF5 empfängt das Taktsignal Q4CKN von der Takterzeugungsschaltung 31, und es gibt daher ein Ausgangssignal Q4, das jedesmal dann invertiert wird, wenn das Taktsignal Q4CKN ansteigt, und die invertierte Version Q4X dieses Ausgangssignals Q4 aus.
Wenn angenommen wird, dass das Ausgangssignal Q0 das Ausgangssignal für das nullte Bit, d. h. das niedrigste Bit, ist, ist das Ausgangssignal Q1 das Ausgangssignal für das erste Bit, das Ausgangssignal Q2 ist das Ausgangssignal für das zweite Bit, das Ausgangssignal Q3 ist das Ausgangssignal für das dritte Bit und das Ausgangssignal Q4 ist das Aus gangssignal für das vierte Bit, d. h. das höchste Bit, wenn der aufwärts zählende Gray-Code-Zähler den in der 3 dargestellten Gray-Code entsprechend dem Zählwert des Bezugstaktsignals CK in Dezimalnotation ausgibt.
Der Selektor S1 empfängt das Ausgangssignal Q4 vom Flipflop FFS. Wenn das Zählrichtungs-Steuersignal MIR Aufwärtszählen anfordert, gibt der Selektor S1 das ihm zugeführte Ausgangssignal Q4 als solches als Ausgangssignal Q4' aus. D. h., dass das höchste Bit nicht invertiert wird. So gibt der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler den Gray-Code in der Version ohne Invertierung des höchsten Bits aus, wie in der 4 dargestellt. Auf diese Weise ist dafür gesorgt, dass der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler aufwärts zählt.
Demgegenüber gibt der Selektor S1, wenn das Zählrichtungs-Steuersignal MIR Abwärtszählen anfordert, das ihm zugeführte Ausgangssignal Q4 nach Invertieren desselben als Ausgangssignal Q4' aus. D. h., dass das höchste Bit invertiert wird. So gibt der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler den Gray-Code in der Version mit Invertierung des höchsten Bits aus, wie in der 4 dargestellt. Auf diese Weise ist dafür gesorgt, dass der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler abwärts zählt.
Auf diese Weise ist es einfach durch Hinzufügen des Selektors S1 zum aufwärts zählenden Gray-Code-Zähler 3, der nur aufwärts zählen kann, möglich, dafür zu sorgen, dass er sowohl aufwärts als auch abwärts zählt. Der in der 7 dargestellte Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler der ersten Ausführungsform benötigt nur eine Takterzeugungsschaltung, und er benötigt so einen kleineren Schaltungsumfang als der in der 6 dargestellte herkömmliche Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler, der zwei Takterzeugungsschaltungen benötigt. Darüber hinaus wird bei dieser Ausführungsform dasselbe Ausmaß an einer Verringerung elektrischer Störsignale, was das Unterscheidungsmerkmal eines Zweirichtungs-Gray-Code-Zählers ist, wie beim herkömmlichen Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler erzielt.
In der 11A ist ein Beispiel für die Konfiguration des Selektors S1 dargestellt. Das Ausgangssignal Q4 für das höchste Bit wird dem ersten Eingangsanschluss einer Exklusiv-Oder-Schaltung E1 zugeführt, und das Zählrichtungs-Steuersignal MIR wird dem zweiten Eingangsanschluss derselben zugeführt. Zum Aufwärtszählen wird das Zählrichtungs-Steuersignal MIR auf 0 gehalten, und zum Abwärtszählen wird es auf 1 gehalten. So gibt die Exklusiv-Oder-Schaltung E1 an ihrem Ausgangsanschluss als Signal Q4' beim Aufwärtszählen das Ausgangssignal Q4 und beim Abwärtszählen die invertierte Version dieses Ausgangssignals Q4 aus.
