DE2530438A1

DE2530438A1 - Multiple stage presettable reversible counter - has several flip-flops in each counting stage, interconnected by gates

Info

Publication number: DE2530438A1
Application number: DE19752530438
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Hoehne
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-07-08
Filing date: 1975-07-08
Publication date: 1977-01-27

Abstract

A backwards and forwards counter has gates which control the counting direction. Each counting stage is a clock controlled king-master-slave flip-flop. Each corresponding master stage is doubled, with the inputs connected in parallel. The additional master stages form the presetting register, and outputs of master stages are connected to a comparator which responds when two master stages belonging to the same counting stage have the same operational position in all counting stages.

Description

Voreinstellbarer Vorwärts-Rückwärts-Zähler Es sind bereits voreinstellbare Vorwärts-Rückwärts-Zä.hler bekannt, die je 7ahlstufe Jeweils mehrere Kippschaltungen haben, die über Torschaltungen verbunden sind, über welche die Zähirichtung steuerbar ist (siehe z.B. DAS 1 280 314, 1 280 928, 1 247 395, 1 219 984, 1 285 540). Um die Zählstellung festzuhalten, welche die Verein stellung bestimmt, sind jeweils besondere Einrichtungen vorgesehen, mit denen der Zähler zu verbinden ist (siehe z.B. DAS 1 946 337, 1 947 586; DOS 2 146 563). Diese Technik ist aufwendig und auch fiir die Herstellung solcher Einrichtungen unbequem. Es besteht daher die Aufgabe, einen voreinstellbaren Vorwärts-Rückwärts-Zähler mit besonders geringem. Aufwand aufzubauen und ihm dabei zugleich noch weitere Vorteile zu geben. Presettable up / down counter There are already presettable Forward-backward counters are known, each of which has several flip-flops that are connected via gate circuits via which the counting direction can be controlled (see e.g. DAS 1 280 314, 1 280 928, 1 247 395, 1 219 984, 1 285 540). To the The counting to be recorded, which the association determines, are each special Facilities provided to which the meter is to be connected (see e.g. DAS 1,946,337, 1,947,586; DOS 2 146 563). This technique is complex and also for making such devices inconvenient. There is therefore the task of a presettable up / down counter with particularly low. To build up effort and at the same time to give it further advantages.

Die Erfindung macht sich nun für die Verbesserung eines Zählers die an sich bereits bekannte Technik fUr taktgesteuerte Kippschaltungen zunutze, die jeweils aus einer Kingstufe, einer Nasterstufe und einer Slavestufe bestehen (siehe DAS 2 237 579). Bei einer derartigen taktgesteuerten Kippschaltung ist als Eingangsstufe eine taktgesteuerte Kingstufe vorgesehen, an die eine taktgesteuerte Masterstufe angeschlossen ist, die ihrerseits eine taktgesteuerte Slavestufe steuert. Die Masterstufe, welche der Kingstufe nachgeschaltet ist, speichert das zunächst in der Ringstufe gespeicherte Signal ab Taktrückflanke endgültig. Die Masterstufe gibt gleichzeitig das gespeicherte Signal an die Slavestufe ab, welche ab der Vorderflanke des darauffolgenden Taktimpulses das gespeicherte Signal endgültig speichert. Eine derartige King-Naster-Slave-Kippschaltung ist einerseits gegen Störungen besonders betriebssicher, da sie sogar ab der Taktimpulsvorderflanke das am Kippschaltungseingang anliegende Signal speichert, wobei dann ab sofort eine Blockierung ausgelöst wird. Sie hat andererseits einen relativ einfachen Aufbau und hat auch die sonst für taktgesteuerte Kippschaltungen üblichen Funktionen der Masterstufe und der Slavestufe.The invention now makes for the improvement of a counter technology already known per se for clock-controlled flip-flops each consist of a king level, a naster level and a slave level (see DAS 2 237 579). In such a clock-controlled multivibrator, the input stage a clock-controlled king stage is provided, to which a clock-controlled master stage is connected, which in turn controls a clock-controlled slave stage. The master’s level, which is downstream of the king stage stores it first in the ring stage stored signal from clock pulse trailing edge final. The master’s level gives at the same time the stored signal to the slave stage, which from the leading edge of the next Clock pulse finally stores the stored signal. Such a king-naster-slave toggle switch is, on the one hand, particularly reliable against interference, since it even starts from the leading edge of the clock pulse saves the signal present at the multivibrator input, with a Blocking is triggered. She, on the other hand, has one relatively simple Structure and also has the usual functions for clock-controlled flip-flops the master level and the slave level.

