DE2156645A1 - Zählvorrichtung - Google Patents

Description

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Augsburg, den 15. November 1971

International Business Machines Corporation, Armonk, N.Y. 10 504, V.St.A.

Zählvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Zählvorrichtung und insbesondere eine digitale Zählvorrichtung zum Auf- und Abwärtszählen.

Aus der US-PS 2 823 856 bekannte umkehrbare Zähler weisen eine Vielzahl von in Kaskadenschaltung angeordnete Zählerstufen auf, von welchen jede eine durch Gleiehspannungspotentiale betätigte Verriegelungsschaltung, ferner ein von dieser gesteuertes ODER-Glied und ein von diesem ODEFt-GlLed gesteuertes UND-Glied

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aufweist. Der Zähler ist dadurch umkehrbar bzw. reversibel, daß Mittel zur Komplementierung der im Zähler jeweils registrierten Binärzahl, ferner zur Eingabe der gewünschten Zahl und außerdem zur Rekomplementierung der neuen nunmehr im Zähler registrierten Zahl vorgesehen sind.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, bei einer Zählvorrichtung der genannten Art eine einfachere Konstruktion zu erzielen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß Mittel zur Bereitstellung von wechselnden Taktsignalen, weiter eine Richtungssteuerleitung zur Übertragung von zwei Signalen verschiedener Amplitude, welche bewirken, daß der Zähler jeweils in der einen Richtung oder in der anderen Richtung zählt, ferner eine Vielzahl von in Kaskadenschaltung miteinander verbundenen Zählerstufen vorgesehen sind, deren jede ein bistabiles Gerät aufweist, dessen Zustand Jeweils dann wechselt, wenn ein an ihn angelegtes Steuersignal von einem Signalwert auf

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einen anderen Signalwert übergeht, daß weiterhin jeweils mindestens die unteren zählerstufen eine Schaltung mit je zwei Eingängen aufweisen, welche jeweils bei Gleichheit der an ihren beiden Eingängen anliegenden Eingangssignale an ihrem Ausgang ein Ausgangssignal mit einem bestimmten Pegel erzeugen, während sie bei an ihren beiden Eingängen auftretenden unterschiedlichen EingangsSignalen an ihrem Ausgang ein Ausgangssignal mit einem bestimmten anderen Pegel erzeugen, daß fernerhin jede mindestens der unteren Zählerstufen eine von der genannten Schaltung gesteuerte weitere Schaltung mit jeweils mehreren Eingängen enthält, welche weiteren Schaltungen jeweils nur dann ein Ausgangssignal erzeugen, wenn die an ihnen anliegenden Eingangssignale untereinander gleich sind, daß außerdem jede der genannten weiteren Schaltungen der einzelnen unteren Zählerstufen so geschaltet ist, daß sie das bistabile Gerät und die genannte weitere Schaltung der jeweils folgenden Zählerstufe steuert, daß weiter die genannten, die wechselnden Taktsignale bereitstellenden Mittel sowohl an einen Eingang des bistabilen Gerätes der ersten Zählerstufe als auch jeweils an die genannten weiteren Schaltungen jeder mindestens der unteren Zählerstufen angeschlossen sind, und daß die genannte Richtungssteuerleitung an je einen Eingang der erstgenannten

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Schaltungen mindestens der unteren Zählerstufen angeschlossen ist, wobei die Taktsignale bei Vorhandensein eines bestimmten Signalpegels auf der Richtungssteuerleitung den Zähler dazu veranlassen, aufwärts zu zählen, während sie den Zähler bei Vorhandensein eines anderen Signalpegels auf der Richtungssteuerleitung dazu veranlassen, abwärts zu zählen.

Die einfachere Konstruktion wird gemäß der Erfindung also im wesentlichen dadurch erzielt, daß die Umkehrung der Zählrichtung der Zählvorrichtung lediglich durch Anlegen verschiedener Potentiale an die Richtungssteuerleitung bewirkt wird-i

Zweckmäßigerweise werden die verschiedenen Potentiale der Richtungssteuerleitung zur Umkehrung der Zählrichtung jeweils in den einzelnen Zählerstufen vorhandenen exklusiven ODER-Qliedern zugeführt.

; Weitere Merkmale der Erfindung bilden Gegenstand der Patentansprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden

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näher beschrieben. Es zeigen

Pig. I ein Blockschaltbild eines

Zweirichtungszählers nach der Erfindung und

Fig. 2 eine Tabelle, welche die ver

schiedenen Zustände von Triggerschaltungen der erfindungsgemäßen Zählvorrichtung zeigt, wenn diese aufwärts und abwärts zählt.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in welcher eine erfindungsgemäße Zählvorrichtung mit einer eine erste Zählerstufe darstellenden Schaltung 10, einer eine zweite Zählerstufe darstellenden Schaltung 12, einer eine dritte Schaltstufe darstellenden Schaltung 14 und einer eine vierte oder n-te Zählerstufe darstellenden Schaltung 16 gezeigt ist.

Die Schaltung 10 enthält einen Trigger 20, ein exclusives ODER-Glied 22 und ein UND-Glied 2,4. Die anderen Schaltungen 12, 14 und 16 sind in gleicher Weise wie die Schaltung 10 ausgebildet und enthalten jeweils einen dem Trigger 20 entsprechenden Trigger 30, 40 und 50, ferner ein dem ODER-Glied 22 entsprechendes

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exclusives ODER-Glied 32, 42 und 52 sowie ein dem UND-Glied 24 entsprechendes UND-Glied 34, 44 und 54.

