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Elektronischer Zähler im BCD-8421-Code
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Gegenstand der Erfindung ist die Ausbildung des synchronen BCD-8421-Doppel-Flipp-Flopp-Zählers
nach der Haupt-Patentanmeldung als Vorwärts-Rückwärts-Zähler. Der synchrone BCD-8421-Vorwärts-Rückwärts-Zähler
nach dem Erfindungs-Gegenstand besteht also auch aus 4 Doppel-Flipp-Flopps pre Dekade,
die von beiden Flanken der Zähl-Impulse angesteuert werden. Bei diesem Vorwärts-Rückwärts-Z@hler
wurde das Grund-Prinzip des Rückwärts-Zählers von P 30 45 406.9 verwendet, Weil
nach diesem Prinzip auch ein Vorwärts-Zähler möglich ist. Die Doppel-Flipp-Flopps
sind auch in den Darstellungen als Kombination zweier Flipp-Flopps dargestellt.
Der Vollständigkeit halber ist auch je eine Dekade des Vorwärts-Zählers und des
Rückwärts-Zählers dargestellt.
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In Figur 1 ist eine Dekade des Vorwärts-Zählers Type B dargestellt
und in Figur 2 eine Dekade des Ruckwärts-Zählers Type B, den es als Type A nicht
gibt. In Figur 1 b ist eine Dekade des Vorwärts-Zählers Type A dargestellt. In Figur
3 ist eine Dekade des Vorwarts-Rückwnrts-Zahlers Type B dargestellt und in Figur
4 eine Dex:ade des Vorwärts-Rückwärts-Zählers Type B 2. In Figur 5 ist eine Dekade
des Vorwärts-Zählers Type A 3 dargestellt, aber nicht mit Schalt-Symbolen, sondern
mit Bauteil-Symbolen.
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Eine Dekade des elektronischen Vorwärts-Zählers--ype (Figur 1) besteht
aus 4 M-Flipp-Flopps (Master-Flipp-Flopps) 1 bis 4 und 4 S-Flipp-Flopps (Slave-Flipp-Flopps)
5 bis 8 und 8 Eingangs-Schaltungen 9 bis 16 und 8 weiteren Und-Schaltungen 17 bis
24 und der Übertrag-Voransteuer-Undschaltung 25 und der Übertrag-Undschaltung 26
und der Und-Schaltung 27 @@ gier-Schaltungen 28 und 29 und den zugehörigen Leitungen.
Der Zählimpuls-Eingang hat die Bezeichnung Z ~;nd d @kaden-Ubertrag-Ausgang die
Bezeichnung U. Die Gesumt-Ruckstell-Leitung hat die Bezeichnung S und deren Dekaden-Abzweigung
die Bezeichnung f. Die Anzeige-Ausgänge A 1 bis A 4 si;d,- iusätzlich mit den zugehörigen
Zahlenwerten gekennzeichnet.
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Der Dekaden-Ubertrag dieses elektronischen Vorwärts-Zählers wird über
die Und-Schaltung 25 von den Ausgängen A 1 und A 4 vor-angesteuert. Nach dem neunten
Zähl-Impuls hat die Leitung c H-Potential und die Leitung d L-Potential und somit
auch die Leitung e L-Potential, wodurch bei den Doppel-Flipp-Flopps 2-6 und 3-7
die Ansteuerung links und rechts blockiert ist und die Ans teuerung des Doppel-Flipp-Flopps
4-8 links-seitig blockiert ist. Somit kippt beim zehnten Zählimpuls nur das Doppel-Flipp-Flopp
1-5 in seine Rechts-Stellung (H-Potential am rechts-seitigen Ausgang), weil es bei
jedem Zählimpuls in seine andere Schaltstellung kippt und das Doppel-Flipp-Flopp
4-8 in seine Rechts-Stellung, weil es rechts-seitig über die Leitung g vor-angesteuert
ist. Bei diesem zehnten Zählimpuls geht außerdem vom Ausgang der Und-Schaltung 26
ein tibertrag-Impuls an die nächste Dekade ab. Damit ist der Speicherstand der nächsten
Dekade um die'Ziffer 1 gestiegen und der Speiche stand der vorliegenden Dekade von
9 (HLLX) auf Null (LLLL) gesunken und beginnt mit dem nächsten (elften) Zählimpuls
der nächste Zyklus dieser Dexade. Die Dekaden dieser Vorwärts-Zählschaltung können
auch mit Stell-Ringängen versehen werden, wie die Dekaden der Rückwärts-Zählschaltung
(Figur 2)wodurch nicht nur von 0 (Null) ab, sondern auch von einem beliebigen Speicherwert
aus vorwärts gezählt werden kann.