Die Erfindung betrifft also einen voreinstellbaren Vorwärts-Rückwärts-Zähler, der je Zählstufe mehrere Kippschaltungen hat, die über Torschaltungen verbunden sind, über welche die Zählrichtung steuerbar ist. Ein derartiger Zähler ist gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass jede Zählstufe als taktgesteuerte King-Master-Slave-Kippschal-ttmg ausgebildet ist, dass die jeweils zugehörige Masterstufe verdoppelt und einga.rigsseitig parallelgeschaltet ist, dass die zusätzlichen Masterstufen das Vorerinstellungsregister bilden und dass die Ausgänge der Nasterstufen an eine Vergleichsschaltung angeschlossen sind, die anspricht, wenn die zur selben Zählstufe gehörenden beiden Masterstufen jeweils in allen ZählstuSen die gleiche Betriebslage haben. in das durch die zusätzlichen Masterstufen gebildete Voreinstellungsregister kann dann wahlweise eine Zählobergrenze oder eine Zähluntergrenze eingegeben werden, und zwar jeweils über die vorgeschalteten Kingstufen. Es kann auch vorgesehen sein, die zugehörigen i"lasterstufen durch weitere Masterstufen zu ergänzen, die zutun Voreinstellungsregister gehören und an die Vergleichs schaltung angeschlossen sind, so dass sowohl eine Zählobergrenze als auch eine Zähluntergrenze gleichzeitig vorgebbar sind.The invention thus relates to a presettable up / down counter, which has several flip-flops for each counting stage, which are connected via gate circuits are, via which the counting direction can be controlled. Such a counter is according to of the invention characterized in that each counting stage is a clock-controlled king-master-slave toggle switch is designed that the respective associated master stage is doubled and on the one side connected in parallel is that the additional master levels the pre-setting register and that the outputs of the master stages are connected to a comparison circuit which responds when the two master levels belonging to the same counting level each have the same operating position in all counting levels. in that by the additional Presetting registers formed in master levels can then optionally include an upper limit for counting or a lower count limit can be entered, in each case via the upstream King levels. It can also be provided that the associated i "load levels are replaced by further To complete master's levels, which belong to the pre-setting register and to the comparison circuit are connected, so that both a counting upper limit and a counting lower limit can be specified at the same time.

Die vorgesehene Vervielfachung der Masterstufen hat vorteilhafterweise zur Folge, dass im Zahler selber bereits die Stufen für ein Voreinstellungsregister zur Verfügung gestellt sind. Das Voreinstellungsregister ist daher in den Zähler direkt eingelagert. Die Verbindungsleitungen zwischen dem Voreinstellungsregister und dem Zähler sind daher sehr kurz gehalten, was sehr günstig für eine hohe Betriebsgeschwindigkeit ist. Dabei bleiben die für King-Master-Slave-Kippschaltungen charakteristischen Betriebsvorteile erhalten. Es wird sich zeigen, dass ausserdem auch die Herstellung solcher Zähler mit Joreinstellungsregister durch die erSind mgsgemässe Technik erleichtert wird.The intended multiplication of the master levels has advantageously As a result, the levels for a preset register are already in the payer itself are made available. The preset register is therefore in the counter directly stored. The connecting lines between the preset register and the counter are therefore kept very short, which is very beneficial for a high operating speed is. The characteristic of king-master-slave flip-flops remain Receive operational benefits. It will be seen that also the production Such a counter with a jor setting register is made easier by the appropriate technology will.

Ausführungsbeispiele für die erfindungsgemässen voreinstellbaren Vorwärts-Rückwärts-Zähler werden anhand der Figuren im einzelnen erläutert.Exemplary embodiments for the presettable up / down counters according to the invention are explained in detail with reference to the figures.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild für eine an sich bekannte King-Master-Slave-Kippschaltung.Fig. 1 shows the block diagram for a known king-master-slave flip-flop circuit.

Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild eines Beispieis für einen Zahler gemäss der Erfindung, der eine Zählgrenze berücksichtigt.Fig. 2 shows the block diagram of an example for a counter according to the invention, which takes into account a counting limit.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel dafür, wie ein derartiger Zähler im einzelnen aufgebaut werden kann.Fig. 3 shows an example of how such a counter in detail can be built.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel dafür, wie ein Zähler, der eine Zählobergrenze und eine Zähluntergrenze berücksichtigt, im einzelnen aufgebaut werden kann.Fig. 4 shows an example of how a counter that has an upper count limit and a counting lower limit can be taken into account in detail.

Figuren 5 bis 12 zeigen Bausteine und zugehörige Darstellungssymbole für die in den Figuren 3 und 4 dargestellten Zähler.Figures 5 to 12 show building blocks and associated symbols for the counters shown in FIGS. 3 and 4.

Zunächst wird kurz auf das in Fig. 1 gezeigte Blockschaltbild einer an sich bekannten King-Master-Slave-Kippschaltung eingegangen. Sie besteht aus der Kingstufe K, der Masterstufe M und der Slavestufe S. Die Kingstufe hat den Eingabeeingang L. Alle drei Stufen sind an den Takteingang C angeschlossen, über den die Taktimpulse zugeführt werden. Die Kingstufe K wird durch die Vorderflanke v1 und die Masterstufe M durch die Rückflanke rl eines Taktimpulses gesteuert. Die Slavestufe S wird durch die Vorderflanke v2 des jeweils folgenden Taktimpulses gesteuert.First, a brief reference to the block diagram shown in FIG known King-Master-Slave flip-flop. It consists of the King level K, the master level M and the slave level S. The king level has the input input L. All three stages are connected to the clock input C, via which the clock pulses are fed. The king level K is made by the leading edge v1 and the master level M controlled by the trailing edge rl of a clock pulse. The slave level S is through the leading edge v2 of the following clock pulse is controlled.

Sie hat noch den Ausgang Q der Kippschaltung.It still has the output Q of the trigger circuit.

Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel für einen voreinstellbaren Vorwärts-Ruckwärts-Zähler hat vier King-Master-Slave-Kippschaltungen, die jeweils ihrerseits aus mehreren Kippschaltungen in Form von Kingstufen, Masterstufen und Slavestufen bestehen.The embodiment shown in Fig. 2 for a presettable Up-down counter has four king master-slave flip-flops, each in turn from several flip-flops in the form of king levels, master levels and Exist slave levels.

Diese vier King-Master-Slave-Kippschaltungen haben die Eingabeeingänge L1...L4 und die Ausgänge Q1...Q4. Die jeweils zu einer King-Master-Slave-Kippschaltung gehörenden einzelnen Kippschaltungen bzw. Stufen sind über Torschaltungen verbunden, von denen einige mit dem Hinweiszeichen y bezeichnet sind. Über diese Torschaltungen ist die Zählrichtung steuerbar. Sie werden von den Einrichtungen W und Y gesteuert, deren Wirkungsweise noch im einzelnen erläutert werden wird. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die jeweils zugehörigen Masterstufen verdoppelt und eingangsseitig parallelgeschaltet. Dementsprechend weisen die vier King-Master-Slave-Kippschaltungen ausser den Masters-tufen M1...M4 noch die zusätzlichen Masterstufen Mu1...Mu4 auf. Diesen Masterstufen sind die Kingstufen K1...K4 vorgeschaltet und die Slavestufen S1...S4 nachgeschaltet. Die zusätzlichen Masterstufen MU1...Mu4 bilden das Voreinstellungsregister. Die Ausgänge der Masterstufen MU1...MU4 und M1...M4 sind an die Vergleichsschaltung V angeschlossen. Dies ist in der Fig. 1 durch vieradrige Leitungsbündel angedeutet, die von den jeweils beiden Ausgängen jeder Masterstufe zur Vergleichsschaltung V führen. An jeweils einen Ausgang der Masterstufen M1...M4 ist auch noch die Nullstellungsmeldeschaltung Z angeschlossen, wie in der Figur durch ein vieradriges Leitungsbündel angedeutet ist Die Masterstufen M1...M4 bestimmen hier den Zählvorgang. Durch Erfassung ihrer Betriebslagen kann daher die Nullstellungsmeldeschaltung melden, wann im Zuge des Weiterzählens jeweils die Nullstellung des Zählers erreicht ist. Diese Meldung wird dem Steuerschaltnetz Y zugeführt. Dieses Steuerschaltnetz Y steuert Torschaltungen y, über die die Kippschaltungen miteinander verbunden sind.These four king-master-slave flip-flops have the input inputs L1 ... L4 and the outputs Q1 ... Q4. Each belonging to a King-Master-Slave flip-flop circuit individual flip-flops or stages are connected via gate circuits, of which some are marked with the y mark. About these gates is the Controllable counting direction. They are controlled by the devices W and Y, whose Mode of action will be explained in detail. In the one shown in FIG Embodiment, the respective associated master levels are duplicated and on the input side connected in parallel. The four king-master-slave flip-flops have accordingly In addition to the master levels M1 ... M4, the additional master levels Mu1 ... Mu4. These master levels are preceded by the king levels K1 ... K4 and the slave levels S1 ... S4 connected downstream. The additional master levels MU1 ... Mu4 form the preset register. The outputs of the master stages MU1 ... MU4 and M1 ... M4 are connected to the comparison circuit V connected. This is indicated in Fig. 1 by a four-wire bundle of cables, from the two outputs of each master stage to the comparison circuit V to lead. The zero position signaling circuit is also connected to one output of each of the master stages M1 ... M4 Z connected, as indicated in the figure by a four-wire bundle of cables The master levels M1 ... M4 determine the counting process here. By capturing their Operating situations can therefore report the zero position reporting circuit when in the course of the Continuing counting, the zero position of the counter is reached. This message will the control switching network Y supplied. This control switching network Y controls gate circuits y, via which the flip-flops are connected to one another.

Durch geeignete Steuerung solcher Torschaltungen kann die Zahlrichtung beeinflusst werden (siehe auch DAS 1 275 126) und es können auch noch andere Vorgänge zustande gebracht werden. Für die Einstellung der Zählrichtung ist hier auch noch die Zählrichtungssteuerschaltung W vorgesehen, die an Ausgänge der Slavestufen S1...S4 angeschlossen ist. Dies ist durch ein vieradriges Leitungsbündel angedeutet. Die Zählrichtungssteuerschaltung wird auch noch über einen Steuereingang beeinflusst, über den durch ein Steuersignal die Zählrichtung festzulegen ist. Es handelt sich hierbei um den Steuereingang UD bei dem Steuerschaltnetz Y Auch durch die Zählrichtungssteuerschaltung W werden Torschaltungen y gesteuert. Das Steuerschaltnetz Y hat noch weitere Steuereingänge. Dazu gehört der Steuereingang C, über den die Taktimpulse zugeführt werden. Ferner gehört dazu der Steuereingang LU, über den die Aufnahme einer Zählgrenze in die Masterstufen MU1...MU4 des Voreinstellungsregisters bewirkt wird. Über den Steuereingang LZ wird zwischen Laden des Zählers und Zählen umgeschaltet. über den Eingang EN kann der Zähler in Betrieb oder ausser Betrieb gesetzt werden.Appropriate control of such gates can determine the direction of payment can be influenced (see also DAS 1 275 126) and other processes can also be influenced be brought about. There is also a setting for the counting direction the counting direction control circuit W is provided, which is connected to outputs of the slave stages S1 ... S4 connected. This is indicated by a four-wire bundle of cables. the The counting direction control circuit is also influenced by a control input, via which the counting direction is to be determined by a control signal. It is about here around the control input UD in the control switching network Y Even gate circuits y are controlled by the counting direction control circuit W. That Control switching network Y has additional control inputs. This includes the control input C, through which the clock pulses are fed. This also includes the control input LU via which the inclusion of a counting limit in the master levels MU1 ... MU4 of the preset register is effected. The LZ control input is used to switch between loading the counter and counting switched. The meter can be in operation or out of operation via the EN input be set.