Ein den UND-Gliedern 24, 34, 44 und 54 ähnliches UND-Glied 60 weist zwei Eingänge 62 und 64 auf. Der Eingang 62 dient zum Empfang von Taktsignalen, welche abwechselnd den Wert Eins bzw. ein Pluspotential und ^ den Wert Null bzw. ein Minuspotential haben. An einer als Rückstelleitung bezeichenbaren Leitung 64 tritt jeweils ein an sie angelegtes Plussignal oder Minussignal auf. Die Rückstelleitung 64 ist an Rückstellanschlüsse RST der Trigger 20, 30, 40 und 50 angeschlossen, um die Trigger jeweils dadurch in ihren Null-Zustand zurückzustellen, indem an die Rückstelleitung 64 ein Pluspotential angelegt wird.

Das UND-Glied 60 ist über eine Leitung 66 an einen W SteueranschluE P des Triggers 20 angeschlossen, um dadurch seinen Zustand komplementieren bzw. ändern zu können, wenn an der Leitung 66 ein positiver übergang stattfindet, d.h. ein Wechsel von einem MinuspOtential zu einem Pluspotential erfolgt. Die Leitung 66 ist außerdem jeweils an einen Eingang der UND-Glieder 24, 34, 44 und 54 angeschlossen.

Eine Richtungssteuerleitung 68, an welcher jeweils

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entweder ein Pluspotential oder ein Minuspotential anliegt, ist jeweils an einen Eingang der exclusiven ODER-Glieder 22, 32, 42 und 52 angeschlossen. Ein Ausgang des Triggers 20 ist über eine Leitung 21 mit einem von zwei Eingängen des exclusiven ODER-Gliedes 22 verbunden, dessen Ausgang wiederum über eine Leitung 23 mit einem Eingang des zugehörigen UND-Gliedes 24 verbunden ist. Ein Ausgang des UND-Gliedes 24 ist über eine Leitung 25 sowohl mit einem Steuereingang P des Triggers 30 der die nächsthöhere Zählerstufe bildenden Schaltung 12 und außerdem mit einem Eingang des UND-Gliedes 34 dieser Schaltung 12 verbunden.

Die einzelnen Teile der Schaltungen 12, 14 und 16 sind in gleicher Weise miteinander verbunden wie die jeweils entsprechenden Teile der Schaltung 10 der ersten Zählerstufe· Die Trigger 30, 40 und 50 sind durch Leitungen 31, 41 und 51 mit den jeweils zugehörigen ODER-Gliedern 32, 42 und 52 verbunden, deren Ausgänge ihrerseits wiederum über Leitungen 33» 43 und 53 an Eingänge der jeweils zugehörigen UND-Glieder 34, 44 und 5H angeschlossen sind. Die Ausgänge der UND-Glieder und HH sind über Leitungen 35 und 45 jeweils sowohl mit den Triggern HO und 50 der jeweils höheren Zählerstufe als auch *£t den UND-Gliedern 44 und 54 dieser höheren Zähler-

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stufe verbunden. An einer den Ausgang des UND-Gliedes bildenden Leitung 55 steht manchmal ein "alles auf Null Dekodiersignal" an, wie dies im folgenden erklärt wird.

Die exclusiven ODER-Glieder 22, 32, 42 und 52 sind so ausgebildet, daß sie an ihrem Ausgang jeweils dann ein Plussignal liefern, wenn die Signale an ihren beiden Eingängen die gleichen sind, d.h. entweder beides Plussignale oder beides Minussignale sind. Wenn die Eingangssignale verschieden sind, d.h. ein Eingangssignal ein Plussignal und das andere ein Minussignal ist, so weisen die exclusiven ODER-Glieder 24, 34, 44 und 54 an ihren Ausgängen jeweils ein Minuspotential auf, Jedes der UND-Glieder 24, 34, 44 und 54 ist derart ausgebildet, daß das am Ausgang abgreifbare Signal ebenfalls negativ ist, wenn sämtliche an die UND-Glieder angelegten Eingangssignale negativ sind. Falls jedoch irgendeines der Eingangssignale nicht negativ ist, also eines oder mehrere dieser Eingangssignale ein Pluspotential haben, dann ist das am Ausgang des UND-Gliedes abgreifbare Ausgangssignal positiv.

Die Trigger 20, 30, 40 und 50 sind jeweils derart ausgebildet, daß der betreffende Trigger jeweils von

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seinem Null-Zustand in seinen Eins'-Zustand oder zurück von seinem Eins-Zustand in seinen Null-Zustand komplementiert bzw, verändert wird, wenn am Steueranschluß P des Triggers ein positiver Spannungsübergang stattfindet. Die Trigger erzeugen auf den an ihren Ausgängen angeschlossenen Leitungen 21, 31, 41 und 51 jeweils dann ein Pluspotential, wenn sie sich in ihrem Eins-Zustand befinden, während sie an ihren Ausgangsleitungen jeweils (

dann ein Minuspotential erzeugen, wenn die Trigger sich in ihrem Null-Zustand befinden. Die Trigger sind außerdem so konstruiert, daß sie, wenn an der Rückstelleitung 64

und dadurch auch an den Triggerrückstellanschlüssen RST ein Pluspotential anliegt, in ihren Null-Zustand gedrängt werden, in welchem sie auf ihren Ausgangsleitungen 21, 31, und 51 ein Minuspotential erzeugen.