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Eine Dekade des elektronischen Rückwärts-Zählers Type B (Figur 2)
hat eine Ubertrag-Voransteuer-Undschaltung 25 mit 4 Eingängen und besteht im sonstigen
aus denselben Teilen, wie die Vorwärts-Zähl-Dekade, welche in Figur 1 dargestellt
ist. Ansonsten sind nur noch die Leitungen unterschiedlich angeordnet und die Eingangs-Schaltungen
des Doppel-Flipp-Flopps 4-8 vertauscht angeordnet und zusätzlich die Stell-Eingänge
B 1 bis B 4 angeordnet.
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Der Dekaden-Ubertrag dieses elektronischen Rückwärts-Zählers (Figur
2) wird über die Und-Schaltung 25 von den rechts-seitigen Ausgängen der S-Flipp-Flopps
5 bis 8 vor-angesteuert.
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Nach dem zehnten Rückwärts-Zählimpuls über den Eingang Z hat diese
Dekade wieder den Zählerstand O (LLLL) und haben somit alle Ausgänge A 1 bis A 4
L-Poterltial und somit die Und-Schalt ung 25 an allen Eingängen H-Potential. Damit
hat auch der Ausgang der Und-Schaltung 25 und somit die Leitung c H-Potential
und
die Leitung d und damit die Leitung e L-Potential, wodurch bei den Doppel-Flipp-Flopps
2-6 und 3-7 die Ansteuerung links-seitig und rechts-seitig blockiert ist und die
Ansteuerung des Doppel-i'lipp-bllopps 4-8 rechts-seitig blockiert ist.
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Beim elften Rückwärts-Zählimpuls geht somit vom Ausgang der Und-Schaltung
26 ein Übertrag-Impuls an die nächste Dekade ab, wie beim ersten Rückwärts-Zählimpuls
und kippen nur die Doppel-Flipp-Flopps 1-5 und 4-8 in ihre Links-Stellung (H-Potential
am links-seitigen Ausgang), weil die Ansteuerung der Doppel-Flipp-Flopps 2-6 und
3-7 auf beiden Seiten blockiert ist und weil die rechts-seitige Ansteuerungs-Blockierung
des Doppel-Flipp-Flopps 4-8 dessen links-seitige Lnsteuerung wirkungsvoll macht.
Das Doppel-Flipp-Flopp 1-5 kippt hierbei deshalb in seine Links-Stellung, weil es
bei jedem Zähl-Impuls in seine andere Schalt-Stellung kippt. Das Doppel-Flipp-Flopp
4-8 kippt hierbei deshalb in seine Links-Stellung, weil es über die Leitung g vor-angesteuert
ist. Damit ist der Dekaden-Speicherstand der nächsten Dekade zum zweiten mal um
die Ziffer 1 gesunken und wurde der Zählerstand der vorliegenden Dekade zum zweiten
mal von 0 (LLLL) auf 9 (HLLH) angehoben.
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Eine Dekade des elektronischen Vorwärts-Rückwärts-Zählers (Figur 3)
besteht aus den M-Flipp-Flopps (Master-Flipp-Flopps) 41 bis 44 und den S-Flipp-Flopps
(Slave-Flipp-Flopps) 45 bis 48 und den Eingangs-Schaltungen (Und-Schaltungen) 49
bis 54 und der Eingangs-Schaltung 55, bestehend aus 2 Oder-Schaltungen mit je 2
Eingängen und 4 Und-Schaltungen. An weiteren Teilen besteht diese Dekade aus den
Und-Schaltungen 61 bis 68 und den Und-Schaltungen 71 bis 76 und den Oder-Schaltullgen
77 und 78 und den Und-Schaltungen 79 bis 82 und der Oder-Schaltung 83 und der Negier-Schaltung
84 und der Dekaden-Übe£-trag-Undschaltung 85 und der Und-Schaltung 86 und der Negier-Schaltung
87 und den zugehörigen Leitungen. Der Zähl-Impuls-Eingang hat auch die Bezeichnung
Z und der Dekaden-Ubertrag-Ausgang die Bezeichnung U. Die Gesamt-Rückstell-Leitung
hat die Bezeichnung S und deren Dekaden-Abzweigung die Bezeichnung f. Die Vorwärts-Steuerleitung
hat die Bezeichnung V und die Rückwärts-Steuerleitung die Bezeichnung R. Die Anzeige-.