Wenn die Voreinstellbarkeit des Zählers auszunutzen ist, so wird zunächst die einzustellende Zählgrenze über die Eingabeeingänge L1 ...L4 den Kingstufen K1...K4 zugeführt und von dort zu den Masterstufen MU1 ..MU4 weitergegeben. Dabei werden die durch das Schaltnetzwerk Y steuerbaren betreffenden Torschaltungen y für die Weitergabe ausgenutzt. Wird auf diese Weise beispielsweise die Zählobergrenze vorgegeben, die jeweils den Zählbeginn beim Rückwärtszählen festlegt, so ist es zweckmässig, die den Zählvorgang bestimmenden Masterstufen ìM1...M4 nach Erreichen der Nullstellung des Zählers jeweils durch Übertragung der Einstellung der Masterstufen MU1...MU4 des Voreinstellungsregisters neu einzustellen.If the presettability of the counter is to be used, first the counting limit to be set via the input inputs L1 ... L4 the king levels K1 ... K4 and passed on from there to the master levels MU1 ..MU4. Be there the relevant gate circuits y controllable by the switching network Y for the Passing on exploited. If, for example, the upper counting limit is specified in this way, which defines the start of counting when counting down, it is useful to the master levels determining the counting process ìM1 ... M4 after reaching the zero position of the counter by transferring the setting of the master levels MU1 ... MU4 of the preset register.

Hierzu kann die Nullstellungsmeldeschaltung Z ausgenutzt werden, die bei Erreichen der Nullstellung jeweils ein Meldesignal an das Schaltnetzwerk Y gibt, das dann seinerseits durch Steuerung der betreffenden Torschaltungen y die Einstellung der Masterstufen MU1...lCU4 zu den Masterstufen M1...M4 überträgt. All diese Vorgänge werden genauso wie die eigentlichen Zählvorgänge, die mit Hilfe der Masterstufen M1...M4 abgewickelt werden, taktgesteuert mit Hilfe der über den Takteingang C zugeführten Taktimpulse. Der Zähler kann auch über sein gesamtes Zählvolumen in Vorwärts oder in Rückwärtsrichtung durchzählen, wobei die oberste Zählgrenze festzulegen ist. Die Erreichung einer voreingestellten Zählgrenze oder der maximalen Zählgrenze, die der Nullstellung benachbart ist, kann auch über den Ausgang A des Schaltnetzwerkes Y nach aussen gemeldet werden. An den Ausgängen Q1...Q4 kann auch die jeweilige Einstellung des Zählers an sonstige Einrichtungen weitergegeben werden, die durch den Zähler gesteuert werden.For this purpose, the zero position signaling circuit Z can be used, which when the zero position is reached, sends a message signal to the switching network Y, then in turn by controlling the relevant gates y the setting of the master levels MU1 ... lCU4 to the master levels M1 ... M4. All of these things are just like the actual counting processes that are carried out with the help of the master levels M1 ... M4 are processed, clock-controlled with the help of the input via the clock input C. Clock pulses. The counter can also use its entire counting volume in forward or counting in reverse direction, whereby the highest counting limit is to be determined. Reaching a preset counting limit or the maximum counting limit, which is adjacent to the zero position can also be via output A of the switching network Y can be reported to the outside world. The respective Setting of the counter will be passed on to other institutions that the counter can be controlled.

Der Zähler ist auch dazu geeignet, als integrierter Schal-tungsblock in MOS-FET-Technik hergestellt zu werden. Dieser Schaltungsblock enthält dann die verschiedenen Kippschaltungen und Torschaltungen sowie Verknüpfungsglieder, aus denen die Vergleichsschaltung V, die Zählrichtungssteuerschaltung W, die Nullstellungsmeldeschaltung Z und das Steuerschaltnetz Y aufgebaut werden können.The counter is also suitable as an integrated circuit block to be produced in MOS-FET technology. This circuit block then contains the various toggle circuits and gate circuits as well as logic elements which the comparison circuit V, the counting direction control circuit W, the zero position reporting circuit Z and the control switching network Y can be set up.

Hierfür können an sich bekannte Herstellungsmethoden für ähnlich aufgebaute, wenn auch nicht so vorteilhafte Zähler angewendet werden (siehe C-MOS Integrated Circuits, August 1973, NS National, Seiten 50 bis 52; RCA Solid State, Datenbuch 74, Serie SSD-203B, COS/MOS integrierte Digital-Schaltungen, Seiten 146 bis 151).For this purpose, known manufacturing methods for similarly structured, even if not so advantageous counters are used (see C-MOS Integrated Circuits, August 1973, NS National, pp. 50-52; RCA Solid State, data book 74, SSD-203B series, COS / MOS integrated digital circuits, pages 146 to 151).

