JPS61117923A - 12進カウンタ回路 - Google Patents

12進カウンタ回路

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JPS61117923A
JPS61117923A JP23744084A JP23744084A JPS61117923A JP S61117923 A JPS61117923 A JP S61117923A JP 23744084 A JP23744084 A JP 23744084A JP 23744084 A JP23744084 A JP 23744084A JP S61117923 A JPS61117923 A JP S61117923A
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flip
flop
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count
clock signal
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Fumitaka Asami
文孝 浅見
Osamu Takagi
治 高木
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は12進カウンタ回路に関し、特にディジタル時
計ICに用いるために1から12までを繰返しカウント
するように構成された所謂シンクロナス方式の12進カ
ウンタ回路に関する。
〔従来の技術〕
第3図は従来技術におけるこの種の12進カウンタ回路
の1例を示すもので、6,7,8,9゜および10はそ
れぞれDフリップフロップであって、そのうちフリツプ
フロツプ6.7.および10には、クロック発生回路か
らのクロック信号φがインバータ61および62を通し
て供給されるクロック入力端子φと、該クロック信号φ
がインバータ61を通して反転されて供給されるクロッ
ク入力端子Tとを有する。またフリップフロップ8には
フリツプフロツプ7の出力Qx 、Qzがクロック信号
として入力されるクロック入力端子Ql、ζ2を有し、
更にフリップフロップ9にはフリップフロップ6の出力
Q、、Q、がクロック信号として入力されるクロンク入
力端子Q、、Q。
を有する。
更にDフリップフロップ6には、セット端子百、データ
入力端子DI、出力端子Ql 、Q、を有し、Dフリッ
プフロップ7には、リセット端子に1データ入力端子D
8、出力端子Qz 、Qlを有し、Dフリップフロップ
8には、リセット端子k、データ入力端子Do、出力端
子Q、を有し、Dフリップフロップ9には、リセット端
子k、データ入力端子DI、出力端子Q4を有し、Dフ
リップフロップ10には、リセット端子頁、データ入力
端子Ds、出力端子Q、を有する。
そしてDフリップフロップ6のデータ入力端子DIには
端子配からの出力が入力される。
またDフリップフロップ7のデータ入力端子Dzには、
アンドゲート71の出力a (Q、、Q。
の論理積)、アンドゲート72の出力b (Q、 。
Qsの論理積)、アンドゲート73の出力C(ζ1.ζ
2およびQ、の論理積)、およびQ4をノアゲート74
を通してえられた信号(すなわちa+b+c+Q4)が
入力される。
またDフリップフロップ8のデータ入力端子D3にはQ
sおよびQ、をノアゲート81を通してえられた信号が
入力され、Dフリップフロップ9のデータ入力端子D4
にはσ、およびn8をノアゲート91を通してえられた
信号が入力される。
更にDフリップフロップ10のデータ入力端子Dsには
、アンドゲート101の出力1  (Ql 、 Q4の
論理積)、およびアンドゲート102の出力j(Qz、
Qsの論理積)をノアゲート103およびインバータ1
04を通してえられた信号(すなわちi + j)が入
力される。
このような構成のもとに、各Dフリップフロップからえ
られる出力Q、、Q!、Qツ、Q4.およびQ、を組合
せることにより、クロック信号φが入力される毎に(こ
の例では逐次入力されるクロック信号φの立下り毎に)
、その出力側のカウント数として1.2.3.−−−−
−・−・12を繰返すことになる。なおその場合Q、が
ハイレベルであれば10の桁が「1」であることを示し
、また1の桁のカウント数(すなわち0〜9)はQ、、
Ql、Q、。
Q4の各出力(2進数で表される)を組合せることによ
りえられる。
次に第4図は、第3図の回路が正常に動作した場合のタ
イミングチャートで示す図であって、先ずリセット信号
頁がハイレベルになることによって、Dフリップフロッ
プ6においては該リセット信号kがセット端子百に供給