In der 11B ist ein anderes Beispiel der Konfiguration des Selektors S1 dargestellt. Bei diesem Beispiel ist nicht nur der Q-Ausgangsanschluss des in der 7 dargestellten Flipflops FF5 mit dem Selektor S1 verbunden, sondern auch der XQ-Ausgangsanschluss desselben. Das Ausgangssignal Q4 für das höchste Bit wird dem ersten Eingangsanschluss einer UND-Schaltung A1 zugeführt, und das Zählrichtungs-Steuersignal MIR wird, nach Invertierung, dem zweiten Eingangsanschluss derselben zugeführt. Die invertierte Version Q4X des Ausgangssignals Q4 für das höchste Bit wird dem ersten Eingangsanschluss einer UND-Schaltung A2 zugeführt, und das Zählrichtungs-Steuersignal MIR wird dem zweiten Eingangsanschluss derselben zugeführt. Die Ausgangssignale der UND-Schaltungen A1 und A2 werden an eine ODER-Schaltung O1 geliefert, die das Signal Q4' ausgibt. Zum Aufwärtszählen wird das Zählrichtungs-Steuersignal MIR auf 0 gehalten, und zum Abwärtszählen wird es auf 1 gehalten. So gibt die ODER-Schaltung O1 an ihrem Ausgangsanschluss als Signal Q4' beim Aufwärtszählen das Signal Q4 und beim Abwärtszählen das Signal Q4X aus.
Als Nächstes wird ein Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler einer Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die 2 beschrieben. Beim Zweirichtungs-Gray-Code- Zähler der in der 2 dargestellten Ausführungsform sind Schaltungsblöcke, die sich auch im in der 1 dargestellten Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler finden, mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und Erläuterungen zu diesen werden nicht wiederholt. Es ist angenommen, dass, wie bei dem in 1 gezeigten Beispiel des Zweirichtungs-Gray-Code-Zählers der Zweirichtungs-Gray-Code-Zählers der Ausführungsform vom Fünf-Bit-Typ ist.
Eine Zählstartdaten-Einstellschaltung 5 empfängt einen in einem Gray-Code repräsentierten Wert ns, mit dem zu starten ist, und das Zählrichtungs-Steuersignal MIR. Wenn das Zählrichtungs-Steuersignal Aufwärtszählen anfordert, führt die Zählstartdaten-Einstellschaltung 5 dem aufwärts zählenden Gray-Code-Zähler 3 ein Steuersignal zu, um die Anfangseinstellung desselben in Übereinstimmung mit dem Gray- Code-Wert ns zu bringen, mit dem zu zählen zu beginnen ist. Demgegenüber führt, wenn das Zählrichtungs-Steuersignal MIR Abwärtszählen anfordert, die Zählstartdaten-Einstellschaltung 5 dem aufwärts zählenden Gray-Code-Zähler 3 ein Steuersignal zu, um dessen Anfangseinstellung mit dem Gray-Code- Wert ns, mit dem der Zählvorgang zu starten ist, in Übereinstimmung zu bringen, wobei nur das höchste Bit invertiert ist.
Eine Zählenddaten-Einstellschaltung 6 empfängt einen in einem Gray-Code repräsentierten Wert ne, mit dem der Zählvorgang zu beenden ist, den vom aufwärts zählenden Gray- Code-Zähler 3 ausgegebenen, in einem Gray-Code repräsentier ten Zählwert sowie das Zählrichtungs-Steuersignal MIR.
Wenn das Zählrichtungs-Steuersignal MIR Aufwärtszählen anfordert und wenn der Gray-Code-Wert ne, mit dem der Zählvorgang zu beenden ist, dem vom aufwärts zählenden Gray-Code-Zähler 3 ausgegebenen Gray-Code-Zählwert gleich wird, steuert die Zählenddaten-Einstellschaltung 6 den aufwärts zählenden Gray-Code-Zähler 3 so an, dass er den Zählvorgang beendet.
Wenn dagegen das Zählrichtungs-Steuersignal MIR Abwärtszählen anfordert und der Gray-Code-Wert ne, mit dem der Zählvorgang zu beenden ist, wobei dessen höchstes Bit invertiert ist, dem vom aufwärts zählenden Gray-Code-Zähler 3 ausgegebenen Gray-Code-Zählwert gleich wird, steuert die Zählenddaten-Einstellschaltung 6 den aufwärts zählenden Gray-Code-Zähler 3 so an, dass er den Zählvorgang beendet.
Der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler der zweiten Ausführungsform ist mit der Zählstartdaten-Einstellschaltung 5 und der Zählenddaten-Einstellschaltung 6 versehen, und sie kann daher den Zählvorgang mit dem gewünschten Zählwert starten und ihn mit dem gewünschten Zählwert beenden. Dies verbessert die Vielseitigkeit der Steuerung, wie sie auf Grundlage des vom Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler erhaltenen Zählwert erzielt werden kann.