Vorteilhaft für einen Zähler, der gemäss der Erfindung aufgebaut ist, ist auch, dass die Kingstufen jeder Zählstufe derart ausgebildet werden können, dass ihre hochohmigen Eingänge unempfindlich gegen Fremdspannungen sind. Hierzu ist in an sich bekannter Weise (siehe DOS 2 348 432) jeweils ein hochohmiger Widerstand in ihrem Rückkopplungszweig fest einzufügen, der mit ihrem Eingang und ihrem Ausgang verbunden ist. Diese Schaltungsweise für eine als Kingstufe ausgenutzte Kippschaltung ist auch in der Fig. 10 gezeigt. Der Zähler erhäl-t dabei seine Eigenschaft, gut integrierbar zu sein, da er nach wie vor zwar aus einer Vielzahl von Schaltungsteilen besteht, es sich dabei jedoch um gleichartige Schaltungsteile handelt, die aus Transistoren und Widerständen und dergleichen zusammengesetzt werden können.Advantageously for a counter which is constructed according to the invention, is also that the king stages of each counting stage can be designed in such a way, that their high-resistance inputs are insensitive to external voltages. For this is in a manner known per se (see DOS 2 348 432) in each case a high-value resistor to be firmly inserted in their feedback branch, the one with their input and output connected is. This switching method for a toggle switch used as a king stage is also shown in FIG. The meter receives its property of being good to be integrable, since it still consists of a large number of circuit parts exists, but these are similar circuit parts made up of transistors and resistors and the like can be composed.

Der in Fig. 3 dargestellte voreinstellbare Vorwärts-Rückwärts-Zähler entspricht dem in Fig. 1 gezeigten Zähler. Die Steuereingänge und Eingabeeingänge sind gleich bezeichnet, ebenso wie die Ausgänge. Auch die zugehörigen Kingstufen, Masterstufen und Slavestufen haben die gleichen Hinweiszeichen. Die Vergleichsschaltung besteht hier aus den Teilen V?, V2 und V3. Diese Teile sind als Verknüpfungsglieder dargestellt, so dass ihr Aufbau und ihre Arbeitsweise erkennbar sind. Die Nullstellungsmeldeschaltung besteht aus dem NAND-Glied Z und aus einem an dessen Ausgang angeschlossenen inverter. Auch die Arbeitsweise dieser Nullstellungsmeldeschaltung ist daher aufgrund ihrer Darstellung erkennbar. Die Zählrichtungssteuerschaltung hat die Teile W2, W3 und W4. Sie ist mittelbar an den Steuereingang UD und direkt an die Ausgänge der Slavestufe S1, S2 und S3 angeschlossen. Die gezeigten Teile der Zählrichtungssteuerschaltung sind ebenfalls als Verknüpfungsglieder und Inverter dargestellt, so dass auch die Arbeitsweise dieser Zählrichtungssteuerschaltung erkennbar ist. Zum Steuerschaltnetz gehören die Kippstufen Y1...Y5, die Verknüpfungsglieder Y6 und Y7 sowie weitere nicht im einzelnen bezeichnete Verknüpfungsglieder und Inverter. In der Fig. 3 sind für die Kippschaltungen Symbole verwendet, deren Bedeutung aus den Figuren 10, II und 12 hervorgeht. Die Fig. 10 ist bereits vorher erwähnt worden. Fig. II zeigt eine Kippschaltung, die über einen Arbeitskontakt y rückgekoppelt ist. Dieser Kontakt ist dort durch ein Kreuz symbolisiert.The presettable up-down counter shown in FIG corresponds to the counter shown in FIG. The control inputs and input inputs are labeled identically, as are the outputs. Also the associated king levels, Master levels and slave levels have the same reference symbols. The comparison circuit consists of the parts V ?, V2 and V3. These parts are called linking links are shown so that their structure and mode of operation are recognizable. The zero position signaling circuit consists of the NAND element Z and an inverter connected to its output. The operation of this zero position reporting circuit is therefore due to their Representation recognizable. the Counting direction control circuit has the Parts W2, W3 and W4. It is indirectly connected to the control input UD and directly to the Outputs of slave level S1, S2 and S3 connected. The parts of the counting direction control circuit shown are also shown as logic elements and inverters, so that the Operation of this counting direction control circuit can be seen. To the control switching network include the flip-flops Y1 ... Y5, the links Y6 and Y7 and others logic elements and inverters not identified in detail. In Fig. 3 are Symbols are used for the flip-flops, the meaning of which can be found in FIGS. 10, II and 12 emerges. Fig. 10 has already been mentioned earlier. Fig. II shows a flip-flop which is fed back via a normally open contact y. This contact is symbolized there by a cross.