Während des Betriebes wird zuerst auf der Rückstellleitung 64 ein Pluspotential erzeugt und dieses für eine kurze Zeit aufrechterhalten, wobei dieses Pluspotential auch an den Rückstellanschlüssen RST der Trigger 20, 30, 40 und 50 anliegt und dadurch diese in ihre Null-Zustände bringt, falls diese Trigger nicht bereits vorher ihre Null-Zustände eingenommen hatten. In diesen Zuständen erzeugen sämtliche Trigger an ihren

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Auagangsleitungen 21, 31, 41 und 51 negative Potentiale· Das Potential der Rückstelleitung 64 wird dann wieder negativ gemacht. .

Um mit der Zählvorrichtung abwärts zu zählen, wird an die Richtungssteuerleitung 68 ein Plussignal angelegt. Wenn sich der Trigger 20 in seinem zurückgestellten Zustand befindet, liefert er an seiner Ausgangsleitung ein Minussignal, und, da die Potentiale an den beiden Eingängen des exclusiven ODER-Gliedes 22 voneinander verschieden sind, liefert das ODER-Glied 22 an seinem Ausgang ein Minussignal, welches über die Ausgangsleitung einem Eingang des zugehörigen UND-Gliedes 24 zugeführt wird. In gleicher Weise sind die Eingangssignale der exclusiven ODER-Glieder 32, 42 und 52 verschieden voneinander, da die Richtungssteuerleitung 68 an sie ein Pluspotential anlegt, während die Ausgänge der Trigger 20, 30, 40 und 50 Minussignale liefern. Die ODER-Glieder 32, 42 und 52 liefern ihrerseits wiederum Minus-Eingangssignale an die zugehörigen UND-Glieder 34, 44 und 54. An der Rückstelleitung 64 liegt ein Minuspotential an, so daß die Taktsignale auf der Leitung 62 unmittelbar durch das UND-Glied 60 hindurch zur Leitung 66 gelangen.

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Beim ersten Übergang des Taktsignales von minus auf plus wird durch dieses Taktsignal der Trigger 20 vom NuIl-Zustand in einen Ein-Zustand geschaltet, wobei gleichzeitig auch die anderen Trigger 30, 40 und 50 gesetzt werden, wie dies nun beschrieben wird.

Bevor der erste Trigger 20 von einem Null-Zustand in einen Eins-Zustand umgeschaltet wird, bildet das UND-Glied 24 für das Taktsignal eine direkte Durchgangsverbindung von der Leitung 66 zu der Ausgangsleitung 25, da das ODER-Glied 22 an seinem Ausgang ein Minussignal hat, welches dem einen Eingang des UND-Gliedes 24 aufgedruckt wird. Dadurch wird der zweite Trigger 30 gleichzeitig mit dem ersten Trigger 20 von seinem Null-Zustand in seinen Eins-Zustand umgeschaltet. Die Taktsignale auf der Ausgangsleitung 25 und die Minus-Eingangssignale des ODER-Gliedes 32 bewirken beim ersten übergang der Taktsignale von minus auf plus, daß dieser übergang durch das UND-Glied 34 direkt hindurchgeleitet und an dem Trigger 40 zur Wirkung gebracht wird, um diesen Trigger von seinem Null-Zustand in seinen Eins-Zustand umzuschalten. In gleicher Weise leitet das UND-Glied 44 die Taktsignale zu dem Trigger 50,

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so daß dieser von seinem Null-Zustand in seinen Eins-Zustand komplementiert wird. Die Zustandswechsel der Trigger 30, 40 und 50 treten jeweils gleichzeitig und zusammen mit dem Umschalten des Triggers 20 auf. Demzufolge werden bei dem ersten Übergang der auf der Leitung 62 vorhandenen Taktsignale von minus auf plus, als Folge der Anlegung eines Plussignales an die Richtungssteuerleitung 68, die Trigger 20, 30, Ho und 50 in ihre Eins-Zustände gebracht, was in der in Fig. 2 dargestellten Tabelle dem mit "15" bezeichneten Zustand entspricht, welcher einen Zählerschritt unterhalb dem "alle Null-Zustand" entspricht, in welchem sich sämtliche Trigger in ihren Null-Zuständen befinden. Die Zählvorrichtung ist nunmehr in einem Zustand, in welchem sie von fünfzehn auf vierzehn herunterzählt, wenn das auf der Leitung 62 anstehende Taktsignal das nächste Mal einen positiven übergang von minus auf plus: durchmacht«, Da alle Trigger 20, 30, 40 und 50 ihre Eins-Zustände aufweisen, haben alle Signale auf den Ausgangsleitungen 21, 31, 41 und 51 ein Pluspotential.

Nachdem die Trigger 20, 30, ¹JO und 50 auf diese Weise in ihre Eins-Zustände gebracht wurden, wechselt das auf der Leitung 62 anstehende Taktsignal wieder auf