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Ausgänge A 1 bis A 4 sind zusätzlich mit den zugehörigen Zahlenwerten
gekennzeichnet. Die Stell-Eingänge B 1 bis B 4 sind auch zusätzlich mit den zugehörigen
Zahlenwerten gekennzeichnet.
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Die Wirkungsweise dieses elektronischen Vorwärts-Rückwärts-Zählers,
bestehend aus Dekaden nach Figur 3 ergibt sich wie folgt: Nach erfolgter Gesamt-Rückstellung
durch Ansteuern der Gesamt-Rückstell-Leitung S mit einem Minus-Stromimpuls befinden
sich alle M-Flipp-Flopps 41 bis 44 und alle Speicher-Flopps 45 bis 48 jeder Dekade
in ihrer Rechts-Stellung (H-Potential am rechts-seitigen Ausgang) und haben alle
Ausgänge A 1 bis A 4 Jeder Dekade somit L-Potential. Die Einstellung auf Vorwärts-Zählen
erfolgt durch Anlegen von H-Potential an die Steuerleitung V, womit die Steuerleitung
R über eine nicht dargestellte Negier-Schaltung L-Potential hat. Damit sind die
Und-Schaltungen 74 bis 76 und 81 vor-angesteuert und ist dieser Vorwärts-Rückwärts-Zähler
somit auf Vorwärts-Zählen eingestellt. Nach dem ersten Vorwärts-Zählimpuls befindet
sich das Doppel-Flipp-Flopp 41-45 in seiner Links-Stellung und zeigt der Ausgang
A 1 die Ziffer 1 an. Beim zweiten Vorwärts-Zählimpuls kippt das Doppel-Flipp-Flopp
41 '15 in seine Rechts-Stellung und das Doppel-Flipp-Flopp 42 46 in seine Links-Stellung
und zeigt der Ausgang A 2 die Ziffer 2 an. Nach dem neunten Vorwärts-Zählimpuls
zeigen die Ausgänge A 1 bis A 4 die Ziffer 9 (HLLH) an, womit die Und-Schaltung
79 an ihrem Ausgang H-Potential hat. Damit ist über die Und-Schaltung 81 und die
Oder-Schaltung 83 die Dekaden-Ubertrag-Undschaltung 85 vor-angesteuert und hat die
Leitung h und somit auch die Leitung 1 L-Potential und geht somit beim zehnten Vorwärts-Zählimpuls
ein Ubertrag-Impuls an die nächste Dekade ab und kippt das Doppel-Flipp-Flopp 41-45
regular in seine Rechts-Stellung und das Doppel-Flipp-Flopp 44-48 infolge Vor-Ansteuerung
über die Leitung p in seine Rechts-Stellung. Damit ist durch den Dekaden-Ubertrag-Impuls
der Zählerstand der nächsten Dekade um die Ziffer 1 gestiegen und der Zählerstand
der vorliegenden Dekade von 9 (HLXH) auf 0 (LLLL) gesunken. Beim elften Vorwärts-Zählimpuls
kippt dann wieder das Doppel-Flipp-Flopp 41-45 in seine Links-Stellung und beginnt
damit der nächste Vorwärts-Dekaden-Zyklus.