Stattdessen könnte auch ein Ruhekontakt vorgesehen sein, der durch einen Querstrich symbolisiert wird. Die Realisiertulg dieser Kontakte durch Transistoren, nämlich durch MOS-FETs ist inden Figuren 8 und 9 angegeben. Die Realisierung einer Kippschaltung durch solche Transistoren ist in der Fig. 12 verdeutlicht. Die Realisierung von Tnvertern ist anhand der Fig. 7 gezeigt. Ferner sind noch in den Figuren 5 u».d 6 Symbole für einen p-Kanal-MOS-FET und einen n-Kanal-MOS-FET gezeigt. Alle in der Fig. 3 benutzten besonderen Symbole sind mit Hilfe der Figuren 5 bis 12 verständlich und es ist anhand dieser Figuren auch ihre Realisierung durch Transistoren ohne weiteres erkennbar. Bei den in der Fig. 3 durch Querstriche und Kreuze angegebenen Arbeitskontakten und Ruhekontakten, also den Torschaltungen, sind noch kleingeschriebene Hinweiszeichen angegeben, die sich auch bei Ausgängen von Verknüpfungsgliedern und invertern des Steuerschaltnetzes, der Vergleichsschaltung und der Zählrichtungssteuerschaltung finden. Diese kleingeschriebenen Hinweiszeichen geben die steuertechnische Zuordnung zwischen den Bauelementen an, wobei die erwähnten Verknüpfungsglieder und Inverter jeweils Torschaltungen steuern, wie durch die Hinweiszefchen verdeutlicht ist.Instead, a normally closed contact could also be provided through symbolized by a dash. The realization of these contacts through transistors, namely by MOS-FETs is indicated in Figs. Realizing a Flip circuit through such transistors is illustrated in FIG. The realization of inverters is shown with reference to FIG. In addition, FIGS. 5 and d 6 symbols for a p-channel MOS-FET and an n-channel MOS-FET are shown. All in the Particular symbols used in FIG. 3 can be understood with the aid of FIGS. 5 to 12 and based on these figures, it is also possible to realize them using transistors without further recognizable. In the case of those indicated in FIG. 3 by dashes and crosses Working contacts and normally closed contacts, i.e. the gate circuits, are still in lower case Indicators indicated, which are also found at the outputs of logic elements and inverting the control switching network, the comparison circuit and the counting direction control circuit Find. These lower-case symbols indicate the tax-related assignment between the components, with the mentioned logic elements and inverters each control gate connections, as is made clear by the notice signs.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Zähler wird der Steuereingang EN für dessen Freigabe benutzt. Uber den Steuereingang LZ wird das Zählen oder Laden des Zählers gesteuert. Beim Laden wird die Anfangsstellung für das Zählen eingegeben. Über den Steuereingang UD kann festgelegt werden, ob vorwärts oder rückwärts gezählt werden soll. Über den Steuereingang LU kann unabhängig vom Steuereingang EN die an den Eingabeeingängen anstehende Information über die Kingstufen K1...K4 in die Masterstufen MU1...ICU4 übertragen werden.In the counter shown in Fig. 3, the control input EN for its release used. The counting or loading of the Counter controlled. When loading, the starting position is for the Counting entered. The control input UD can be used to determine whether forwards or should be counted backwards. Independent of the Control input EN the information pending at the input inputs about the king levels K1 ... K4 can be transferred to the master levels MU1 ... ICU4.

Wenn vorwärts gezählt wird und wenn dabei die Zählstellung des Zählers mit der Voreinstellung in den Masterstufen MU1...MU4 übereinstimmt, wird über den Ausgang A ein Ausgangssignal geliefert.When counting upwards and when doing so, the counting position of the counter corresponds to the presetting in the master levels MU1 ... MU4, the Output A supplied an output signal.

Beim Rückwärtszählen wird ein Ausgangssignal geliefert, wenn die Nullstellung des Zählers erreicht ist. Wenn das erwähnte Ausgangssignal beim Vorwärtszählen geliefert wird, so wird auch der Zähler wieder in die Nullstellung gebracht. Für das Rückwärts zählen wird die voreingestellte Zählobergrenze in die den Zählvorgang bestimmenden Masterstufen M1...M4 übertragen. Wenn die Masterstufen MU1...XU4 beim Anlegen der Betriebsspannung eine vorgegebene Betriebslage einnehmen ,so ergibt es sich, dass mit Anlegung der Betriebsspannung der Zähler durchzuzählen beginnt und bei Erreichung seiner Endstelltmg das beim Steuereingang EN anstehende Signal als Ausgangssignal über den Signalausgang A weitergibt. Hat der Zähler nur bis zur vorgegebenen Zählobergrenze durchzuzahlen, so wird diese zunächst den Eingabeeingängen L1...L4 zugeführt und von dort aufgrund eines Steuersignales, das dem Steuereingang LU zugeführt wird, in die Masterstufen MU1...MU4 übertragen. Es können auch die Masterstufen M1...M4 als Stufen eines Registers benutzt werden.When counting down, an output signal is provided when the zero position of the counter is reached. When the mentioned output signal is supplied when counting up the counter is reset to zero. For the backwards will count the preset upper limit of the counting process Master levels M1 ... M4 transferred. If the master levels MU1 ... XU4 when creating the Operating voltage assume a predetermined operating position, it follows that when the operating voltage is applied, the counter begins to count and when it is reached at its end position the signal present at control input EN as output signal passes on via signal output A. The counter has only up to the specified upper limit through number, this is first fed to the input inputs L1 ... L4 and from there on the basis of a control signal that is fed to the control input LU, transferred to the master levels MU1 ... MU4. The master levels M1 ... M4 can be used as stages of a register.

