專(zhuān)利名稱(chēng)：十二位計(jì)數(shù)壓縮電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種十二位計(jì)數(shù)壓縮電路，特別涉及一種能夠減少元器件數(shù)量、CMOS工藝單片集成，實(shí)現(xiàn)功能檢測(cè)的集成電路。
背景技術(shù)：
在衛(wèi)星和載人飛船進(jìn)行空間探測(cè)，需要低功耗、高可靠且能適應(yīng)各種中間環(huán)境的器件。為節(jié)省航天器數(shù)傳、遙測(cè)資源，本發(fā)明將十二位計(jì)數(shù)壓縮成八位碼輸出，它是一種空間環(huán)境專(zhuān)用集成電路，廣泛應(yīng)用于我國(guó)各類(lèi)衛(wèi)星和航天器空間環(huán)境探測(cè)。本發(fā)明的設(shè)計(jì)、制造為我國(guó)空間環(huán)境探測(cè)儀器通用化、系列化和組合化打下良好基礎(chǔ)。
空間探測(cè)數(shù)據(jù)以八位碼為一字節(jié)。如果探測(cè)儀器每一道數(shù)據(jù)需要12位計(jì)數(shù)，則占有二個(gè)字節(jié)。而每臺(tái)儀器往往有10道或更多數(shù)據(jù)，將占用衛(wèi)星數(shù)傳、遙測(cè)大量資源。若不采取數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)、只能減少探測(cè)通道。如果采用通用器件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)壓縮，則一道數(shù)據(jù)壓縮共需七塊器件計(jì)數(shù)器3塊、移位寄存器2塊，門(mén)電路2塊。勢(shì)必大大增加儀器體積重量，又將占用衛(wèi)星更多的體積、重量等資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種十二位計(jì)數(shù)壓縮電路，具有體積小、節(jié)省空間和重量輕的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明一種十二位計(jì)數(shù)壓縮電路，其特征在于，包括一12位計(jì)數(shù)器-移位寄存器，其是用于對(duì)移位數(shù)據(jù)的寄存；一或非門(mén)，該或非門(mén)的一輸入端與12位計(jì)數(shù)器-移位寄存器的Q12端連接，該或非門(mén)的另一輸入端為專(zhuān)用電路測(cè)試端C；一第一與非門(mén)，該第一與非門(mén)將或非門(mén)的信號(hào)反向；一第二與非門(mén)，該第二與非門(mén)的一輸入端接第一與非門(mén)的輸出端，該第二與非門(mén)的另一輸入端為移位脈沖輸入端A；一第三與非門(mén)，該第三與非門(mén)將第二與非門(mén)的信號(hào)反向；一第四與非門(mén)，該第四與非門(mén)的一輸入端與接第三與非門(mén)的輸出端，另一輸入端為移位控制端B；一3位計(jì)數(shù)器，其是用于對(duì)標(biāo)志位的計(jì)數(shù)，該3位計(jì)數(shù)器的Cp3端與第二與非門(mén)的輸出端連接；一復(fù)位端R，該復(fù)位端R分別與12位計(jì)數(shù)器-移位寄存器和3位計(jì)數(shù)器連接。
其中12位計(jì)數(shù)器-移位寄存器包括十二個(gè)D觸發(fā)器和多只門(mén)電路組成，該D觸發(fā)器為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器-移位寄存器。
其中3位計(jì)數(shù)器為3個(gè)D觸發(fā)器。


為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖詳細(xì)說(shuō)明如后，其中圖1是本發(fā)明的數(shù)據(jù)壓縮電路原理圖；圖2是本發(fā)明的電路圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明由12位計(jì)數(shù)器、移位寄存器、移位標(biāo)志計(jì)數(shù)器、或非和與非門(mén)電路等電路組成，如圖1所示。
圖1中，Cp1為計(jì)數(shù)脈沖輸入端A為移位脈沖輸入端B為移位控制端E為計(jì)數(shù)、移位控制端R為復(fù)位端Q7-Q11為計(jì)數(shù)移位輸出端Q13-Q15為移位標(biāo)志輸出端C為專(zhuān)用電路測(cè)試端(C＝0執(zhí)行計(jì)數(shù)移位功能、C＝1測(cè)試)Cp2、Cp3內(nèi)接，分別為移位時(shí)鐘和移位標(biāo)志計(jì)數(shù)時(shí)鐘。
LC165十二位計(jì)數(shù)壓縮電路已單片集成，CMOS3-5μm工藝，+12.0V單電源工作，工作頻率大于2MHz，陶瓷雙列直插D-16封裝。