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Beim Rückwärts-Zählen ergibt sich die Wirkungsweise dieses Vorwärts-ückwärts-Zählers
wie folgt: Sofern nicht von einem Vorwärts-Zähl-Ergebnis aus rückwärts gezählt wird,
wird zunächst der ganze Vorwärts-Rückwärts-Zähler durch Ansteuern
der
Leitung S mit einem Minus-Stromimpuls auf Null rückgestellt. Dann wird in jeder
Dekade über die Stell-Eingänge B 1 bis B 4 die betreffende Zählerstand-Ziffer (Minuend-Ziffer)
eingegeben. Im vorliegenden Fall wird beispielsweise von der Zahl 20 aus rückwärts
gezählt, womit bei der vorliegenden Dekade keine Dezimal-Ziffer BCD-codiert eingegeben
werden muß und bei der zweiten Dekade die BCD-codierte Eingabe der Dezimalziffer
2 erforderlich ist. Die Einstellung auf Rückwärts-Zählen erfolgt hierbei dadurch,
daß die Steuerleitung V mit .L-Potential beschickt wird, womit die Steuerleitung
R H-Potential hat. Damit haben die Und-Schaltungen 71 bis 73 an ihrem Ausgang H-Potential
und die Und-Schaltungen 80 und 82 und ist somit bei der vorliegenden Dekade an der
Und-Schaltung 85 der Dekaden-Übertrag.vor-angesteuert. Beim Eintreffen des ersten
Rückwärts-Zähl-Impulses geht somit von der Und-Schaltung 85 ein Übertrag-Impuls
an die nächste Dekade ab und kippt das Doppel-Flipp-Flopp 41-45 in seine Links-Stellung,
weil es bei jedem Zähl-Impuls in seine andere Schaltstellung kippt. Aui3erdem kippt
hierbei das Doppel-Flipp-Flopp 44-48 in seine Links-Stellung, weil es über die Leitung
q vor-angesteuert ist. Die Doppel-Flipp-Flopps 42 46 und 43-47 kippen hierbei deshalb
nicht in ihre Links-Stellung, weil hierbei die Leitung h und somit die Leitung 1
B-Potential hat. Damit ist der Zählerstand der nächsten Dekade von der Ziffer 2.(LtHL)
auf die Ziffer 1 (LLLR) gesunken und wurde der Zählerstand der vorliegenden Dekade
von 0 (LXLL) auf 9 (HLLH) angehoben und hat somit die gesamte Zählschaltung den
Zählerstand 19. Bei den folgenden Rückwärts-Zähl-Impulsen sinkt der Zählerstand
der vorliegenden Dekade bei Jedem weiteren Rückwärts-Zählimpuls um die Ziffer 1,
wodurch beim zehnten Rückwärts-Zählimpuls die vorliegende Dekade wieder den Zählerstand
O (LLLL) aufweist und somit die gesamte Zählschaltung die Zahl 10 anzeigt, weil
die zweite Dekade den Zählerstand 1(LIJLH) hat.
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Die Eingabe der BCD-Zahlen über die Stell-Eingänge B 1 bis B 4 erfolgt
auch mittels Minus-Strom-Impulsen, wie die Rückstel;-ung.
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Bei den Ausführungen A dieser elektronischen Zähler kippen beide Flipp-Flopps
dieser Doppel-Flipp-Flopps in derselben Richtung, weshalb in Figur 1 bis 4 die Rückstell-Eingänge
rechts-seitig angeordnet sind und die Stell-Eingänge linksseitig angeordnet sind.
Auch bei diesen Doppel-Flipp-Flopp-Zähler werden die M-Flipp-Flopps (Master-Flipp-Flopps)
von der Aufwärts-Flanke der Zählimpulse in ihre andere Schalt-Stellung gekippt und
die S-Flipp-Flopps (Slave-Flipp-Flopps) von der Abwärts-Flanke der Zähl-Impulse,
weil die S-Flipp-Flopps über eine Negier-chaltung angesteuert werden. Diese allgemein
gebräuchliche Beschreibung der Flipp-Flopp-Umschaltung ist jedoch nicht genau zutreffend,
weil die M-Flipp-Flopps von positiven Impulsen der Impulsleitung kippen und die
S-Flipp-Flopps vom positiveh Potential einer Leitung kippen, die über eine Negier-Schaltung
mit der Zählimpuls-Leitung in Verbindung steht.
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Die Doppel-Flipp-Flopps können auch so ausgebildet werden, daß die
S-Flipp-Flopps nach erfolgter Ansteuerung durch die M-Flipp-Blopps die entgegengesetzte
Stellung aufweisen, wie die S-Flipp-Flopps. In diesem Fall werden die M-Flipp-Flopps
so angesteuert, daß sie in die falsche Stellung kippen.
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Bei den Ausführungen B dieser elektronischen Zähler kippen die S-blipp-Flopps
in die entgegengesetzte Stellung, wie im verher gehende Abschnitt beschrieben. Wenn
hierbei also ein M-Flipp-Flopp bei seiner Ansteuerung in seine Rechts-Stellung kippt,
kippt das S-Flipp-Flopp bei seiner M-Flipp-lopp-Ansteuerung in seine Links-Stellung.
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In Figur 5 ist die Ausführung B der in Figur 1 b dargestellten Vorwärts-Lähl-Dekade
dargestellt, wobei zusätzlich noch Stell-Eingänge eingezeichnet sind. Bei dieser-Dekade
befinden sich somit die Rückstell-Eingänge links-seitig an den i-Flipp-Flopps und
die Stell-Eingänge rechts-seitig an den k-Flipp-Flopps. Die Betriebstrom-Zuleitunghat
die Bezeichnung m und die Null-Leitung die Bezeichnung n.
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