Als Nächstes wird ein Beispiel für die Konfiguration der Zählstartdaten-Einstellschaltung 5 und dann der Zählenddaten-Einstellschaltung 6 beschrieben.
Ein Schaltungsblockdiagramm, das ein Beispiel für die Konfiguration der Zählstartdaten-Einstellschaltung 5 zeigt, ist in der 8 dargestellt. Eine Auswählschaltung 51 für das höchste Bit empfängt den Gray-Code-Zählwert ns in Form eines Fünf-Bit-Datenwerts aus QODATA als Bit 0, d. h. niedrigstes Bit, QIDATA als erstes Bit, Q2DATA als zweites Bit, Q3DATA als drittes Bit und Q4DATA als viertes Bit, d. h. höchstes Bit.
Beim Aufwärtszählen verwendet die Auswählschaltung 51 für das höchste Bit den Wert Q4DATA als solchen als höchstes Bit Q4DATA' im Ausgangssignal. D. h., dass die Auswählschaltung 51 für das höchste Bit, der der Gray-Code-Wert ns, mit dem der Zählvorgang zu starten ist, zugeführt wird, diesen Wert ns als solchen einer Gerade/Ungerade-Prüfschaltung 52 und einer Setz-/Rücksetzanschluss-Steuerschaltung 54 zuführt.
Demgegenüber verwendet die Auswählschaltung 51 für das höchste Bit beim Abwärtszählen die invertierte Version von Q4DATA als höchstes Bit Q4DATA' des Ausgangssignals. D. h., dass die Auswählschaltung 51 für das höchste Bit, der der Gray-Code-Wert ns, mit dem der Zählvorgang zu starten ist, zugeführt wird, diesen Wert ns nach Invertierung seines höchsten Bits der Gerade/Ungerade-Prüfschaltung 52 und der Setz-/Rücksetzanschluss-Steuerschaltung 54 zuführt. Dies ermöglicht es, dass der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 2 auch in der Abwärtsrichtung mit dem korrekten Zählwert zu zählen beginnt.
Die Gerade/Ungerade-Prüfschaltung 52 gibt dann 0 aus, wenn der Zählwert in Dezimalnotation, der dem ihm zugeführten Gray-Code-Wert entspricht, eine gerade Zahl ist, und sie gibt 1 aus, wenn der Zählwert in Dezimalnotation, der dem ihr zugeführten Gray-Code-Wert entspricht, eine ungerade Zahl ist. Wenn der Zählwert in Dezimalnotation eine gerade Zahl ist, enthält der ihr entsprechende Gray-Code-Wert eine gerade Anzahl der Ziffern 1, wohingegen dann, wenn der Zählwert in Dezimalnotation eine ungerade Zahl ist, der dieser entsprechende Gray-Code-Wert eine ungerade Anzahl von Ziffern 1 enthält. Daher ist die Gerade/Ungerade-Prüfschaltung 52 z. B. als Logikschaltung realisiert, wie sie in der 12 dargestellt ist.
Der Datenwert QODATA als niedrigstes Bit, der Datenwert QIDATA als erstes Bit und der Datenwert Q2DATA als zweites Bit, wie von der Auswählschaltung 51 für das höchste Bit ausgegeben, werden einer Exklusiv-ODER-Schaltung E2 zugeführt. Der Datenwert Q3DATA als drittes Bit und der Datenwert Q4DATA' als höchstes Bit, wie von der Auswählschaltung 51 für das höchste Bit ausgegeben, werden einer Exklusiv-ODER-Schaltung E3 zugeführt. Die Ausgangssignale der Exklusiv-ODER-Schaltungen E2 und E3 werden einer Exklusiv-ODER-Schaltung E4 zugeführt, die ein Gerad/Ungerade-Signal "gerade ungerade" ausgibt.
Auf Grundlage dieses von der Gerade/Ungerade-Prüfschaltung 52 ausgegebenen Gerade/Ungerade-Signals "ungeradegerade" erzeugt eine Setz-/Rücksetzanschluss-Steuerschaltung 53 Steuersignale, die den Anschlüssen XS und XR des Flipflops FF6 zuzuführen sind.