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sein Minuspotential und dann wieder zurück auf sein Pluspotential. Da die Rückstelleitung 64.weiterhin ein Minuspotential aufweist, verbleibt das UND-Glied 60 weiterhin in seinem das Taktsignal unmittelbar hindurchlassenden Zustand und dieses Taktsignal wird unmittelbar an den Steueranschluß P des ersten Triggers 20 angelegt. Das am Steueranschluß P des ersten Triggers 20 anliegende Potential wird also jeweils gleichzeitig mit dem Taktsignal negativ. Jedoch verhindert das UND-Glied 24, daß der Minusübergang des Taktsignales auch zum Steueranschluß P des Triggers 30 gelangt, da das exclusive ODER-Glied 22 an seinem Ausgang während des Minusüberganges des Taktsignales ein positives Ausgangssignal aufrechthält« Das gleiche gilt für die anderen Trigger und 50, deren mit ihnen zusammenwirkende UND-Glieder 34 und 44 an einem übertragen der Taktsignale gehindert werden, so daß die jeweils zugehörigen exclusiven ODER-Glieder 32 und 42 über ihre Ausgangsleitungen 33 und 43 weiterhin Plussignale den betreffenden Eingängen der zugehörigen UND-Glieder 34 und 44 zuführen. Von den Triggern 20, 30, 40 und 50 ist demzufolge lediglich der erste Trigger 20 dem zu diesem Zeitpunkt stattfindenden Minusübergang des Taktsignales ausgesetzt . Wenn dann das Taktsignal erneut einen übergang von minus zu plus macht,

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so wird dadurch bewirkt, daß der Trigger 20 in seinen Null-Zustand zurückkomplementiert wird, so daß die Zählvorrichtung als Ganzes nunmehr ihren in Pig· 2 mit "Ii*" bezeichneten Zustand aufweist. Die vom Ausgang des Triggers 20 wegführende Leitung 21 ist nunmehr negativ.

Bei dem darauffolgenden negativen übergang der. Taktsignale auf der Leitung 62 wird der Eingangsanschluß P des zweiten Triggers 30 negativ, da zu diesem Zeitpunkt der Ausgang des exclusiven ODER-Gliedes 22 negativ ist. Wie vorstehend erklärt, liefern die exclusiven ODER-Glieder jeweils dann Minus-Ausgangssignale, wenn an einem ihrer beiden Eingänge ein Minussignal und an dem betreffenden anderen Eingang ein Plussignal anliegt. Das exclusive ODER-Glied 22 liefert demzufolge an den Eingang des UND-Gliedes 24 ein Minussignal, so daß das Taktisgnal durch dieses UND-Glied direkt hindurchläuft. Demzufolge wechselt der Trigger von seinem Eins-Zustand in seinen Null-Zustand und außerdem wechselt der Trigger 20 von seinem Null-Zustand in seinen Eins-Zustand, da an dem ersten Trigger 20 die Taktsignale über das UND-Glied 60 jeweils direkt anliegen. Dadurch befindet sich der erste Trigger 20 nunmehr in seinem

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Eins-Zustand, während sich der zweite Trigger 30 in seinem Null-Zustand befindet und die anderen Trigger Mo und 50 in ihren Eins-Zuständen verbleiben, so daß die gesamte Zählvorrichtung sich nunmehr in ihrem in Fig. mit "13" bezeichneten Zustand befindet.

Bei den nächsten übergängen des Taktsignales von plus auf minus und dann wieder von minus auf plus wird der Zustand des ersten Triggers 20 vom Eins-Zustand auf den Null-Zustand geändert, jedoch wird der übergang des Taktsignales nicht durch das UND-Glied 2k hindurch weitergeleitet, um an dem Trigger 30 wirksam zu sein, da das exclusive ODER-Glied 22 zu diesem Zeitpunkt an die Leitung 23 ein Plussignal abgibt, so daß der Trigger in seinem Null-Zustand verbleibt. Die Zählvorrichtung weist nunmehr ihren in Pig, 2 mit "12" bezeichneten Zustand auf.

Bei den nächsten übergängen des auf der Leitung vorhandenen Taktsignales von plus auf minus und dann wieder von minus auf plus wird wie zuvor der Zustand des Triggers 20 wieder von dem Null-Zustand auf den Eins-Zustand geändert. Da der Trigger 20 anfänglich seinen Null-Zustand aufweist, gestattet das UND-Glied 24, daß

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die TaktSignalübergänge an dem Steueranschluß P des Triggers 30 wirksam werden und dadurch der Zustand dieses Triggers 30 in gleicher Weise von Null auf Eins geändert wird. Fig. 1 zeigt, daß das UND-Glied 3¹J drei Eingänge aufweist, nämlich einen von dem vom Trigger gesteuerten UND-Glied 24 und einen weiteren von dem vom Trigger 30 gesteuerten exclusiven ODER-Glied 32. Zum Zeitpunkt der übergänge der Taktsignale von plus auf minus sind die auf den Leitungen 25 und 33 vorhandenen Signale ebenfalls negativ, so daß die Taktsignale unmittelbar über das UND-Glied 3¹* dem Steueranschluß P des Triggers 40 zugeführt werden. Außerdem wird der Trigger 40 zu diesem Zeitpunkt von seinem Eins-Zustand in seinen Null-Zustand umgeschaltet. Die Zählvorrichtung befindet sich nunmehr in ihrem in Fig. 2 mit "n" bezeichneten Zustand, in welchem die beiden ersten Trigger und 30 ihre Eins-Zustände und der Trigger 40 seinen Null-Zustand aufweisen.

