Троичный счетный триггер Советский патент 1984 года по МПК H03K29/00 

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике, а боле конкретно к многоустойчивым пере( четным схемам, выполненным на двоичных логических элементах, и может быть использовано для построения счетчиков, делителей частоты, распр делителей импульсов и т.д. Известен троичный счетный тригге содержащий входную шину, элемент ИЛИ-НЕ/ИЛИ, основной и вспомогатель ный триггеры, построенные на элементах ИЛИ-НЕ f| . Недостатками известного устройст ва являются относительная сложность сравнительно невысокое быстродейств и ограниченность функциональных возможностей. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является тро ичный счетный триггер, содержащий входну шину, две управляющие шины, элемент ЙЛИ/ИЛИ-НЕ и девять элементов ИЛИ-НЕ, выход первого из которы соединен с первыми входами второго и третьего .элементов ИЛИ-НЕ, выход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с первыми входами первого, четвертого элементов ИЛИ-НЕ и с вторым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ, иходы четвертого, пятого и шестого элементов ИЛИ-НЕ соединены соответственно с первыми входами пятого, шестого элементов ИЛИ-НЕ и с вторым входом пятого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с третьими . входами первого, второго элементов ИЛИ-НЕ и с вторым входом четвер того элемента ИЛИ-НЕ, третий вход соединен с первой управляющей шиной, выходы седьмого, восьмого и девятого элементов ИЛИ-НЕ соединены соответственно с первыми входами восьмого,.девятого элементов ИЛИ-НЕ и с вторым входом восьмого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с третьим входом треьего элемента ИЛИ-НЕ, четвертый вход которого соединен с четвертым входом второго элемента ИЛИ-НЕ и с прямым выходом элемента ИЛИ/ИЛИ-НЕ, инверсный выход которого соединен с третьими входами Пятого и восьмого элемейтов ИЛИ-НЕ, вторая управляющая шина и входная шина соединены соответственно с вторым входом девятого элемента ИЛИ-НЕ и с.входом элемейva ИЛИ/ИЛИ-НЕ, выход четвертого элемента ИЛИ-НЕ соединен с четвертым входом пятого элемента ИЛИ-НЕ и с вторым входом шестого элемента ИЛИ-Н выход которого соединен с четвертым входом четвертого элемента ИЛИ-НЕ и с пятыми входами второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ, шестые входы которых соединены с выходом восьмого элемента ИЛИ-НЕ, выход девятого эле мента ИЛИ-НЕ и с вторым входом седь- мого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с третьим входом девятого элемента ИЛИ-НЕ и соединен с четвертым входом первого элемента ИЛИ-НЕ и с седьмым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, выход четвертого элемента ИЛИ-НЕ соединен с пятым входом первого элемента ИЛИ-НЕ и.с седьмым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ, выход девятого элемента ИЛИ-НЕ соединен с шестым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, седьмой вход которого соединен с прямым выходом элемента ИЛИ/ИЛИ-НЕ, инверсный выход которого соединен с третьими входами шестого, седьмого элементов ИЛИ-НЕ, с четвертым входом девятого элемента ИЛИ-НЕ и с пятым входом четвертого элемента ИЛИ-НЕ, первая управляющая шина соединена с четвертыми входами пятого и шестого элементов ИЛИНЕ, вторая управляющая шина соединена с четвертыми входами седьмого и восьмого элементов ИЛИ-НЕ, пятые входы которых соединены с выходом третьего элементов ИЛИ-НЕ и соединены с шестым входом четвертого элемента ИЛИ-НЕ и с пятым входом пятого элемента ИЛИ-НЕ, выход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с пятым входом шестого, девятого и с шестым входом седьмого элементов ИЛИ-НЕ, выход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с шестыми входами пятого, шестого, восьмого п девятого элементов ИЛИ-НЕ И. Однако известное ус-тройство характеризуется относительно малой надежностью, вызванной большим количеством межэлементных связей. Цель изобретения - повышение надежности. Для достижения поставленной цели в троичный счетный триггер, содержащий входную шиНу, две управляющие ШИВЫ, элемент ИЛИ/ИЛИ-НЕ и девять элементов ИЛИ-НЕ-, выход первого из которых соединен с первыми входами второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ, выход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с первыми входами первого, четвертого элементов ИЛИ-НЕ и с вторым входом, третьего элемента ИЛИ-НЕ,выход которого соединен с вторыми входами первогои второго элементов ИЛИ-НЕ соединены соответственно с первыми входами пятого, шестого элементов ИЛИ-НЕ и с вторым входом пятого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с третьими входами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ и с вторым входом.четвертого элемента ИЛИ-НЕ, третий вход которого соединен с первой управляющей шиной, выходы седьмого, BOCbMorofи. девятого элементов ИЛИ-НЕ соединены соответственно