されてQlがハイレベル(rlJ)に初期設定され、他
のフリップフロップ7乃至10においては該リセット信
号頁がリセット端子kに供給されてQt乃至QSがロー
レベル(rOJ)に初期設定される。
その後各りフリンプフロップにおいては、クロック信号
φ (ただしDフリップフロップ8,9ではそれぞれに
h 、Q+ )の立下り時刻毎に、その時点でそれぞれ
のデータ入力端子に入力される入力信号の値を読み取り
、その値をクロック信号φ(ただしDフリップフロップ
8,9ではそれぞれQz 、’;L )の次の立下り時
刻まで保持する。
すなわち、まずDフリップフロップ6においては、上述
したようにリセット信号kによってQ。
が「1」に、−万引がrOJに初期設定される。
したがってクロック信号φの次の立下り時において、該
フリップフロップはり、すなわち互、の値を読み取って
Qlが「0」に、一方nlが「1」に設定される。更に
次の立下り時においては、そのときのζ、の値を読み取
ってQlが「1」に、一方ζ1がrOJに設定され、以
下同様のサイクルを繰返す(第4図のQ1参照)。
次いで第3図における各アンドゲート71゜72.73
の出力a、b、cはそれぞれQ+’Q2の論理積、ζ、
・QSの論理積、互、・n2 ・Q、の論理積であって
第4図のa、b、cで示される波形となる。またこれら
a、b、cおよびQ4をノアゲート74を通してえられ
るデータ入力D2は第4図のD2で示される波形となる
したがってDフリップフロップ7においては、リセット
1冨−55−HによってQ、か1υ」に、−万μ冨が「
1」に初期設定された後、クロック信号φの次の立下り
時においてそのときのD8の値「1」を読み取ってQ、
が「1」となり互8が「0」となる、そしてその次の立
下り時においてもそのときのD8の値「1」を読み取っ
てQ8の値は(したがってQzも)そのまま維持される
。この場合図には示されていないが、上述の動作を行わ
せるには、Dxの値が「1」から「0」に変化する前に
クロック信号が立下る必要がある。
そしてそれにつづくクロック信号の立下り時において該
フリップフロップ7は、そのときのD8の値を読み取っ
てQ、が「0」に設定される。そして次の立下り時にお
いてもそのときのD8の値「0」を読み取ってQ、の値
はそのまま維持される。この場合も、かかる動作を行わ
せるには、D8の値が「0」から「1」に変化する前に
クロック信号が立下る必要がある。以下同様にしてQz
の波形は第2図D8に示されるようになる。
更に各アンドゲートの出力t、j+各デー少データ人力
、D4 、Dsおよび各フリップフロップ出カQ3 、
Ql 、Qsの各波形はそれぞれ第4図に示されるとお
りになり、その結果、if Q I乃至Qlによって構
成されるカウンタ出力は第4図最下行に示されるとおり
になる。なおりフリップフロップ8に入力されるクロッ
ク信号はQz 、Qzであり、Dフリップフロップ9に
入力されるクロック信号はQl 、ζ1となっている。
そして出力Q、はカウント数の10の桁を「1」にする
ためのもので、カウント数がIQ、11゜および12の
ときに「1」となるものであり、一方出力Q1乃至Q4
を組合せて1の桁を表す、したがってQlはカウント数
が奇数のとき「1」となり、Q8はカウント数が2.3
.6.7.および12のとき「1」となり、Q3はカウ
ント数が4.5,6.7のとき「1」となり、Qlはカ
ウント数が8.9のとき「1」となる、そしてカウント
数が12まで達したあと次のクロックの立ポリで1に戻
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら上記従来例の回路においては、内部ゲート
および配線容量などで生ずるおくれが、各Dフリップフ
ロップに入力されるデータやクロック信号に影響し、デ
ータとクロック信号との相互間におけるタイミングの関
係を狂わせたり、入力されるデータに生ずるスパイクパ
ルスを出力側に取り込んだりしていくつかのクロック信
号立下り時にDフリップフロップの出力が誤った値に設
定されるおそれがあるという問題点があった。
すなわちその誤動作の1つの態様が第5図に示される。
前にも述べたように上記従来例の回路が正しく動作する
ためには、Dフリップフロップに入力されるクロック信
号立下り時にそのDフリ・ノプフロフブに入力されるデ
ータの値も変化する場合、必ずデータの値が変化する前
にクロックが立下り、その変化前のデータを読取る必要
がある。
しかしながら上述したようにフリップフロップ9におい
ては、クロック信号としてフリップフロップ6の出力Q
1.ζ1を用いており、該クロック信号Q1.Qlが配
線容量などにより生ずるおくれはかなり大きいものとな
