專利名稱：二進制計數(shù)器讀出電路的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及計數(shù)器讀出電路，尤其是涉及一種用于以異步方式從二進制計數(shù)器讀取計數(shù)值的二進制計數(shù)器讀出電路。
在二進制計數(shù)器異步讀出電路的工作過程中，在與用于計數(shù)操作的計時無關的由外部所提供的計時時刻來從二進制計數(shù)器讀出二進制計數(shù)值。


圖1示出了已有技術(shù)的異步二進制計數(shù)器讀出電路的一個實例方框圖。在二進制計數(shù)器20中，根據(jù)計數(shù)時鐘CLK來完成計數(shù)操作，并且將二進制計數(shù)數(shù)據(jù)CB傳送到抽取電路202。電路202首先在與計數(shù)時鐘信號ELK異步的計數(shù)值讀出信號TAS的定時內(nèi)來從二進制計數(shù)器201抽取計數(shù)數(shù)據(jù)CB，并最終產(chǎn)生一個二進制計數(shù)值。因此，即使當在二進制計數(shù)器201的計數(shù)的定時接收到信號TAS，電路202也從該處輸出在信號TAS的定時抽取的二進制計數(shù)數(shù)據(jù)CB。
然而，由于對于一個產(chǎn)生計數(shù)數(shù)據(jù)的N—比特二進制計數(shù)器而言(N為正整數(shù))，其漢明間距的數(shù)值范圍是從1到N，當在異步抽取定時完成數(shù)據(jù)讀出操作時，其可能發(fā)生這樣一種情況，即與二進制計數(shù)器的計數(shù)操作不相關的數(shù)據(jù)被抽取并被作為計數(shù)值輸出。在上述的程序中，由于通過抽取操作所獲得的值被直接從常規(guī)的異步讀出電路輸出，因此不能保證數(shù)據(jù)的精確度。
因此本發(fā)明的一個目的是提供一種異步讀出電路，其通過使用一二進制計數(shù)器從而能夠提高從二進制計數(shù)器所讀出的數(shù)據(jù)的可靠性。
根據(jù)本發(fā)明，其提供了一種二進制計數(shù)器讀出電路，其用于二進制計數(shù)器的計數(shù)數(shù)據(jù)讀出電路中，其中的二進制計數(shù)操作是根據(jù)具有預定頻率的時鐘信號來進行，并由此產(chǎn)生計數(shù)數(shù)據(jù)。讀出電路包含用于將計數(shù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為格雷碼的編碼裝置，并由此產(chǎn)生第一被編碼的計數(shù)數(shù)據(jù)。其還包含用于根據(jù)與時鐘信號異步的定時信號來抽取第一被編碼的計數(shù)數(shù)據(jù)的抽取裝置，并由此產(chǎn)生第二被編碼的計數(shù)數(shù)據(jù)，另外該讀出電路還包含用于將在格雷碼中所代表的第二被編碼的計數(shù)數(shù)據(jù)解碼為計數(shù)數(shù)據(jù)的解碼裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，來自二進制計數(shù)器的計數(shù)數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為格雷碼。然后在異步定時抽取格雷碼并將其反向轉(zhuǎn)換為原始的二進制數(shù)據(jù)。換句話說，在異步定時抽取由格雷碼表示的數(shù)據(jù)。在格雷碼系統(tǒng)中，在與二進制計數(shù)據(jù)的此特數(shù)目無關的相鄰碼間的漢明間距的數(shù)值總是固定為1。因此，即使當外部提供的異步計數(shù)值讀出信號的定時與來自二進制計數(shù)器所產(chǎn)生的二進制計數(shù)數(shù)據(jù)的變化點相配時，也可獲得具有確保質(zhì)量的二進制計數(shù)數(shù)據(jù)。
