[發明專利]基于可逆邏輯的8421BCD碼同步十進制加/減法計數器

有效

• 申請號: 201510445731.1
• 申請日: 2015-07-27
• 公開（公告）號: CN104967442B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 李龍;古天龍;常亮;徐周波;孟瑜
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H03K23/72
• 分類號: H03K23/72
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司45112
• 代理人: 楊雪梅

1.基于可逆邏輯的8421BCD碼同步十進制加/減法計數器，其特征在于：包括4個基于可逆邏輯構造的可逆主從JK觸發器及5個過渡模塊，其中所述可逆主從JK觸發器由10個Peres門和1個NOT門級聯而成，該4個可逆主從JK觸發器RL_msJK_0，RL_msJK_1，RL_msJK_2和RL_msJK_3的輸入端分別表示為J₀、K₀、J₁、K₁、J₂、K₂、J₃、K₃，輸入向量分別為(J₀,K₀,CP)、(J₁,K₁,CP)、(J₂,K₂,CP)、(J₃,K₃,CP)，其中：

當進行加法計數時，4個主從JK觸發器輸入端可簡潔表示為4個向量(J_a0,K_a0,CP)、(J_a1,K_a1,CP)、(J_a2,K_a2,CP)、(J_a3,K_a3,CP)；當進行減法計數時，其輸入端可簡潔表示為4個向量(J_b0,K_b0,CP)、(J_b1,K_b1,CP)、(J_b2,K_b2,CP)、(J_b3,K_b3,CP)；

所述計數器同時具有加法計數、減法計數兩種功能，具體功能的選擇借助控制端實現，當(即C_ab＝1)時實現對時鐘信號CP的加法計數，反之實現對時鐘信號CP的減法計數；

所述5個過渡模塊分別為J1、K1、J2、K2、J3，過渡模塊J1由4個Peres門和4個Feynman門構成，過渡模塊K1由1個Toffoli門、2個Peres門、7個Feynman門和2個NOT門構成，過渡模塊J2由3個Peres門和3個Feynman門構成，過渡模塊K2由2個Peres門和2個Feynman門構成，過渡模塊J3由3個Peres 門和3個Feynman門構成，K₃由過渡模塊K1中的1個Feynman門引出；

可逆主從JK觸發器RL_msJK_0的輸入端中的J₀、K₀均置為1，輸出端與過渡模塊K1的輸入端級聯，同時輸出信號；

可逆主從JK觸發器RL_msJK_1的輸入端中J₁與過渡模塊J1的輸出端級聯，K₁與過渡模塊K1的輸出端級聯；輸出端中與過渡模塊J2的輸入端級聯，與過渡模塊K2的輸入端級聯；

可逆主從JK觸發器RL_msJK_2的輸入端中J₂與過渡模塊J2的輸出端級聯，K₂與過渡模塊K2的輸出端級聯；輸出端與過渡模塊J3的輸入端級聯；

可逆主從JK觸發器RL_msJK_3的輸入端中J₃與過渡模塊J3的輸出端級聯，K₃具有與K₁完全相同的邏輯表示，因此直接借助過渡模塊K1中的1個Feynman門引出K₁即可得到；輸出端中與過渡模塊J1的輸入端級聯，與過渡模塊J2的輸入端級聯；

原始CP輸入信號引入RL_msJK_0中的CP輸入端，RL_msJK_0中的CP輸出端與RL_msJK_1中的CP輸入端相連接，RL_msJK_1中的CP輸出端與RL_msJK_2中的CP輸入端相連接，RL_msJK_2中的CP輸出端與RL_msJK_3中的CP輸入端相連接；所述計數器的最終輸出信號分別從過渡模塊J2、J3、J2及可逆主從JK觸發器RL_msJK_0輸出；

當(即C_ab＝1)時實現加法計數，計數器初始狀態為每輸入一個脈沖，計數器的狀態加一，即依此變化為0010、 0011、0100、0101、0110、0111、1000，直到輸入第9個計數脈沖時，計數器的狀態為輸入第10個計數脈沖時，計數器從狀態返回到狀態；當(即C_ab＝0)時實現減法計數，計數器初始狀態為每輸入一個脈沖，計數器的狀態減一，即依此變化為0111、0110、0101、0100、0011、0010、0001，輸入第9個計數脈沖時，計數器的狀態為輸入第10個計數脈沖時，計數器從狀態返回到狀態此外，上述基于可逆邏輯的8421BCD碼同步十進制加/減法計數器采用具有自啟動能力，即電路處于無效狀態時，可以在CP脈沖的作用下回到有效狀態。

2.根據權利要求1所述的基于可逆邏輯的8421BCD碼同步十進制加/減法計數器，其特征在于：所述基于可逆邏輯的8421BCD碼同步十進制加/減法計數器采用4個可逆主從JK觸發器的狀態來表示一位十進制數的四位二進制編碼，即采用8421BCD碼的編碼方式來表示一位十進制數；計數器對時鐘脈沖CP進行計數，每來一個時鐘脈沖，計數器狀態改變一次；計數器在每一個時鐘脈沖的作用下，觸發器輸出編碼加/減1，編碼順序與8421BCD碼同序/逆序，每十個時鐘脈沖完成一個計數周期。