り、これに比べて入力データD4となるノア回路91の
出力(互、十互s = Qt  −Qx )の伝播速度
の方が早いため、例えば第5図のtAで示す時点におい
てデータD4が「1」から「0」へ変化した後にクロッ
ク信号であるQlが立下ることとなり、そのような場合
には第5図のA点に示されるように出力Q4が「1」と
ならず「0」に設定されてしまいその結果カウント数7
の次が0となり誤動作となる。
更にその誤動作の他の態様が第6図に示される。
この誤動作の態様はフリップフロップ8のクロック信号
およびデータ相互間のタイミングが原因となるもので、
該フリップフロップ8の入力データD、は(Qs +Q
s )となるが、いま仮に、第6図のt、で示される時
点においてQ、の立下りとQ、の立上りとの間に時間的
なずれが生ずると、該データD、には第6図のPで示す
ようなスパイクパルスを生ずることになる。
一方該フリフブフロフブ8においてはクロック信号とし
てフリップフロップ7の出力Q、、q。
を用いており、該クコツク信号が配線容量などにより生
ずるおくれがかなり大きく、上記データD3に生ずるス
パイクパルスPの発生後にクロック信号Qtが立下るた
め、該フリップフロップ8は第6図のBで示すようにこ
のスパイクパルスを読み取ってしまい出力Q、が「l」
に設定されてしまい、その結果カウント数12の次が5
となり、これまた誤動作となる。
本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので
、いかなる状態においてもクコツク信号とデータとの相
互の時間関係に狂いを生ずることがなく、各フリップフ
ロップが、各クロック立下り時において、誤ったデータ
(スパイクパルスを含む)にもとづいてその出力側が誤
った値に設定されることを確実に防止し、ディジタル時
計ICとして致命的となる誤動作を解消するようにした
ものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明によれば、第1から第5までのDフリップフロッ
プをそなえ、該第1のDフリップフロップはクロック入
力端子、セット端子、データ入力端子、および出力端子
を有し、該第2から第5までのDフリップフロップはク
ロック入力端子、リセット端子、データ入力端子、およ
び出力端子を有し、該第1から第5までのDフリップフ
ロップの各クロック入力端子にはクロック発生回路から
のクコツク信号が共通に供給され、また各データ入力端
子には該Dフリップフロップからの所定の出力が論理回
路を遣して供給され、該第1から第4までのDフリップ
フロップの各出力端子からの2進出力によって1から9
までがカウントされ、該第5のDフリップフロップの出
力端子からの2進出力によって10の桁がカウントされ
、それらを組合せてlから12までのカウント数が繰返
しカウントされるように構成される12進力゛ウンタ回
路が提供される。
〔作 用〕
上記構成によれば、各Dフリップフロップは、該フリッ
プフロップにクロック発生回路から入力されるクロック
信号の立下り時刻毎に、その時点でそれぞれのデータ入
力端子に入力される人力信号の値を読み取り、その値を
クロック信号の次の立下り時刻まで保持する。
その場合、各フリップフロップに供給されるクロ7り信
号がすべてクロック発生回路から必要に応じてインバー
タを介するのみで共通的に直接供給されており、該クロ
ック信号をもとにして各Dフリップフロップに入力され
るデータの値が決定されるため、該クロックの立下り時
刻のおくれによって誤ったデータ入力が出力側に設定さ
れることを確実に防止する。
〔実施例〕
第1図は本発明にかかる12進カウンタ回路の1実施例
を示すもので、1. 2. 3. 4、および5はそれ
ぞれDフリップフロップで、各フリップフロップには、
クロック発生回路からのクコツク信号CKがインバータ
11および12を通して供給されるクロック入力端子C
と、該クロック信号CKがインバータ11を通して反転
されて供給されるクロック入力端子ごとを有し、各Dフ
リップフロップはいずれもかかるクロック信号をもとに
してその動作が規定される。
更にDフリップフロ、ブ1には、セット端子百、データ
入力端子DI%出力端子Ql 、W+を有し、Dフリッ
プフロップ2には、リセット端子R、データ入力端子D
!、出力端子Qz 、 ?:Ltを育し、Dフリップフ
ロップ3には、リセット端子k、データ入力端子Do、
出力端子Qz 、Qxを宵し、Dフリップフロップ4に
は、リセット端子臣、データ入力端子04%出力端子Q
4を有し、Dフリップフロップ5には、リセット端子に
1データ入力端子DS、出力端子Q、を有する。