с первыми входами восьмого, девятог элементов ИЛИ-НЕ и с вторым входом восьмого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с третьим входом третьего элемента ИЛИ-НЕ, четвертый вход которого соединен с четвертым входом второго элемента ИЛИ-НЕ и с. прямым выходом элемента ИЛИ/ИЛИ-НЕ, инверсный выход которого соединен с третьими входами пятого и восьмого элементов ИЛИ-НЕ, вторая управляюща шина и входная шина соединены соответственно с вторым входом девятого элемента ИЛИ-НЕ и с входом элемента ИЛИ/ИЛИ-НЕ, введен десятый элемент ИЛИ-НЕ, а первый элемент ИЛИ-Н расширен прямым выходом, который соединен с первым входом десятого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторыми входами шестого и о седьмого элементов ИЛИ-НЕ, третьи входы которых соединены соответственно с второй и первой управляющими шинами, выходы третьего, 1восьмо го элементов ИЛИ-НЕ и прямой выход :элемента ИЛИ/ИЛИ-НЕ соединены соот ветственно с третьим входом девятого элемента ИЛИ-НЕ, с четвертым входом первого элемента ИЛИ-НЕ и с вторым входом десятого элемента ИЛИ-НЕ

На чертеже представлена схема троичного счетного триггера.

Инверсный выход элемента 1 соединен с первыми входами элементов

2и 3, выход элемента 2 соединен с первыми входами элёмейтов 1 и 4 и вторым входом элемента 3, выход которого соединен с вторыми вхЬдами элементов 1 и 2 и первым входом элемента 9| выход элемента 4 соединен с первым входом элемента 5, выход которого соединен с вторым входом элемента 4, третьими входами элементов 1 и 2 и первым входном элемента б; выход элемента б соединен с вторым- входом элемента 5; выход элемента 7 соединен с первым входом элемента 8, выход которого соединен с четвертым входом элемента 1, с третьим входом элемента 3, первым входом элемента 7 и вторым входом элемента 9; выход элемента

9 соединен с вторым входом элемента 8; выход элемента 10 соединен с вторыми входами элементов б и 7; прямой выход элемента 11 соединен, с четвертыми входами элементов 2 и

3и первым входом элемента 10, второй вход которого соединен с пря-, мьм-выходом элемента 1, инверсный выход элемента 11 соединен с третьими входами элементов 5 и 8, вход элемента 11 соединен с входной шиной 12; управляющая шина 13 соединена с третьими входами элементов

.4и 1, управляющая шина 14 соединена с третьими входс1ми элементов б и 9.

Элементы 1-3 образуют троичный триггер, элементы 4-6 - первый двоичный триггер с дублированием нулеBL..o плеча (за единичный выход первого двоичного триггера принять выход элемента 5) , элементы 7-9 второй двоичный триггер с дублированием нулевого плеча (за единичный выход второго двоичного триггера принят выход элемента 8).

Режим работы устройства определяется характером потенциалов на управляющих шинах 13 и 14. При нулевом уровне на шине 13 и единичном на шине 14 на выходах элементов б и 9 будут постоянно иметь место уровни логического нуля, первый двоичный триггер по сути будет образован элементами 4 и 5, а второйэлементами 7 и 8. При единичном уровне на шине 13 и нулевом на шине 14 нулевые уровни постоянно будут поддерживаться на выходах элементов 4 и 7 и тогда первый двоичный триггер будет образован элементами 5 и б, второй - элементами

5 В и 9. В первсми случае троичный счетный триггер работает в режиме прямого счета, во втором случае в режиме обратного счета. Одновременная подача на шины управления

0 двух нулей или двух единиц запрещена.