Es kann dann mit jedem Taktimpuls die Einstellung des Registers geändert werden. Ausserdem kann dann jeweils die Einstellung des Voreinstellungsregisters mit dem durch die Masterstufen M1...M4 gebildeten Register verglichen werden. Das Vergleichsergebnis steht dann für weitere Zwecke taktgesteuert zur Verfügung.The setting of the register can then be changed with each clock pulse will. In addition, the setting of the preset register be compared with the register formed by the master levels M1 ... M4. That The result of the comparison is then available in a clock-controlled manner for further purposes.

Die vorstehend beschriebene Betriebsweise ergibt sich, wenn man die Auswirkung der verschiedenen Steuersignale und der Voreinstellung des Zählers anhand der in Fig. 3 gezeigten Schaltung unter Berücksichtigung der Verknüpfungsfunktion der zugehörigen Verknüpfungsglieder verfolgt. Dabei ist insbesondere die Steuerung der verschiedenen Torschaltungen mit zu berücksichtigen. Durch Steuerung der Torschaltung et sind die Masterstufen M1...M4 in eine bestimmte Betriebslage zu bringen. Dies wird ausgenutzt, wenn z.B. beim Zählen mit Hilfe der betreffenden Torschaltung co die Einstellung der Slave stufe S1 invertiert der Masterstufe M1 zur Übertragung angeboten wird. Ferner wird dies ausgenutzt, wenn die Masterstufe M1 über den Eingabeeingang L1 und die Kingstufe K1 mit Hilfe der betreffenden Torschaltungen et und 1 in die für das Zählen vorgesehene Anfangsstellung eingestellt wird. Beim Erreichen der Nullstellung wird mit Hilfe der betreffenden Torschaltung 11 die für die Zählobergrenze vorgesehene Einstellung aus der Masterstufe MU1 angeboten. Schliesslich wird bei Erreichen der Endstellung des Zählers mit Hilfe der betreffenden mit ul bezeichneten Torschaltung die Betriebslage angeboten, die die Nullstellung festlegt. Die Masterstufen M2, M3 und M4, die den Zählvorgang mitbestimmen, werden in entsprechender Weise über Torschaltungen 1 und 11 und die Torschaltungen ul beeinflusst. In Reihe mit den zugehörigen Torschaltungen co liegen jedoch noch Torschaltungen w2, w3 und w4, mit deren Hilfe bestimmt wird, ob die vorhergehende Einstellung des Zählers wiederholt wird oder ob sie gewechselt wird. Die Betätigung dieser Torschaltungen ist vom Zählerstand und von der vorgegebenen Zählrichtung abhängig.The mode of operation described above is obtained if you have the Effect of the various control signals and the presetting of the counter based on the circuit shown in Fig. 3 taking into account the logic function of the associated links. The control is particularly important here the various gate connections to be taken into account. By controlling the gate circuit et are the master levels M1 ... M4 in a certain operating situation bring to. This is used, for example, when counting with the help of the relevant Gate circuit co the setting of the slave stage S1 inverts the master stage M1 is offered for transmission. This is also taken advantage of when the master’s level M1 via the input input L1 and the king stage K1 with the help of the relevant gate circuits et and 1 are set in the starting position provided for counting. At the Reaching the zero position is with the help of the gate circuit 11 concerned for the upper limit for counting is offered from the master's level MU1. In the end when reaching the end position of the counter with the help of the relevant with ul designated gate switching offered the operating position that determines the zero position. The master levels M2, M3 and M4, which help determine the counting process, are in corresponding Way via gates 1 and 11 and the gates ul influenced. In row with the associated gates co, however, there are still gates w2, w3 and w4, which is used to determine whether the previous setting of the counter is repeated or whether it is changed. The actuation of these gates depends on the count and the specified counting direction.

Dementsprechend werden die Torschaltungen w2, w3 und w4 sinngemäss über die zur Zählrichtungssteuerschaltung gehörenden Verknüpfungsglieder gesteuert.Accordingly, the gate circuits w2, w3 and w4 are analogous controlled via the logic elements belonging to the counting direction control circuit.

Bei dem in der Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel für einen voreinstellbaren Vorwärts-Rückwärts-Zähler sind die zugehörigen Masterstufen durch die weiteren Masterstufen ML1...ML4 ergänzt, die zum Voreinstellungsregister gehören und an die Vergleichsschaltung angeschlossen sind, die hier aus den Teilen V11, V12, V21, V22, V31 und V32 besteht. Hierdurch wird ermöglicht, dass zugleich eine Zählobergrenze und eine Zähluntergrenze vorgebbar sind. Man ist damit in der Lage, frei wählbare Zählbereiche einzuhalten. Der in Fig. 4 gezeigte Zähler hat im übrigen weitgehend den gleichen Aufbau wie der in Fig. 3 gezeigte. Es ist jedoch die aus UND-Gliedern und ODER-Gliedern bestehende Vergleichsschaltung etwas umfangreicher, da sie sowohl die Übereinstimmung des Zählerstandes mit der Zählobergrenze als auch mit der Zähluntergrenze zu erfassen hat.In the embodiment shown in FIG. 4 for a presettable Up / down counters are the associated master levels through the other master levels ML1 ... ML4 added, which belong to the preset register and to the comparison circuit are connected, which here consists of parts V11, V12, V21, V22, V31 and V32. This enables an upper count limit and a lower count limit at the same time are specifiable. This enables you to adhere to freely selectable counting ranges. The counter shown in Fig. 4 has otherwise largely the same structure as that shown in FIG. However, it is the one consisting of AND gates and OR gates Comparison circuit somewhat more extensive, since it both matches the counter reading with the counting upper limit as well as with the counting lower limit.