そしてDフリップフロップ1のデータ入力端子り、には
端子ζ1からの出力が入力される。
またDフリップフロップ2のデータ入力端子D2には、
アンドゲート21の出力a (Q、、Q、の論理積)、
アンドゲート22の出力b(σ1.Q。
の論理積)、アンドゲート23の出力c (Q、 。
ζ8、およびQ、の論理積)、およびQ、をノアゲート
24を通してえられた信号(すなわち3+b+c+Qa
)が人力される。
またDフリップフロップ3のデータ入力端子り。
にはアンドゲート31の出力d (Ql 、にh 、お
よびd、の論理積)、アンドゲート32の出力e(にL
 、Qt 、およびQ、の論理積)、およびアンドゲー
ト33の出力f  <Qt 、Qsの論理積)をノアゲ
ート34およびインバータ35を通してえられた信号(
すなわち(1+e+f)が入力される。
またDフリップフロップ4のデータ入力端子D4にはア
ンドゲート41の出力g (Ql 、Ql 、およびQ
、の論理積)、およびアンドゲート42の出力h (Q
l 、Qaの論理積)をノアゲート43およびインバー
タ44を通してえられた信号(すなわちg+h)が入力
される。
更にDフリップフロップ5のデータ入力端子り。
にはアンドゲート51の出力1  (Ql 、Qaの論
理積)、およびアンドゲート52の出力j  (Qア。
Q、の論理積)をノアゲート53およびインバータ54
を通してえられた信号(すなわちi+j)が入力される
本発明にかかる12進カウンタ回路は上述したような構
成からなり、各Dフリップフロップからえられる出力q
1. Qt、 Ql、 Qa 、およびQSを組合せる
ことにより、クロック信号CKが入力される毎に(本実
施例では逐次入力されるクロック信号GKの立下り毎に
)、その出力側のカウント数として1. 2. 3・−
・−・・・12を繰返すことになる。
なおその場合Q、がハイレベルであれば10の桁が「1
」であることを示し、また1の桁の少数(すなわちO〜
9)はQ r 、 Q t、 Q z、Q aの各出力
(2進数で表される)を組合せることによりえられるも
ので、かかる点では上記従来例のものと同様である。
次に第2図は、第1図の回路の動作をタイミングチャー
トで示す図であって、先ずリセット信号Rがハイレベル
になることによって、Dフリップフロップ1においては
該リセット信号Rがセット端子Sに供給されてQlがハ
イレベル(rlJ)に初期設定され、他のDフリップフ
ロップ2乃至5においては該リセット信号πがリセット
端子kに供給されてQ2乃至Q、がローレベル(rOJ
)に初期設定される。
その後、各Dフリップフロップにおいてはクロ・ツク信
号CKの立下り時刻毎に、その時点でそれぞれのデータ
入力端子に入力される入力信号の値を読み取り、その値
をクロック信号GKの次の立下り時刻まで保持する。
すなわちまずDフリップフロップ1においては、上述し
たようにリセット信号RによってQlが「1」に、一方
向、が「0」に初期設定される。
したがってクロック信号CKの次の立下り時において、
該フリップフロツブはDlすなわちQ、の値を読み取っ
てQ、が「0」に、一方ζ1が「1」に設定される。更
に次の立下り時においては、そのときのQ、の値を読み
取ってQ、が「1」に一方向、が「0」に設定され、以
下同様のサイクルを繰返す。(第2図のQ、参照)。
次いで第1図における各アンドゲート21゜22.23
の出力a、b、cはそれぞれQ+’Qzの論理積、ζ1
 ・Qsの論理積、互、・1□ ・Q】の論理積であっ
て、第2図のa、b、cで示される波形となる。またこ
れらa、b、cおよびQaをノアゲート24を通してえ
られるデータ入力D2は第2図のD2で示される波形と
なる。
したがってDフリップフロップ2においては、リセット
信号πによってQtが「0」に、一方n2が「1」に初
期設定された後、クロック信号GKの次の立下り時にお
いてそのときのD2の値「1」を読み取ってQ2が「1
」となりζ2が「0」と° なる、そしてその次の立下
り時においてもそのときのD2の値「1」を読み取って
Q8の値は(したがってQ工も)そのまま維持される。
この場合第2図においてはクロック信号GKの立下りと
DXの値の「1」がrOJへの変化とが同時であるよう
に示されているが、実際にはクロック信号の値をもとに
してそれぞれのデータの値が決定されるため、その間に
は若干の時間的なずれが存在し、クロック信号の立下り
時には未だD2の値は必ず「1」になっており、Qlが
誤ってrOJに設定されることはない。
そしてそれにつづ(クロック信号の立下り時において、
該フリツブフロップ2は、そのときのDよの値を読み取
ってQ8が「0」に設定される。この時、仮に、該D!