В исходном состоянии на входной шине 12 имеет место уровень логического, нуля (, при этом на прямом выходе элемента 11 также будет уровень логического нуля, а на инверсном - уровень логической единицы В этом случае на единичных выходах двоичных триггеров будет уровень

0 логического нуля, следовательно, троичный триггер может находиться в любом из трех его возможных состояний: в нулевом, определяемся уровнем логической единицы на инверсном выходе элемента 1 (100), единичном, определяемом уровнем логической единицы на выходе элемента 2 (010) , в состоянии двойки, определяемой уровнем логической единицы на выходе элемента 3 (OOl) .

0 Пусть он находится в нулевом состоянии, на прямом выходе элемента 1 при этом будет уровень логического нуля, в силу чего на выходе элемента 10 будет уровень логической еди5ницы, следовательно, второй двоичный триггер будет находиться в состоянии гашения, определяемом уровнем логического нуля на обоих его выходах. Состояние первого двоично0го триггера нулевое (уровень логического нуля на выходе элемента 5 и логической единицы на выходе элемента 4). При поступлении на вход устройства положительного импульса () второй двоичный триггер из

5

состояния гашения перейдет в единичное состояние (ypOBeib логическо единицы на выходе элемента 8, нуля ча выходе элемента 7). Троичный тригер перейдет в состояние гашения (ООО) , на, прямом выходе элемента 1 при этом будет уровень логической единицы, на выходе элемента 10 сформируется уровень логического нуля. По окончании входного положительног импульса () троичный триггер перейдет из состояния.гашения в единичное, единичный потенциал на прямом выходе элемента 1 при этом не изменится, следовательно, не изменится нулевой потенциал на выходе элемента 10, в результате чего второй двоичный триггер из единичного состояния перейдет в нулевое, первый двоичный триггер-из нулевого состояния перейдет в состояние гашения. При поступлении следующего входного импульса первый двоичный триггер из состояния гашения перейдет в единичное, троичный тригге перейдет в состояние гашения, нулевое состояние второго двоичного триггера останется неизменным. По окончании входного импульса троичный триггер перейдет из состояния гашения в состояние двойки, первый двоичный триггер из состояния единицы перейдет в состояние нуля, нулевое состояние второго двоичного ivnrrepa не изменится поскольку на прямом, выходе элемента 1 будет оставаться уровень логической единицы, поддержив-ающий уровень логического нуля на выходе элемента 10. При поступлении следуниаего входного импульса троичный триггер перейдет в нулевое состояние, на прямом выходе элемента 1 произойдет формирование уровня логического нуля, поступающего на вход элемента 10, однако на выходе его будет оставаться уровень нуля, поскольку на вторсж его входе действует уровень единицы (). Нулевое состояние второго двоичного триггера останется неизменным, первый двоичный триггер также .будет оставаться в нуле. По окон чании входного цмпульса на выходе элемента 10 произойдет формирование уровня логической единицы, в резуль,тате чего вторрй двоичный триггер перейдет в состояние гаиения, нулевое состояние первого двоичного триггера не изменится, троичный триггер также будет в состоянии нуля. При поступлении следующих импульсов процессы будут повторяться. .Таким образом, в результате воздействия входных импульсов происходит порледовательный переход схемы из состояния 100 в состояние 010, из состояния 010 в, состояние 001,из состояния 001 « состояние 100 и т.д