Wenn die Setz-/Rücksetzanschluss-Steuerschaltung 53 das Setzsignal SETNCK, das sie dem XS-Anschluss des Flipflops FF6 zuführt, auf 1 schaltet und das Rücksetzsignal RESETNCK, das sie dem XR-Anschluss dieses Flipflops FF6 zuführt, auf 0 schaltet, schaltet das Ausgangssignal, das das Flipflop FF6 an seinem Q-Anschluss ausgibt, auf 0. Wenn die Setz-/Rücksetzanschluss-Steuerschaltung 53 das Setzsignal SETNCK, das sie dem XS-Anschluss des Flipflops FF6 zuführt, auf 0 schaltet und das Rücksetzsignal RESETNCK, das sie dem XR-Anschluss dieses Flipflops FF6 zuführt, auf 1 schaltet, schaltet das Ausgangssignal, das das Flipflop FF6 an seinem Q-Anschluss ausgibt, auf 1. Wenn die Setz-/Rücksetzan schluss-Steuerschaltung 53 das Setzsignal SETNCK, das sie dem XS-Anschluss des Flipflops FF6 zuführt, auf 1 schaltet und das Rücksetzsignal RESETNCK, das sie dem XR-Anschluss dieses Flipflops FF6 zuführt, auf 1 schaltet, arbeitet das Flipflop FF6 normal.
In der 13 ist ein Beispiel für die Konfiguration der Setz-/Rücksetzanschluss-Steuerschaltung 53 dargestellt, die auf die oben beschriebene Weise arbeitet. Dem ersten Eingangsanschluss einer NAND-Schaltung NA30 und einer Inverterschaltung INV30 wird das Gerade/Ungerade-Signal "ungerade gerade" zugeführt, und das Ausgangssignal der Inverterschaltung INV30 wird dem ersten Eingangsanschluss einer NAND-Schaltung NA31 zugeführt. Darüber hinaus wird ein Startsignal START den zweiten Eingangsanschlüssen der NAND-Schaltungen NA30 und NA31 zugeführt. Die NAND-Schaltung NA30 gibt das Setzsignal SETNCK aus, und die NAND-Schaltung NA31 gibt das Rücksetzsignal RESETNCK aus.
Wenn die Setz-/Rücksetzanschluss-Steuerschaltung 53 so konfiguriert ist, wie es in der 13 dargestellt ist, kann dadurch dafür gesorgt werden, dass das Flipflop FF6 normal arbeitet, dass das Startsignal START auf 0 geschaltet wird und das Setzsignal SETNCK und das Rücksetzsignal RESETNCK auf 1 geschaltet werden.
Um einen Zählvorgang zu starten wird das Startsignal START auf 1 geschaltet. Wenn sich in diesem Fall das Gerade/ Ungerade-Signal "ungerade gerade" auf 1 befindet (d. h., wenn der Zählwert in Dezimalnotation für den Wert ns, mit dem der Zählvorgang zu starten ist, eine ungerade Zahl ist), schaltet das Setzsignal SETNCK auf 0 und das Rücksetzsignal RESETNCK schaltet auf 1. Wenn sich das Gerade/Ungerade-Signal "ungerade gerade" auf 0 befindet (d. h., wenn der Zählwert in Dezimalnotation für den Wert ns, mit dem der Zähl vorgang zu starten ist, eine gerade Zahl ist), schaltet das Setzsignal SENCK auf 1 und das Rücksetzsignal RESETNCK schaltet auf 0. Auf diese Weise ist es, wie es die 5 zeigt, möglich, wenn der Zählwert in Dezimalnotation betreffend den Wert ns, mit dem der Zählvorgang zu starten ist, eine ungerade Zahl ist, das 1/2-Taktsignal NCK, das das Flipflop FF6 an seinem Q-Ausgangsanschluss ausgibt, auf 1 zu schalten, und dann, wenn der Zählwert in Dezimalnotation betreffend den Wert ns, mit dem der Zählvorgang zu starten ist, eine gerade Zahl ist, das 1/2-Taktsignal NCK, das das Flipflop FF6 an seinem Q-Ausgangsanschluss ausgibt, auf 0 zu schalten.
Auf Grundlage der Fünf-Bit-Datenwerte Q0DATA, Q1DATA, Q2DATA, Q3DATA und Q4DATA', wie sie von der Auswählschaltung 51 für das höchste Bit ausgegeben werden, erzeugt die Setz/Rücksetzanschluss-Steuerschaltung 54 Steuersignale, die den Anschlüssen XS und XR der Flipflops FF1 bis FF5 zuzuführen sind.