請(qǐng)參閱圖1和圖2所示，本發(fā)明一種十二位計(jì)數(shù)壓縮電路，其特征在于，包括一12位計(jì)數(shù)器-移位寄存器10，其是用于對(duì)移位數(shù)據(jù)的寄存；一或非門(mén)30，該或非門(mén)30的一輸入端與12位計(jì)數(shù)器-移位寄存器10的Q12端連接，該或非門(mén)30的另一輸入端為專(zhuān)用電路測(cè)試端C；一第一與非門(mén)41，該第一與非門(mén)41將或非門(mén)30的信號(hào)反向；一第二與非門(mén)42，該第二與非門(mén)42的一輸入端接第一與非門(mén)41的輸出端，該第二與非門(mén)41的另一輸入端為移位脈沖輸入端A；一第三與非門(mén)43，該第三與非門(mén)43將第二與非門(mén)42的信號(hào)反向；一第四與非門(mén)44，該第四與非門(mén)44的一輸入端與接第三與非門(mén)43的輸出端，另一輸入端為移位控制端B；一3位計(jì)數(shù)器20，其是用于對(duì)標(biāo)志位的計(jì)數(shù)，該3位計(jì)數(shù)器20的Cp3端與第二與非門(mén)42的輸出端連接；一復(fù)位端R，該復(fù)位端R分別與12位計(jì)數(shù)器-移位寄存器10和3位計(jì)數(shù)器20連接。
其中12位計(jì)數(shù)器-移位寄存器10包括十二個(gè)D觸發(fā)器和多只門(mén)電路組成，該D觸發(fā)器為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器-移位寄存器。
其中3位計(jì)數(shù)器20為3個(gè)D觸發(fā)器。
圖1所示電路是一種數(shù)據(jù)壓縮電路，且特別適用于計(jì)數(shù)變化范圍為0-4095的工作環(huán)境。本發(fā)明的指導(dǎo)思想是尋找12位計(jì)數(shù)器的最高位(1電平)，并且將從這一位以后的五位在Q7-Q11(5線)輸出，標(biāo)志計(jì)數(shù)器(3線Q35-Q15)記錄移位次數(shù)。Q7、Q8、Q9、Q10、Q11和Q13、Q14、Q15組成數(shù)據(jù)壓縮后的八位碼輸出，從而實(shí)現(xiàn)12位計(jì)數(shù)壓縮成8位碼輸出。當(dāng)未壓縮時(shí)的汁數(shù)最高位1電平出現(xiàn)在Q12時(shí)，最大計(jì)數(shù)誤差為3％，出現(xiàn)在Q6～Q1時(shí)，計(jì)數(shù)誤差為0.0％。
本發(fā)明中，計(jì)數(shù)和移位分時(shí)進(jìn)行。E＝1時(shí)，執(zhí)行計(jì)數(shù)；E＝0時(shí)，執(zhí)行移位功能。但移位還要受Q12、A和B控制。A為7個(gè)脈沖，并受移位控制端B控制，移位次數(shù)最多為7次，即Q12＝1時(shí)最多移位7次，當(dāng)Q12＝0時(shí)，則移位停止。移位標(biāo)志計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)為0-7次。
LC165專(zhuān)用集成電路輸出為Q7、Q8、Q9、Q10、Q11和Q13、Q14、Q15組成的八位碼。如果沒(méi)有移位，即Q12＝0，電路輸出為12位計(jì)數(shù)器的高5位Q7～Q11，標(biāo)志位Q13-Q15為0，12位計(jì)數(shù)器的低6位均刪去，系統(tǒng)誤差為3.0％。如果移位7次，則12位計(jì)數(shù)器的低5位均在輸出端，標(biāo)志位Q13～Q15為111，系統(tǒng)誤差為0.0％。
由上可知，當(dāng)E＝0時(shí)，在A、B控制下，決定是否移位關(guān)鍵在于Q12是否為“1”電平，一旦移到Q12＝0時(shí)，移位立即停止。
本發(fā)明的計(jì)數(shù)輸出為設(shè)本發(fā)明十二位計(jì)數(shù)壓縮電路移位標(biāo)志計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)(即移位次數(shù)計(jì)數(shù))為M，則12位計(jì)數(shù)器總計(jì)數(shù)N為M≤7時(shí)，N＝27-M(25+D)M＝7時(shí)，N＝D上式中D為移位后的Q7～Q11值。
本發(fā)明中，復(fù)位端R＝1，專(zhuān)用電路置0。
計(jì)數(shù)移位控制端E＝1，專(zhuān)用電路為加法計(jì)數(shù)，Cp1下降沿觸發(fā)。
計(jì)數(shù)移位摔制端E＝0，專(zhuān)用電路為串行移位，Cp2下降沿觸發(fā)。
E＝0時(shí)，Cp2最多為7個(gè)，Cp2常態(tài)為高電平。當(dāng)E＝0、Cp2＝1時(shí)，專(zhuān)用電路輸出端Q7～Q11保持不變。移位時(shí)鐘Cp2由A產(chǎn)生，并受Q12和B控制，最多7個(gè)。
本發(fā)明十二位計(jì)數(shù)壓縮電路功能表如下表所示。
表1 十二位計(jì)數(shù)壓縮電路功能表

本發(fā)明十二位計(jì)數(shù)壓縮電路參數(shù)指標(biāo)
直流參數(shù)符合部標(biāo)CMOS器件要求，工作頻率2MHz，工作電壓5.0～15.0V，溫度范圍～55度～+125度，抗輻照指標(biāo)≥100Krad(Si)。