此外，根據(jù)本發(fā)明，其提供了一種二進制計數(shù)器讀出電路，其用在二進制計數(shù)器的計數(shù)數(shù)據(jù)讀出電路中，其中根據(jù)有預定頻率的時鐘信號來進行二進制計數(shù)操作并由此產(chǎn)生計數(shù)數(shù)據(jù)。讀出電路包括用于將計數(shù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為格雷數(shù)據(jù)并由此產(chǎn)生第一被編碼計數(shù)數(shù)據(jù)的編碼裝置；以及用于根據(jù)時鐘信號來產(chǎn)生一第一定時信號的定時發(fā)生裝置，第一定時信號被延遲一與時鐘信號相關的預定時間周期，該讀出電路還包括用于根據(jù)第一定時信號來抽取第一被編碼的計數(shù)數(shù)據(jù)并同此產(chǎn)生第二被編碼的計數(shù)數(shù)據(jù)的第一抽取裝置；以及用于根據(jù)與時鐘信號異步的第二定時信號來抽取第二被編碼的計數(shù)數(shù)據(jù)從而產(chǎn)生第三被編碼的計數(shù)數(shù)據(jù)的第二抽取裝置；另外還包含將在格雷碼中所表示的第三被編碼的計數(shù)數(shù)據(jù)解碼的解碼裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，二進制計數(shù)器計數(shù)數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為格雷碼，其將在相對計數(shù)時鐘信號被稍微延遲的定時被抽取。然后被抽取的格雷碼數(shù)據(jù)在異步的定時被抽取并被反向轉(zhuǎn)換為原始的二進制數(shù)據(jù)。在從解碼裝置所獲得的格雷碼數(shù)據(jù)中，當二進制計數(shù)器的計數(shù)數(shù)據(jù)變化時將與此同時的產(chǎn)生一跳變。然而，由于一旦在稍微延遲的定時抽取格雷碼數(shù)據(jù)，就可在穩(wěn)定的狀態(tài)下獲取格雷碼。這有利于提高異步讀出數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。
通過下面結(jié)合相應附圖的描述將會使本發(fā)明的目的與特征變得更清楚。其中圖1為示出已有技術(shù)的常規(guī)二進制計數(shù)器讀出電路的一個實例的方框圖及圖2為示出根據(jù)本發(fā)明的二進制計數(shù)器讀出電路的實例的方框圖。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的二進制計數(shù)器讀出電路的實例的方框圖。在此結(jié)構(gòu)中，二進制計數(shù)器101根據(jù)計數(shù)時鐘CLK來進行一計數(shù)操作從而產(chǎn)生二進制計數(shù)數(shù)據(jù)CB。格雷編碼器102將數(shù)據(jù)CB從二進制計數(shù)器101編碼為格雷碼從而產(chǎn)生格雷碼計數(shù)數(shù)據(jù)DGE1。抽取電路103根據(jù)抽取定時信號TSS從抽取定時發(fā)生器104抽取數(shù)據(jù)。通過由格雷編碼器102產(chǎn)生的格雷碼計數(shù)數(shù)據(jù)DGE1來產(chǎn)生格雷碼計數(shù)數(shù)據(jù)DGE2。此外，抽取電路105根據(jù)與計數(shù)時鐘信號CLK異步的計數(shù)值讀出信號TAS來從抽取電路103抽取計數(shù)數(shù)據(jù)DGE2從而產(chǎn)生格雷碼計數(shù)數(shù)據(jù)DGE3。最后，格雷解碼器106將來自抽取電路105的數(shù)據(jù)DGE2解碼為二進制數(shù)據(jù)以最終由此輸出一二進制計數(shù)值。
抽取定時發(fā)生器104根據(jù)計數(shù)時鐘CLK來產(chǎn)生抽取定時信號TSS。在相對于時鐘CLK稍微延遲的定時來產(chǎn)生信號TSS然后將其輸送到抽取電路103。通過使用信號TSS，電路103可在不造成跳變的情況下來抽取格雷碼計數(shù)數(shù)據(jù)。尤其是，在來自格雷編碼器102的格雷碼計數(shù)數(shù)據(jù)DGE1中，在二進制計數(shù)器101增加二進制計數(shù)數(shù)據(jù)的CB時限會發(fā)生一跳變。隨后，當根據(jù)相對時鐘CLK稍微延遲的定時信號TSS來抽取數(shù)據(jù)DGE1時，對于抽取電路103而言有可能抽取計數(shù)數(shù)據(jù)DGE1，其在跳變發(fā)生之后是穩(wěn)定的，從而產(chǎn)生格雷碼計數(shù)數(shù)據(jù)DGE2。