Das folgende Abwärtszählen erfolgt in der gleichen Weise. Der Zustand des Triggers 20 wird bei jedem Übergangspaar (von plus auf minus und dann wieder von minus auf plus) der auf der Leitung 62 vorhandenen Taktsignale verändert. Der Trigger 30 wechselt seinen Zustand unter

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der Steuerung des Triggers 20 unter Zusammenwirkung mit dem exclusiven ODER-Glied 22 und dem UND-Glied 2¹I, so daß der Trigger 30 jeweils für zwei aufeinanderfolgende Zählschritte in gleichem Zustand verbleibt. Der von den beiden vorhergehenden Triggern 20 und 30 gesteuerte dritte Trigger 40 verbleibt jeweils für vier Zählschritte im gleichen Zustand und wechselt dann. Der vierte Trigger 50 wird von seinem UND-Glied 44 gesteuert, welches seinerseits wiederum von den beiden vorhergehenden Triggern 30 und 40 gesteuert wird, so daß dieser Trigger 50 demzufolge jeweils so lange in seinem Eins-Zustand verbleibt, bis sieben Zählschritte erreicht sind, wonach er für den verbleibenden Teil des Abwärt szählens in seinem Null-Zustand verbleibt. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß das erste UND-Glied 24 unter der Steuerung des sich in der gleichen Zählerstufe befindlichen exclusiven ODER-Gliedes 22 und der Taktsignale befindet. Die folgenden UND-Glieder 34 und 44 stehen jeweils unter der Steuerung des sich in ihrer Zählerstufe befindlichen exclusiven ODER-Gliedes, des in der jeweils vorangehenden Zählerstufe befindlichen UND-Gliedes sowie der Taktsignal^» Die UND-Glieder 34 und 44 in diesen jeweils folgenden Zähler-

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stufen bewirken jeweils eine Zustandsänderung des Triggers in der nachfolgenden ZähXerstuffe,, wenn der Trigger, welcher sich in der gleichen Züilerstitfe wie die steuernden UND-Glieder (3^ und W) befindet» seinen richtigen Zustand aufweist und wenn das In der vorhergehenden Zählerstufe befindliche UlB-ffliedl seinen richtigen Zustand aufweist, um durch· dieses Slied ein Taktsignal hindurchzuleiten. Insbesondere ist anhand von Pig, 2 ersichtlich, daß immer dann, wenn der erste Trigger 20 sich in seinem Eins-Zustand befindet, z.B. bei den mit "15" oder "13" bezeichneten Eitständen der gesamten Zählereinrichtung, das sich daran anschließende Abwärtszählen durch einen Zustandsweehsel des- zweiten Triggers 30 ergibt, da dieser zweite Trigger 30 unter der Steuerung des ersten Triggers 20 steht. Der dritte Trigger ¹IO steht unter der Steuerung der vorhergehenden beiden Trigger 20 und 30 und es ist ersichtlich, daß, wenn beide Trigger 20 und 30 ihre Mull-Zustände aufweisen, das folgende Abwärtszählen einen Zustandsweehsel des dritten Triggers ¹IO zur Folge hat. Der vierte Trigger steht unter der Steuerung der beiden vorhergehenden Trigger 30 und 40 und wechselt seinen Zustand Jeweils unmittelbar als Folge eines bestimmten Zustandes der Zähleinrichtung als Ganzes, wobei beide Trigger 30 und

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sich in ihren Null-Zuständen befinden.

Für das Aufwärtszählen wird an die Richtungssteuerleitung 68 ein Minuspotential angelegt, wobei angenommen wird₃ daß die gesamte Zählvorrichtung sich in ihrem Null-Zustand befindet. Da hierbei alle Trigger 20, 30, und 50 ihre Null-Zustände aufweisen, erzeugen sie alle an ihren Ausgangsleitungen 21, 31» ^l und 51 ein Minussignal. Demzufolge liegen an beiden Eingängen der exclusiven ODER-Glieder 22₃ 32, *J2 und 52 jeweils negative Eingangssignale an, so daß sie an ihren Ausgangsleitungen 23, 33 und $3 positive Signale erzeugen. Dadurch blockieren die zugehörigen UND-Glieder 2H₉ 3¹J und ¹J¹I die von dem UND-Glied 6o von der Leitung 62 zur Leitung 66 übertragenen Taktsignale mit Bezug auf die Trigger 30> MO und 50. An den Steuereingang P des ersten Triggers gelangen die Steuersignale immer, so daß beim ersten Übergangspaar des Taktsignales, d.h. beim Wechsel desselben von plus auf minus und dann wieder von minus auf plus, der Zustand des Triggers 20 vom Null-Zustand in den Eins-Zustand verändert wird. Die Zählvorrichtung weist nunmehr ihren in Fig. 2 mit ^Μ1^Μ bezeichneten Zustand auf. Bei sich im Eins-Zustand befindlichem

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Trigger 20 erzeugt dieser auf seiner Ausgangsleitung ein positives Signal, welches an dem exclusiven ODER-Glied 22 zur Wirkung kommt, so daß letzteres ein negatives Eingangssignal und ein positives Eingangssignal aufweist und demzufolge an seiner Ausgangsleitung 23 ein Minuspotential liefert. Wenn demzufolge das auf den Leitungen und 66 vorhandene Taktsignal anschließend vom Pluspotential auf Minuspotential wechselt, dann läßt das UND-Glied 2¹I das Taktsignal zu dem zweiten Trigger 30 hin durch. Dadurch wird der Zustand des Triggers 30 von Null auf Eins gewechselt und das auf seiner Ausgangsleitung 31 vorhandene Potential wechselt von minus auf plus. Der erstgenannte Trigger 20 steht in der vorstehend beschriebenen Weise dauernd unter der Ein- , wirkung der auf den Leitungen 62 und 66 vorhandenen Taktsignale, so daß der Zustandwechsel des Triggers 20 jeweils ein Wechsel vom Eins-Zustand in seinen NuIl-Zustand ist. Die gesamte Zähleinrichtung befindet sich dann in ihrem in Fig. 2 mit "2" bezeichneten Zustand.