Eine Nullstellungsmeldeschaltung ist nicht vorgesehen, da ihre Funktion hier entbehrlich ist. Die den Ausgängen Q1...Q4 vorgeschalteten Inverter können auch derart ausgebildet sein, dass sie die an sich bekannte Tri-state-Eigenschaft haben. Dies ist bei den Invertersymbolen durch zusätzliche Kreuze angedeutet, die das Hinweiszeichen n haben. Durch diese Technik wird die Ausgabe von Zählstellungen auf eine Sammelleitung, an die verschiedene Einrichtungen angeschlossen sind, erleichtert. Dies gilt auch für die übrigen Ausführungsbeispiele für voreinstellbare Vorwärts-Rücks wärts-Zähler. Der in Fig. 4gezeigte Zähler kann auch dazu ausgenutzt werden, fallweise die in die für den Zählvorgang vorgesehenen Masterstufen eingegebene Zählstellung mit zwei anderen eingegeben nen Zählgrenzen zu vergleichen, die in die Masterstufen MUi,..MU4 und ML1...ML4 eingegeben wurden. Ein derartiger Vergleich kann über den Steuereingang UD gesteuert werden.A zero position signaling circuit is not provided because of its function is dispensable here. The inverters connected upstream of the outputs Q1 ... Q4 can also be designed in such a way that they have the known tri-state property to have. This is indicated by additional crosses for the inverter symbols have the indicator n. This technique enables the output of counting positions to a collecting line to which various facilities are connected, facilitated. This also applies to the other exemplary embodiments for presettable forward-backward up counter. The counter shown in FIG. 4 can also be used for this, on a case-by-case basis the counting position entered in the master levels intended for the counting process to compare with two other counting limits entered in the master levels MUi, .. MU4 and ML1 ... ML4 have been entered. Such a comparison can be made via the Control input UD can be controlled.

Die ergänzenden Masterstufen ML1...Mb4 sind zwischen den Kingstufen K1...K4 und den Masterstufen M1...M4 sinngemäss entsprechend wie die bereits bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 vorhandenen Masterstufen Mul. . .NU4 eingefügt. Ihre Inanspruchnahme wird unter anderem mit Hilfe der Torschaltungen ul und dt gesteuert.The complementary master levels ML1 ... Mb4 are between the king levels K1 ... K4 and the master levels M1 ... M4 analogously to those already under the exemplary embodiment according to FIG. 3 existing master levels Mul. . .NU4 inserted. Their use is controlled, among other things, with the help of the gates ul and dt.

Diese Torschaltungen ihrerseits werden über Verkniipfungsgliedcr gesteuert, die gleichbezeichnete Ausgänge haben und die zum Steuerschaltnetz gehören.These gate circuits in turn are controlled via linking elements, which have the same named outputs and which belong to the control switching network.

8 Patentansprüche 12 Figuren 8 claims 12 figures

Claims

Claims-1. Pre-settable up / down counter, the has several flip-flops per counter level, which are connected via gate circuits, via which the counting direction can be controlled, d a -d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that each counting stage is a clock-controlled king-master-slave toggle switch (K1, M1, S1) is designed that the respective associated master stage (MU1, Ml) doubles and is connected in parallel on the input side so that the additional master levels (MU1 ... MU4) form the preset register and that the outputs of the master levels (MU1 ... MU4, M1 ... M4) are connected to a comparison circuit (V) which responds when the two master levels belonging to the same counting level (e.g. MU1, MI> each have the same operating position in all counting levels.

2. Payer according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t that when the preset register (MU1 ... I4tJ4) is used for the Upper counting limit that defines the start of counting when counting down, the one that determines the counting process Master levels (M1 ... M4) after the counter has reached zero Transfer of the setting of the master level (MU1 ... MU4) of the preset register can be readjusted.

3. Counter according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t that a zero position signaling circuit (Z) to the outputs of the counting process determining master levels (M1 ... M4) is connected.

4. Counter according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -ne t that the associated master levels (MUI .. 'MU4, M1 ... M4) are replaced by further master levels (ML1 ... ML4) that belong to the preset register and to the comparison circuit (V11 ... V32) are connected, so that an upper count limit and a lower count limit are specifiable.

5. Counter according to one of the preceding claims, d a d u r c h g It is not noted that a counting direction control circuit (W) is connected to the outputs of the slave stages (S1 ... S4) and connected to a counting direction control input (UD) are.

6. Counter according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n n n e i t i n e t that the gate circuits (y) over which the flip-flop circuits are connected to each other, through the counting direction control circuit (W) and through a control switching network (y) can be controlled, which is connected to the comparison circuit (V) and is connected to control inputs (C, UD, LU ...) via which the operating cycle and Control signals that can be supplied for up or down counting, presetting.

7. Payer according to one of the preceding claims, d a d u r c h g I do not know that they are made from an integrated circuit block with Flip-flops, logic gates and gate circuits are made in MOS-FET technology is made.

8. Counter according to claim 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t that the king stages (KI.. .K4) of each counting stage are designed such that their high-impedance inputs are insensitive to external voltages, that is a high-resistance resistor is permanently inserted in their feedback branch, which is connected to its input and to its output. Blank page