假設從與來自定時發(fā)生器104的抽取定時信號TSS相對應的抽取電路103輸出的格雷碼計數(shù)數(shù)據(jù)DGE2處于抽取前值與抽取后值之間的過渡狀態(tài)并將計數(shù)值讀出信號TAS在此狀態(tài)下提供給抽取電路105。在電路105中，抽取前或抽取后的數(shù)據(jù)DGE2被作為抽取的數(shù)據(jù)獲得。然而，由于數(shù)據(jù)被表示在格雷碼中，因此，無論二進制計數(shù)器101的比特數(shù)是什么數(shù)，抽取前后兩碼間的漢明間距固定為1。因此，在二進制計數(shù)器101的增加操作前后所獲得的格雷碼計數(shù)數(shù)據(jù)在電路105中被抽取。簡而言之，即使在異步定時執(zhí)行了讀出操作，計數(shù)值也與從二進制計數(shù)器101所獲得的計數(shù)值有關。由此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)DGE3通過解碼器106被轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)據(jù)。
與此相反，當在常規(guī)讀出電路中從N—比特二進制計數(shù)器輸出抽取數(shù)據(jù)時，來自二進制計數(shù)器的漢明間距的數(shù)值范圍為從1至n。這意味著與計數(shù)操作無關的數(shù)據(jù)可根據(jù)抽取定時被讀出。此外，所獲得的數(shù)據(jù)在不做任何校正或修改的情況下被直接輸出。
根據(jù)本發(fā)明以上描述，來自二進制計數(shù)器的數(shù)據(jù)被表示在格雷碼中，這樣可在異步讀出時限來抽取格雷碼計數(shù)值。隨后，由于所獲得的計數(shù)值被解碼為二進制數(shù)據(jù)，這可以獲得一種好處，即即使當來自二進制計數(shù)器的信號的漢明間距大于或等于2時，也可獲得正確的計數(shù)值。
雖然已結(jié)合特定的實施例對本發(fā)明進行了描述，其不僅僅局限于實施例，而是由所附的權(quán)利要求來限定。必須明確對于本領域的技術(shù)人員所作的改變或修改都不脫離本發(fā)明的范圍及精神。
權(quán)利要求
1.一種二進制計數(shù)器讀出電路，其用于二進制計數(shù)器的計數(shù)數(shù)據(jù)讀出電路中，其中根據(jù)具有預定頻率的時鐘信號來進行二進制計數(shù)操作從而產(chǎn)生計數(shù)數(shù)據(jù)，其特征在于它包含用于將計數(shù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為格雷碼并由此產(chǎn)生第一編碼的計數(shù)數(shù)據(jù)的編碼裝置；用于根據(jù)與時鐘信號異步的定時信號來抽取第一編碼的計數(shù)數(shù)據(jù)并由此產(chǎn)生第二編碼計數(shù)數(shù)據(jù)的抽取裝置；及用于將表示在格雷碼中的第二編碼計數(shù)數(shù)據(jù)解碼為計數(shù)數(shù)據(jù)的解碼裝置。
2.一種二進制計數(shù)器讀出電路，其用在二進制計數(shù)器的計數(shù)數(shù)據(jù)讀出電路中，其中根據(jù)具有預定頻率的時鐘信號來進行二進制計數(shù)操作并由此產(chǎn)生計數(shù)數(shù)據(jù)，其特征在于包括用于將計數(shù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為格雷碼并由此產(chǎn)生第一編碼計數(shù)數(shù)據(jù)的編碼裝置；用于根據(jù)時鐘信號產(chǎn)生第一定時信號的定時生成裝置，第一定時信號被相對于時鐘信號延遲一預定的時間周