Bei dem darauffolgenden Paar von Taktsignalübergängen, d.h. wenn das Taktsignal anschließend von plus auf minus und dann wieder von minus auf plus wechselt, wird der

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Trigger 20 von seinem Null-Zustand in seinen Eins-Zustand umgeschaltet und dadurch wird die Zählvorrichtung als Ganzes in ihren in Pig, 2 mit "3." bezeichneten Zustand gebracht. .

Das darauffolgende Übergangspaar der Taktsignale auf den Leitungen 62 und 66, zuerst von plus auf minus und dann von minus auf plus, kommt an dem dritten Trigger zur Wirkung» Wenn beide Trigger 20 und 30 ihren Eins-Zustand aufweisen, so liefern sie an ihre Ausgangs- . leitungen 23 und 33 sowie an das den Trigger 40 steuernde UND-Glied 34 Minussignale. Das auf der Leitung 66 vorhandene Taktsignal kann dadurch durch das UND-Glied 34 gelangen und wird dem Steueranschluß P des Triggers 40 aufgedrückt, so daß dieser von seinem Null-Zustand auf seinen Eins-Zustand umgeschaltet wird. Die Zählvorrichtung als Ganzes weist demzufolge nunmehr ihren in Fig. 2 mit "4" bezeichneten Zustand auf.

Darauffolgende Paare von in den Taktsignalen stattfindenden übergängen, jeweils von plus auf minus und dann wieder von minus auf plus,bewirken mit jedem Taktsignalübergangspaar einen Zustandswechsel des

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Triggers 20, ferner bewirken'sie einen Zustandswechsel des Triggers 30 bei jedem zweiten Paar von Taktsignalübergängen, weiter bewirken sie einen Zustandswechsel des Triggers 40 bei jedem vierten Paar von TaktSignalübergängen und außerdem bewirken sie einen Zustandswechsel dee Triggers 50 bei jedem achten Paar von TaktSignalübergängen. Dieses Funktionieren des Triggers 30 ist durch die Wirkungsweise des ihn steuernden UND-Gliedes 24 bedingt, welches unter der Steuerung des vorhergehenden Triggers 20 steht. Ferner ist dieses Funktionieren des Triggers 40 durch die Arbeitsweise des ihn steuernden UND-Gliedes 34 bedingt, welches seinerseits unter der Steuerung beider vorhergehender Trigger 20 und 30 der Zählvorrichtung steht, Ähnlich funktioniert der Trigger 50 in der beschriebenen Art, da das ihn steuernde UND-Glied 44 unter der Steuerung der vorhergehenden beiden Trigger 30 und 40 steht· Insbesondere ist mit Bezug auf Fig. 2 ersichtlich, daß der zweite Trigger 30 jeweils dann zu einem Zustandswechsel veranlaßt wird, wenn die Zählvorrichtung als Ganzes von einem Zählzustand aufwärtszählt, bei welchen der erste Trigger 20 seinen Eins-Zustand aufweist, beispielsweise also wenn die Zählvorrichtung als Ganzes die

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in Fig. 2 mit "1" und ⁿ3" bezeichneten Zustände nimmt. Der dritte Trigger 40 steht unter der Steuerung der vorhergehenden beiden Trigger 20 und 30 und es ist ersichtlich, daß der dritte Trigger ¹IO seinen Zustand jeweils dann wechselt, wenn der folgende Auf™ wärtszählschritt von einem Zustand der Zählvorrichtung aus stattfindet, bei welchem die ersten beiden Trigger ihre Eins-Zustände aufweisen, beispielsweise also wenn die Zählvorrichtung als Ganzes von ihrem Zustand "3" in ihren Zustand "¹I" wechselt. Der vierte Trigger 50 steht unter der Steuerung der vorhergehenden beiden Trigger 30 und 40 und wechselt seinen Zustand jeweils als Folge eines Aufwärtszählens der Zählvorrichtung als Ganzes von einem Zustand, in welchem der zweite und der dritte Trigger 30 und Ho ihre Eins-Zustände aufweisen, beispielsweise also wenn die gesamte Zählvorrichtung von ihrem Zustand "7" in ihren Zustand ⁿ8^M überwechselt.

Wenn die Richtungssteuerleitung 68 ein Pluspotential aufweist, so zeigt ein auf der Leitung 55 vorhandenes Signal jeweils an, ob bzw. daß alle Trigger 20, 30, Uo und 50 sich in ihren Null-Zuständen befinden. In ihren Null-Zuständen erzeugen alle Trigger 20, 30,

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und 50 an ihren Ausgangsleitungen 21, 31, 41 und jeweils negative Potentiale. Demzufolge erzeugen zu dieser Zeit alle exclusiven ODER-Glieder 22, 32, 42 und 52 auf ihren Ausgangsleitungen 23, 33» 43 und 53 negative Potentiale bzw. negative Signale. Dadurch erzeugt das erste UND-Glied 24 infolge des an ihm von dem ODER-Glied 22 her anliegenden negativen Eingangssignales ein negatives Ausgangssignal und da das Ausgangssignal des ersten UND-Gliedes 24 eines der Eingangssignale für das UND-Glied 34 bildet, zusammen mit dem über die Leitung 33 von dem ODER-Glied 32 hergeleiteten negativen Eingangssignal, sind alle Eingangssignale des UND-Gliedes 34 negativ, wenn die Taktsignale negativ sind, um auf der Leitung 35 ein Minussignal zu erzeugen. Das UND-Glied 44 erzeugt in ähnlicher Weise auf einer Leitung 45 ein Minussignal und in ähnlicher Weise sind die dem UND-Glied 54 zugeführten drei Eingangssignale negativ, wenn die Taktsignale negativ sind, so daß bei Minus-Taktsignalen auf der Ausgangsleitung 55 der Zählvorrichtung ein Signal erzeugt wird, welches anzeigt, daß alle Elemente sich im Null-Zustand befinden (alle-Null-Dekodiersignal)·