в режиме обратного счета в исходном состоянии () на единичном выходе первого двоичного триггера (образованного элементами 5 и 6) и второго (образованного элементами 8 и 9 такхсе имеет место уровень логического нуля, следовательно, как и в предыдущем режиме троичный триггер может находиться, в .любом из трех его возможных состояний. Если он находится в нулевом состоянии, характеризуемым уровнем логического нуля на выходах элементов 2 и 3 и прямом выходе элемента 1, то на выходе элемента 10 будет уровень, логической единицы следовательно, первый двоичный триггер будет находится в состоянии гаыения, а в,торой - в состоянии нуля (нулевой уровень на выходе элемента 8 и единичный уровень на выходе элемента 9 . При поступлении на вход устройства положительного импульса, () первый двоичнйй триггер перейдет из состояния гашения в единичное {уровень единицы на выходе элемента 5 и нуля на выходе элемента б). Троичныйтриггер перейдет в состояние гашения (ООО), сформировавшийся уровень лолгической единицы на прямом выходе элемента 1 приведет к формированию нуля на выходе элембнта 10. Нулевое состояние второго двоичного триггера не изменится.По окончании входного импульса () троичныи триггер переидет из состояния гашения.в состояние двойки (001) , единичный потенциал на прямом выходе элемента 1 при этом не.изменится, следовательно, останется неизменным нулевой потенциал на выходе элемента 10, в результате чего первый двоичный триггер перейдет из состояния единицы в состояние нуля, а второй - в состояние гашения. При постуцлении следующего входного импульса второй двоичный триггер из состояния гашения перейдет в единичное, троичный триггер перейдет в состояние гашения, нулевое состояние первого двоичного триггера не изменится. По окончании входного импульса троичный триггер перейдет из состояния гашения в состояние единицы, второй двоичный триггер из состояния единицы перейдет в состояние нуля, нулевое состояние первого двоичного триггера не изменится; так как на прямом выходе элемента 1 будет оставаться уровень логической единицы, обеспечивающий уровень логического нуля на выходе элемента 10. При поступлеHHii у1едующего входного импульса : троич1шй триггер перейдет в нулевое состо й1Ие, на прямом выходе элемента 1 произойдет формирование уровня логического нуля, поступающего на вход элемента 10, однако на вы

ТРОИЧНЫЙ СЧЕТНЫЙ ТРИГГЕР, содержащий входную шину, две управляющие шины, элемент ИЛИ/ИЛИ-НЕ и девять элементов ИЛИ-НЕ, выход первого из которых соединен с Первыми входами второго и третьего элементов ИЛЙ-НЕ, выход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с первыми входами первого, четвертого элементов ИЛИ-НЕ и с вторым входсии третьего элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ, выходы четвертого, пятого и шестого элементов ИЛИ-НЕ соединены соответственно с первыми входами пятого, шестого элементов ИЛИ-НЕ и с втор«м входом пятого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с третьими входами первого и -второго элементов ИЛИ-НЕ и с вторым входом четвертого элемента ИЛИ-НЕ, третий вход которого соединен с первой управлякяцей шиной, выходы седьмого, восьмого и девятого элементов ИЛИ-НЕ соединены соответственно с первыми входами восьмого, девятого элементов ИЛИ-НЕ и с вторым входом восьмого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с третьим входом третьего элемента ИЛИ-НЕ, четвертый вход которюго соединен с четвертым входе второго элемента ИЛИ-НЕ и с прямым выходом элемента ИЛИ/ИЛИ-НЕ, инверсклй выход icoToporo соединен с третьими входами пятого и восьмого элементов ИЛИ-НЕ, вторая управляющая шина И входная шина соединены соответственно с вторым входом девятого элемента ИЛИ-НЕ и с входом элеменШ та ИЛИ/ИЛИ-НЕ, отличающийV) с я тем, что, с пелью повьаиения надежности, в него введен десятый элемент ИЛИ-НЕ, а первый элемент ИЛИ-НЕ расширен прямым выходом, который соединен с первым входом десятого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторыми входами шестого и седьмого элементов ИЛИ-НЕ-, третьи входы которых соединены соответственно с второй и первой управляющими шинами, выходы третьего, восьмого элементов ИЛИ-НЕ и прямой выход элемента ИЛИ/ИЛИ-НЕ соединены соответственно с третьим входом девятого элемента ИЛИ-НЕ, с четвертым входом первого элемента ИЛИ-НЕ и с вторымвходом десятого элемента ИЛИ-НЕ.