In der 14 ist ein Beispiel für die Konfiguration der Setz-/Rücksetzanschluss-Steuerschaltung 54 dargestellt. Diese Setz-/Rücksetzanschluss-Steuerschaltung 54 ist mit fünf Schaltungen versehen, die jeweils dieselbe Konfiguration wie die Setz-/Rücksetzanschluss-Steuerschaltung 53 haben. Diese fünf Schaltungen empfangen, anstelle des Gerade/ Ungerade-Signals "ungerade gerade" die Werte Q4DATA, Q1DATA, Q2DATA, Q3DATA bzw. Q4DATA'. So gibt, wenn das Startsignal START auf 1 geschaltet wird, der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 2 den Gray-Code-Wert ns aus, mit dem der Zählvorgang zu starten ist; wenn das Startsignal START auf 0 geschaltet wird, arbeiten die Flipflops FF1 bis FF6 normal, weswegen der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 2 einen Zählvorgang ausführt.
In der 9 ist ein Schaltungsblockdiagramm dargestellt, das ein Beispiel für die Konfiguration der Zählenddaten-Einstellschaltung 6 zeigt. Eine Auswählschaltung 61 für das höchste Bit empfängt den Gray-Code-Zählwert ne, der in Form eines Fünf-Bit-Datenwerts vorliegt, mit QOeDATA als Bit 0, d. h. niedrigstes Bit, Q1eDATA als erstes Bit, Q2eDATA als zweites Bit, Q3eDATA als drittes Bit und Q4eDATA als viertes Bit, d. h. höchstes Bit.
Beim Aufwärtszählen verwendet die Auswählschaltung 31 für das höchste Bit den Wert Q4eDATA' im Ausgangssignal als höchstes Bit. D. h., dass die Auswählschaltung 61 für das höchste Bit, der der Gray-Code-Wert ne zugeführt wird, mit dem der Zählvorgang zu beenden ist, den Wert ne als solchen an einen Komparator 62 ausgibt. Demgegenüber verwendet die Auswählschaltung 61 für das höchste Bit beim Abwärtszählen die invertierte Version von Q4eDATA als höchstes Bit Q4eDATA' des Ausgangssignals. D. h., dass die Auswählschaltung 61 für das höchste Bit, der der Gray-Code-Wert ne zugeführt wird, mit dem der Zählvorgang zu beenden ist, den Wert ne nach Invertieren des höchsten Bits desselben an einen Komparator 62 ausgibt.
Der Komparator 62 vergleicht die ihm von der Ausgangsschaltung 61 für das höchste Bit zugeführten Daten Q0eDATA, Q1eDATA, Q2eDATA, Q3eDATA und Q4eDATA' mit den Ausgangssignalen Q0, Q1, Q2, Q3 und Q4 des Zweirichtungs-Gray-Code-Zählers, und wenn diese zwei Datensätze hinsichtlich des niedrigsten, des ersten, des zweiten, des dritten und des höchsten Bits übereinstimmen, liefert er ein Steuersignal an eine Taktsignal-Steuerschaltung 63 zum Anweisen derselben, die Ausgabe des Taktsignals CK zu stoppen. Im Ergebnis wird die Zufuhr des Taktsignals CK an den aufwärts zählenden Gray-Code-Zähler 3 gestoppt, wodurch dieser zu zählen aufhört.
Alternativ kann die Zählenddaten-Einstellschaltung 6 so konfiguriert werden, dass sie den Wert ne, bei dem der Zählvorgang zu stoppen ist, mit dem Ausgangssignal der Auswählschaltung 4 für das höchste Bit vergleicht, wobei sie, wenn diese übereinstimmen, der Taktsignal-Steuerschaltung 63 ein Steuersignal zuführt, um diese dazu anzuweisen, die Ausgabe des Taktsignals CK zu stoppen. Diese Konfiguration beseitigt das Erfordernis, eine Auswählschaltung für das höchste Bit in der Zählenddaten-Einstellschaltung 6 bereitzustellen, wodurch sie dazu beiträgt, die Anzahl der Komponenten zu verringern.