Eine Analyse der Punktion der Zählvorrichtung

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ähnlich der obengemachten Analyse bezüglich des Aufwärts- und Abwärtszählens zeigt, daß die aufwärts zählende Zählvorrichtung jeweils unmittelbar abwärts zu zählen beginnt, wenn das auf der Richtungssteuerleitung 68 vorhandene Potential von minus auf plus geändert wird, Wenn in

ähnlicher Weise das auf der Richtungssteuerleitung 68 vorhandene Potential von plus auf minus geändert wird, während die Zählvorrichtung abwärts zählt, so wechselt die Zählvorrichtung sofort ihre Zählrichtung, um dann aufwärts zu zählen.

Obwohl in Fig. 1 nur vier Trigger 20, 30, Mo und 50 dargestellt sind, ist einzusehen, daß zusätzlich zu den Zählerstufen 10, 12, 14 und 16 noch weitere Zählerstufen zwischen die vierte Zählerstufe 14 und die n-te Stufe eingefügt werden können, um dadurch der Zählvorrichtung eine größere Zählkapazität zu geben. Diese zusätzlichen Zählerstufen sind jeweils in gleicher Weise auszubilden wie die Zählerstufen 12 und IM und jede dieser zusätzlichen Zählerstufen ist in gleicher Weise an die jeweils vorhergehende Zählerstufe anzuschließen, wie die Zählerstufe 14 an die Zählerstufe 12 angeschlossen ist.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf

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das oben beschriebene Aüsführungsbexspiel beschränkt, sondern dem Fachmann sind im Rahmen der Erfindung noch eine Vielzahl von Abwandlungsmöglxchkeiten gegeben.

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Claims (7)

1. Patentansprüche;

   (TI) Zählvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (62) zur Bereitstellung von wechselnden Taktsignalen, weiter eine Richtungssteuerleitung (68) zur Übertragung von zwei Signalen verschiedener Amplitude, welche bewirken, daß der Zähler Jeweils in der einen Richtung oder in der anderen Richtung zählt, ferner eine Vielzahl von in Kaskadenschaltung miteinander verbundenen Zählerstufen (10;.12; 14; 16 ) vorgesehen sind, deren Jede ein bistabiles Gerät (20; 30; 40; 50) aufweist« dessen Zustand Jeweils dann wechselt, wenn ein an ihn angelegtes Steuersignal von einem Signalwert auf einen anderen Signalwert übergeht, daß weiterhin Jeweils mindestens die unteren Zählerstufen (10; 12; 14j 16) eine Schaltung (22; 32; 42; 52) mit Je zwei Eingängen (68, 21; 68, 3I; 68, 41; 68, 51) aufweisen, welche jeweils bei Gleichheit der an ihren beiden Eingängen anliegenden Eingangssignalen an ihrem Ausgang ein Ausgangssignal mit einem bestimmten Pegel erzeugen, während sie bei an ihren beiden Eingängen entstehenden unterschiedlichen Eingangssignalen an ihrem Ausgang eil Ausgangssignal mit einem bestimmten anderen Pegel erzeugen, daß fernerhin Jede mindestens der unteren Zählerstufen auch eine von der genannten Schaltung

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   gesteuerte weitere Schaltung (24; 34; 44; 54) mit jeweils mehreren Eingängen (66, 23; 66, 25, 33; 66, 35* 43; 66, 45, 53) enthält, welche weiteren Schaltungen jeweils nur dann ein Ausgangssignal erzeugen, wenn die an ihnen anliegenden Eingangssignale untereinander gleich sind, daß außerdem jede der genannten weiteren Schaltungen (24; 34; 44; 54) der einzelnen unteren Zählerstufen (10; 12; 14; 16) so geschaltet ist, daß sie das bistabile Gerät (30; 40; 50) und die genannte weitere Schaltung (34; 44; 54) der Jeweils folgenden Zählerstufe (12; 14; 16) steuert, daß weiter die genannten, die wechselnden Taktsignale bereitstellenden Mittel (62) sowohl an einen Eingang (P) des bistabilen Gerätes (20) der ersten Zählerstufe (10) als auch jeweils an die genannten weiteren Schaltungen (24; 34; 44; 54) jeder mindestens der unteren Zählerstufen (10; 12; 14; 16) angeschlossen sind, und daß die genannte Richtungssteuerleitung (68) an je einen Eingang der erstgenannten Schaltungen (22; 32; 42; 52) mindestens der unteren Zählerstufen (10; 12; 14; 16) angeschlossen ist, wobei die Taktsignale bei Vorhandensein eines bestimmten Signalpegels auf der Richtungssteuerleitung (68) den Zähler dazu veranlassen, aufwärts zu zählen, während sie den Zähler bei Vorhandensein eines anderen Signalpegels auf der Richtungssteuerleitung (68) dazu veranlassen, abwärts zu zählen.