本發(fā)明的線路圖如圖2所示。
圖2是本發(fā)明的電路原理圖。由17只D觸發(fā)器和多只門(mén)電路組成。D觸發(fā)揣D1～D12為12位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器-移位寄存器，當(dāng)E＝1時(shí)，D13-D15為計(jì)數(shù)工作狀態(tài)，當(dāng)E＝0時(shí)，D13～D15則加法計(jì)數(shù)，并于Q11＝0結(jié)束。門(mén)電路分別實(shí)現(xiàn)移位脈沖輸入A、移位控制B、移位標(biāo)志計(jì)數(shù)及器件測(cè)試C控制有關(guān)功能。從而實(shí)現(xiàn)12位二進(jìn)制碼壓縮成八位碼輸出。
本發(fā)明12位計(jì)數(shù)壓縮電路的發(fā)明特點(diǎn)為a.本發(fā)明的數(shù)據(jù)壓縮方法是確保最高位為1電平輸出，如果12位計(jì)數(shù)最高位不在其高位端，則刪去高位，移位直至出現(xiàn)1電平停止，也就是說(shuō)去掉了無(wú)效位，并保留了低位的計(jì)數(shù)；如果12位計(jì)數(shù)最高位為1電平，則不移位，此時(shí)雖然低位計(jì)數(shù)將被壓縮刪去，但誤差也僅只有3.0％。
b.通用電路計(jì)數(shù)和移位是二種類(lèi)型電路，本發(fā)明將其合二為一，即D1～D12為計(jì)數(shù)/移位電路。
權(quán)利要求
1.一種十二位計(jì)數(shù)壓縮電路，其特征在于，包括一12位計(jì)數(shù)器-移位寄存器，其是用于對(duì)移位數(shù)據(jù)的寄存；一或非門(mén)，該或非門(mén)的一輸入端與12位計(jì)數(shù)器-移位寄存器的Q12端連接，該或非門(mén)的另一輸入端為專(zhuān)用電路測(cè)試端C；一第一與非門(mén)，該第一與非門(mén)將或非門(mén)的信號(hào)反向；一第二與非門(mén)，該第二與非門(mén)的一輸入端接第一與非門(mén)的輸出端，該第二與非門(mén)的另一輸入端為移位脈沖輸入端A；一第三與非門(mén)，該第三與非門(mén)將第二與非門(mén)的信號(hào)反向；一第四與非門(mén)，該第四與非門(mén)的一輸入端與接第三與非門(mén)的輸出端，另一輸入端為移位控制端B；一3位計(jì)數(shù)器，其是用于對(duì)標(biāo)志位的計(jì)數(shù)，該3位計(jì)數(shù)器的Cp3端與第二與非門(mén)的輸出端連接；一復(fù)位端R，該復(fù)位端R分別與12位計(jì)數(shù)器-移位寄存器和3位計(jì)數(shù)器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的十二位計(jì)數(shù)壓縮電路，其特征在于，其中12位計(jì)數(shù)器-移位寄存器包括十二個(gè)D觸發(fā)器和多只門(mén)電路組成，該D觸發(fā)器為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器-移位寄存器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的十二位計(jì)數(shù)壓縮電路，其特征在于，其中3位計(jì)數(shù)器為3個(gè)D觸發(fā)器。
全文摘要
一種十二位計(jì)數(shù)壓縮電路，包括一12位計(jì)數(shù)器－移位寄存器，其是用于對(duì)移位數(shù)據(jù)的寄存；一或非門(mén)一輸入端與12位計(jì)數(shù)器－移位寄存器的Q12端連接，該或非門(mén)的另一輸入端為專(zhuān)用電路測(cè)試端C；一第一與非門(mén)將或非門(mén)的信號(hào)反向；一第二與非門(mén)的一輸入端接第一與非門(mén)的輸出端，該第二與非門(mén)的另一輸入端為移位脈沖輸入端A；一第三與非門(mén)將第二與非門(mén)的信號(hào)反向；一第四與非門(mén)的一輸入端與接第三與非門(mén)的輸出端，另一輸入端為移位控制端B；一3位計(jì)數(shù)器，其是用于對(duì)標(biāo)志位的計(jì)數(shù)，該3位計(jì)數(shù)器的Cp3端與第二與非門(mén)的輸出端連接；一復(fù)位端R，該復(fù)位端R分別與12位計(jì)數(shù)器－移位寄存器和3位計(jì)數(shù)器連接。
文檔編號(hào)G01R31/28GK1654972SQ20041000533
公開(kāi)日2005年8月17日 申請(qǐng)日期2004年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月11日
發(fā)明者朱光武, 林華安, 梁金寶, 王世金, 荊濤, 張微, 肖錫東, 張驊忠, 陶有火, 孫越強(qiáng), 李保權(quán), 金松, 吳煒琦, 王晶 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心