に図示されるようなスパイクパルスP(このようなパル
スは第2図におけるaが「1」からrOJに変化する時
点からおくれてCがrOJからrlJに変化する場合に
生ずる)が生じたとしても、上述したようにかかるスパ
イクパルスPはクロック信号の立下り後時間的に若干お
くれで発生するため、クロック信号の立下り時にかかる
スパイクパルスPをとり込んでQzが誤って「1」に設
定されることはない、そして次の立下り時においてもそ
のときのDtの値「0」を読み取ってQ、の値はそのま
ま維持される。この場合も、正確にはクロック信号の立
下り後若干おくれてD8がrOJからrlJに変化する
ためQ8が誤って「1」に設定されることはない。以下
同様にしてQ8の波形は第2図Q2に示されるようにな
る。
更に各アンドゲートの出力d、e、f、g、h。
!、J+各データ人力Dx 、D4.Ds、および各フ
リンプフロソブ出力Qs 、Ql 、Qsの各波形はそ
れぞれ第2図に示されるとおりになり、その結果力fk
 Q l乃至Qsによって構成されるカウント出力は第
2図最下行に示されるとおりになる。
すなわち出力Q、はカウント数の10の桁を「1」にす
るためのもので、カウント数が10゜11、および12
のときに「1」となるものであり、出力Ql乃至Q4の
組合せで1の桁を表す。
したがって01はカウント数が奇数のとき「1」となり
、Q8はカウント数が2.3,6,7、および12のと
き「1」となり、Q2はカウント数が4.5,6.7の
とき「1」となり、Qlはカウント数が8.9のとき「
1」となる、そしてカウント数が12まで達したあと1
に戻る。
そして本発明のカウンタ回路においては、各りフリ7プ
フロフブ1乃至5に供給されるクロック信号CKがすべ
てクロック発生回路から必要に応じてインバータを介す
るのみで直接供給される所謂シンクロナス方式とされ、
該クロック信号をもとにして各Dフリップフロップに入
力されるデータの値が決定されるため、上記従来例のよ
うに内部ゲートおよび配線容量などによりお(らされた
クロック信号にもとづいて、Dフリップフロップの出力
設定時のタイミングが狂ったり、入力されるデータに生
ずるスパイクパルスを出力側に取り込んだりして、各D
フリップフロップの出力が誤った値に設定されることを
確実に防止しており、誤動作のおそれがないディジタル
時計用12進カウンタ回路(すなわちlから12までカ
ウントし再び1からカウントを繰返す回路)を実現する
ことができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、いかなる状態においても、クロック信
号と入力データとの相互の時間関係に狂いを生ずること
がなく、各Dフリップフロップが、クロック信号の各立
下り時刻において誤ったデータ(スパイクパルスを含む
)を読みとって誤動作するようなおそれのない、ディジ
タル時計用として好適な12進カウンタ回路がえられる
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の1実施例としての12進カウンタ回
路の構成を示す回路図、 第2図は、第1図の回路の動作をタイミングチャートで
示す図、 第3図は、この種の12進カウンタ回路の従来例を示す
図、 第4図は、第3図の回路が正常動作した場合についての
タイミングチャートを示す図、第5図および第6図は、
それぞれ第3図の回路が誤動作した場合についてのタイ
ミングチャートを示す図である。 (符号の説明) 1、2. 3. 4. 5・・・Dフリップフロップ、
21.22,23,31.32.33,41,42,5
1.52・・・アンドゲート、 24、34. 43. 53・・・ノアゲート、11.
12,35,44.54・・・インバータ、6、7.8
.9.10・・・Dフリップフロップ、?1.72.7
3,101,102・・・アンドゲート、?4.81.
91.103・・・ノアゲート、61、62.104 
・・・インバータ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、第1から第5までのDフリップフロップをそなえ、
    該第1のDフリップフロップはクロック入力端子、セッ
    ト端子、データ入力端子、および出力端子を有し、該第
    2から第5までのDフリップフロップはクロック入力端
    子、リセット端子、データ入力端子、および出力端子を
    有し、該第1から第5までのDフリップフロップの各ク
    ロック入力端子にはクロック発生回路からのクロック信
    号が共通に供給され、また各データ入力端子には該Dフ
    リップフロップからの所定の出力が論理回路を通して供
    給され、該第1から第4までのDフリップフロップの各
    出力端子からの2進出力によって1から9までがカウン
    トされ、該第5のDフリップフロップの出力端子からの
    2進出力によって10の桁がカウントされ、それらを組
    合せて1から12までのカウント数が繰返しカウントさ
    れるように構成されることを特徴とする12進カウンタ
    回路。
JP23744084A 1984-11-13 1984-11-13 12進カウンタ回路 Granted JPS61117923A (ja)

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