Die oben beschriebene Ausführungsform betrifft einen Fünf-Bit-Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler. Selbstverständlich ist die Erfindung jedoch auch bei N-Bit-Zweirichtungs-Gray- Code-Zählern anwendbar, bei denen N < 5 oder N > 5 gilt. Es ist auch möglich, einen abwärts zählenden Gray-Code-Zähler zu verwenden und durch Invertieren des höchsten Bits dafür zu sorgen, dass er aufwärts zählt.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die 15 ein den erfindungsgemäßen Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler verwendender Festkörper-Bildsensor beschrieben. Ein optisches Linsensystem 100 nimmt ein optisches reelles Bild (nicht dargestellt) als Ziel der Bilderfassung auf und bildet es auf einen Festkörper-Bildsensor 101 ab.
Dieser Festkörper-Bildsensor 101 verfügt über in einer Matrix angeordnete fotoelektrische Wandlerelemente 101a. Eine von Auswähllinien 101b in vertikaler Richtung wird durch einen Decodierer 101d für die vertikale Richtung ausgewählt, und eine von Auswähllinien 101c in horizontaler Richtung wird von einem Decodierer 101e für die horizontale Richtung ausgewählt.
Der Decodierer 101d für die vertikale Richtung wählt die durch einen Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 101f für die vertikale Richtung spezifizierte Adresse aus, und der Decodierer 101e für die horizontale Richtung wählt die durch einen Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 101g für die horizontale Richtung ausgewählte Adresse aus. Das Signal an der Adresse, die sowohl durch die ausgewählte Vertikalauswähllinie 101b als auch die ausgewählte Horizontalauswähllinie 101c spezifiziert ist, wird durch eine Ausgabeschaltung 101h ausgegeben.
Wenn der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 101f für die vertikale Richtung fixiert ist und so die Adresse in vertikaler Richtung fixiert ist, wird dafür gesorgt, dass der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 101g für die horizontale Richtung zählt, um ein Abrastern in horizontaler Richtung entlang einer horizontalen Linie auszuführen. Bei Abschluss der Abtastung entlang dieser horizontalen Linie wird dafür gesorgt, dass der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 101 für die vertikale Richtung zählt, damit ein Abtasten entlang der nächsten horizontalen Linie ausgeführt wird. Dies wird wiederholt, um eine Bilderfassung zu erzielen. Hierbei weisen der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 101f für die vertikale Richtung und der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 101g für die horizontale Richtung dieselbe Konfiguration wie der in der 2 dargestellte Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 2 auf. Dies ermöglicht es, den Schaltungsumfang des Zweirichtungs-Gray-Code-Zählers 101f für die vertikale Richtung und des Zweirichtungs-Gray-Code-Zählers 101g für die horizontale Richtung zu verringern. Dies wiederum ermöglicht es, den Festkörper-Bildsensor zu miniaturisieren.
Eine Steuerschaltung 102a für die vertikale Richtung führt dem Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 101f für die verti kale Richtung einen Zählstartwert ns, einen Zählendwert ne und ein Zählrichtungs-Steuersignal MIR zu, und eine Steuerschaltung 102b für die vertikale Richtung führt dem Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 101g für die horizontale Richtung einen Zählstartwert ns', einen Zählendwert ne' und ein Zählrichtungs-Steuersignal MIR' zu.
Wenn sowohl der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 101f für die vertikale Richtung als auch der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 101g für die horizontale Richtung aufwärts zählen, wird ein Abtasten von der oberen linken Ecke zur unteren rechten Ecke des Schirms ausgeführt. Wenn der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 101f für die vertikale Richtung aufwärts zählt und der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 101g für die horizontale Richtung abwärts zählt, wird ein Abtasten von der oberen rechten Ecke zur linken unteren Ecke des Schirms ausgeführt. Wenn der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 101f für die vertikale Richtung abwärts zählt und der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 101g für die horizontale Richtung aufwärts zählt, wird ein Abtasten von der unteren linken Ecke zur oberen rechten Ecke des Schirms ausgeführt. Wenn sowohl der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 101f für die vertikale Richtung als auch der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 101g für die horizontale Richtung abwärts zählen, wird ein Abtasten von der unteren rechten Ecke zur oberen linken Ecke des Schirms ausgeführt.
D. h., dass es durch Umschalten der dem Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 101f für die vertikale Richtung und dem Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler 101g für die horizontale Richtung zugeführten Zählrichtungs-Steuersignale MIR und MIR' möglich ist, zwischen dem normalen und einem Spiegelbildmodus sowohl in vertikaler als auch horizontaler Richtung umzuschalten.