期；用于根據(jù)第一定時信號來抽取第一編碼計數(shù)數(shù)據(jù)并由此產(chǎn)生第二編碼計數(shù)數(shù)據(jù)的第一抽取裝置；用于根據(jù)與時鐘信號異步的第二定時信號來抽取第二編碼計數(shù)數(shù)據(jù)并由此產(chǎn)生第三編碼計數(shù)數(shù)據(jù)的第二抽取裝置；及用于將表示在格雷碼中的第三編碼計數(shù)數(shù)據(jù)解碼為計數(shù)數(shù)據(jù)的解碼裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二進制計數(shù)器讀出電路，其特征在于相對于時鐘信號的第一定時信號的延遲時間比當計數(shù)數(shù)據(jù)被改變時所產(chǎn)生的編碼裝置的過渡狀態(tài)的持續(xù)周期要長。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二進制計數(shù)器讀出電路，其特征在于在第一編碼計數(shù)數(shù)據(jù)的跳變發(fā)生之后的穩(wěn)態(tài)內(nèi)由第一抽取電路來抽取第一編碼計數(shù)數(shù)據(jù)。
5.一種二進制計數(shù)器讀出方法，其用在二進制計數(shù)器的計數(shù)數(shù)據(jù)讀出方法中，其中根據(jù)具有預定頻率的時鐘信號來進行二進制計數(shù)操作并由此產(chǎn)生計數(shù)數(shù)據(jù)，其特征在于包含如下步驟將計數(shù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為格雷碼并由此產(chǎn)生第一編碼計數(shù)數(shù)據(jù)；根據(jù)與時鐘信號異步的定時信號來抽取第一編碼計數(shù)數(shù)據(jù)并由此產(chǎn)生第二編碼計數(shù)數(shù)據(jù)；及將表示在格雷碼中的第二編碼計數(shù)數(shù)據(jù)解碼為計數(shù)數(shù)據(jù)。
6.一種二進制計數(shù)器讀出方法，其用在二進制計數(shù)器的計數(shù)數(shù)據(jù)讀出方法中，其中根據(jù)具有預定頻率的時鐘信號來進行二制制計數(shù)操作并由此產(chǎn)生計數(shù)數(shù)據(jù)，其特征在于包含如下步驟將計數(shù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為格雷碼并由此產(chǎn)生第一編碼計數(shù)數(shù)據(jù)；根據(jù)時鐘信號產(chǎn)生第一定時信號，第一定時信號相對于時鐘信號被延遲一預定的時間周期；根據(jù)第一定時信號來抽取第一編碼計數(shù)數(shù)據(jù)并由此產(chǎn)生第二編碼計數(shù)數(shù)據(jù)；根據(jù)與時鐘信號異步的第二定時信號來抽取第一編碼計數(shù)數(shù)據(jù)并由此產(chǎn)生第三編碼計數(shù)數(shù)據(jù)；及將表示在格雷碼中的第三編碼計數(shù)數(shù)據(jù)解碼為計數(shù)數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種異步讀出電路,其提高了來自二進制計數(shù)器的讀出數(shù)據(jù)的可靠性。根據(jù)計數(shù)時鐘由二進制計數(shù)器產(chǎn)生的計數(shù)數(shù)據(jù)被格雷編碼器轉(zhuǎn)換為格雷碼。由格雷碼表示的計數(shù)數(shù)據(jù)根據(jù)與計數(shù)時鐘異步的定時信號被抽取電路抽取。被抽取的計數(shù)數(shù)據(jù)用格雷解碼器解碼為二進制計數(shù)數(shù)據(jù)。
文檔編號H03K21/00GK1175129SQ97115218
公開日1998年3月4日 申請日期1997年8月19日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月19日
發(fā)明者高橋秀彰, 永井孝之 申請人:日本電氣株式會社