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2. 2. Zählvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (62) zur Bereitstellung von wechselnden Taktsignalen und eine Riohtungssteuerleitung (68) zur übertragung von Signalen verschiedener Signalpegel vorgesehen sind, daß ferner eine Vielzahl von Zählerstufen (10; 12; l4; 16) in Kaskadenschaltung miteinander verbunden sind und jede dieser Zählerstufen eine Triggerschaltung (20; 30; 40; 50) aufweist, deren Zustand sich jeweils ändert, wenn ein an sie angelegtes Steuersignal auf einen anderen Wert übergeht, daß weiterhin Jede mindestens der unteren Zählerstufen (10; 12; 14; 16) ein von ihrer Triggerschaltung (20; 30; 40; 50) gesteuertes exklusives ODER-Glied (22; 32; 42; 52) und ein von diesem exklusiven ODER-Glied der betreffenden Stufe gesteuertes UND-Glied (24; 34; 44; 54) aufweist, daß fernerhin jedes der genannten UND-Glieder (24; 34; 44; 54) derart angeschlossen ist, daß es Jeweils sowohl die Trigger- i schaltung (30; 40; 50) der jeweils folgenden zählerstufe als auch das UND-Glied (34; 44; 54) der jeweils folgenden Zählerstufe steuert, und daß die genannten, die wechselnden Taktsignale bereitstellenden Mittel (62) als Eingänge sowohl an die Triggerschaltung (20) der ersten Zählerstufe als auch an die genannten UND-Glieder

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   (24; 34; 44; 54) sämtlicher Zählerstufen angeschlossen sind und außerdem die Richtungssteuerleitung (68) als Eingang an die genannten ODER-Glieder (22; 32s 42$ 52) angeschlossen ist, wobei die Taktsignale jeweils bei Vorhandensein eines bestimmten Signalpegels auf der Richtungssteuerleitung (68) ein Aufwärtsz§hlen der Zählvorrichtung bewirken, während sie Jeweils bei Vorhandensein eines anderen Signalpegels auf der Richtungssteuerleitung ein Herunterzählen der Zählvorrichtung bewirken.
3. 3. Zählvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten UND-Glieder (24; 34; 44; 54) derart ausgebildet sind, daß sie jeweils dann an ihren Ausgängen (bei 25; 35; 45, 55) ein Minuspotential liefern, wenn die an diesen IXKD-Gliedern anliegenden Eingangssignale alle Minuspotentiale sind.
4. 4. Zählvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten ODER-Glieder (22; 32; 42; 52) ein Ausgangssignal mit positivem Potential liefern, wenn die an diesen ODER-Gliedern anliegenden Eingangssignale entweder beide ein positives Potential oder beide ein negatives Potential

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   aufweisen, während diese ODER-Glieder jeweils dann an ihren Ausgängen (bei 23; 33; 43, 53) Minuspotentiale liefern, wenn ihre Eingangssignale jeweils verschiedene Polarität bzw. Pegel haben.
5. 5. Zählvorrichtung nach einem der Ansprüchen bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der genannten Triggerschaltungen (20; 30; 40; 50) jeweils auf Wechsel eines Eingangssignales von einem Minuspotential auf ein Pluspotential anspricht und dadurch ihren Zustand ändert, wobei sie in ihrem einen Zustand an ihrem Ausgang (bei 21; 31; 41; 51) ein Ausgangssignal mit positivem Potential und in ihrem anderen Zustand ein Ausgangssignal mit negativem Potential erzeugt.
6. 6. Zählvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die genannten, die wechselnden Taktsignale bereitstellenden Mittel (62) an einen Eingang eines weiteren UND-Gliedes (60) angeschlossen sind, daß weiter an einen anderen Eingang dieses UND-Gliedes (60) eine Rückstellleitung (64) angeschlossen ist, und daß dieses UND-Glied (60) die Taktsignale jeweils als Eingangssignale

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   an die genannten UND-Glieder (24; 34; 44; 54) der einzelnen Zählerstufen (10; 12; 14; 16) und an die Triggerschaltung (20) der ersten Zählerstufe (10) abgibt, wenn auf die'Rückstelleitung (64) ein Signal mit einem bestimmten Signalpegel gegeben wird, und daß diese Rückstelleitung (64) außerdem mit Rückstellanschlüssen (RST) der genannten Triggerschaltungen (20; 30; 40; 50) derart verbunden ist, daß ein anderer Spannungs- bzw. Signalpegel auf der Rückstelleitung jeweils eine Rückstellung der Triggerschaltungen auf einen bestimmten Zustand bewirkt.
7. 7. Zählvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Zählerstufe (z.B. 16) ebenfalls ein exklusives ODER-Glied (z.B. 52) enthält, welches von einer Triggerschaltung (z.B. 50) dieser letzten Zählerstufe gesteuert wird* und sowohl mit der genannten Richtungssteuerleitung (68) als auch mit einem UND-Glied (z.B. 54) verbunden ist, welch letzteres von dem ODER-Glied (z.B. 52) dieser letzten Zählerstufe gesteuert wird, daß weiter das UND-Glied (z.B. 54) dieser letzten Zählerstufe (z.B. 16) außerdem von dem UND-Glied (z.B. 44) der vorangehenden Zählerstufe (z.B. 14) gesteuert wird und mit den das

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   wechselnde Taktsignal bereitstellenden Mitteln (62) derart verbunden ist, daß der Ausgang des UND-Gliedes (z.B. 5²O der letzten Zählerstufe jeweils einen "Alles auf Null"-Zustand der Triggerschaltungen (20; 30; 40; 50) anzeigt, wenn an die Richtungssteuerleitung (68) ein Signal mit einem bestimmten Pegel angelegt wird' und sich alle diese Triggerschaltungen in einem bestimmten Zustand befinden.

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