Die Ausgangsschaltung 101h gibt eine Signalspannung an eine Signalverarbeitungsschaltung 103 in der folgenden Stufe aus. Auf Grundlage der von der Ausgangsschaltung 101h ausgegebenen Signalspannung erzeugt die Signalverarbeitungsschaltung 103 ein Ansteuerungssignal und führt dieses einer Anzeigevorrichtung 104 zu.

Claims

Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler, der sowohl aufwärts als auch abwärts zählen kann, mit: – einem unidirektionalen Gray-Code-Zähler (3), der nur in einer Richtung aufwärts oder abwärts zählen kann; – einer mit der höchstwertigen Zählstufe des unidirektionalen Gray-Code-Zählers (3) verbundenen Auswähleinrichtung (4) für das höchste Bit, die dieses empfängt und es entsprechend dem logischen Zustand eines Zählrichtungssteuersignals (MIR) selektiv entweder unverändert oder invertiert ausgibt, wobei mit allen Zählstufen des unidirektionalen Gray-Code-Zählers (3) eine Startzähldaten-Einstelleinrichtung (5) zur Einstellung eines Zählstartdatums, welches als Gray-Code Datenwert vorliegt, mit dem der unidirektionale Gray-Code-Zähler (3) zu zählen beginnt, verbunden ist, welche, abhängig vom logischen Zustand des Zählrichtungssteuersignals (MIR) nur das höchste Bit des Zählstartdatums invertiert, wenn der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler (2) in einer Richtung entgegengesetzt zu derjenigen zählt, in der der unidirektionale Gray-Code-Zähler (3) zählt und das höchste Bit der höchstwertigen Zählstufe des unidirektionalen Gray-Code-Zählers unverändert zuführt, wenn der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler in derselben Richtung zählt, in der der unidirektionale Gray-Code- Zähler (3) zählt.
Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler nach Anspruch 1, ferner mit: – einer Zählenddaten-Einstelleinrichtung (6); – wobei diese Zählenddaten-Einstelleinrichtung (6) dafür sorgt, dass der unidirektionale Gray-Code-Zähler (3) entsprechend einem Gray-Code-Datenwert, der einem Zählwert in Dezimalnotation entspricht und bei dem der Zählvorgang beendet wird, den Zählvorgang stoppt.
Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler nach Anspruch 1, bei dem – die Auswähleinrichtung (4) für das höchste Bit das höchste Bit der Daten als solches ausgibt, wenn der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler (2) in derselben Richtung wie derjenigen zählt, in der der unidirektionale Gray-Code-Zähler (3) zählt, und – die Auswähleinrichtung (4) für das höchste Bit das höchste der Daten nach Invertierung des Bits ausgibt, wenn der Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler (2) in der Richtung entgegengesetzt zu derjenigen Richtung zählt, in der der unidirektionale Gray-Code-Zähler (3) zählt.
Verwendung eines Zweirichtungs-Gray-Code-Zählers nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für eine Abtasteinrichtung (101) zum sequentiellen Lesen von Signalen aus fotoelektrischen Wandlerelementen (101a) eines Festkörper-Bildsensors mit einer Vielzahl fotoelektrischer Wandlerelemente (101a).
Verwendung nach Anspruch 4, wobei die fotoelektrischen Wandlerelementen (101a) in einer Matrix angeordnet sind, eine von mehreren Auswähllinien (101b) in vertikaler Richtung von einem Vertikalrichtungsdecodierer (101d) und eine von mehreren Auswähllinien (101c) in horizontaler Richtung von einem Horizontalrichtungsdecodierer (lOle) ausgewählt werden und wobei der Vertikalrichtungsdecodierer (101d) eine durch einen ersten Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler (101f) für die vertikale Richtung spezifizierte Adresse zur Auswahl der jeweiligen Auswähllinie (lOlb) in vertikaler Richtung empfängt und der Horizontalrichtungsdecodierer (101e) eine durch einen zweiten Zweirichtungs-Gray-Code-Zähler (lOlg) für die horizontale Richtung spezifizierte Adresse zur Auswahl der jeweiligen Auswähllinie (101c) in horizontaler Richtung empfängt.