Трехканальный реверсивный распределитель уровней Советский патент 1985 года по МПК H03K17/62 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в качестве многопрограммного распределителя уровней и генератора кодовых комбинаций. Известен трехканальный реверсивный распределитель уровней, содержа щий в каждом канале триггер и элемент И-ШШ-НЕ, первые входы которог подключены к шинам управления режима, вторые входы - к единичным.вько дам триггеров всех каналов, а прямой и инверсный выходы - к соответствую щим информационным выходам триггера этого же канала СО. Недостатками этого распределител являются узкие функциональные возмож ности, обусловленные обеспечением только двух режимов, переключения выходных каналов (трехтактный симме ричный с кодами 100, 010, 001 и шес титактньй .несимметричный с кодами 100, 110, 010, 011, 001, 101), а также низкая надежность функционирования, обусловленная опасностью возникновения на выходах его триггеров нерабочих кодовых комбинаций (под влиянием случайных помех и наводок) нарзшающих нормальные режимы функцио нирования распределителя. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является трехканальный реверсивный распределитель уровней, содержащий первый, второй и третий злем.енты И-РШ1-НЕ, первый и второй входы которых соединены с первой и второй шинами управления соответственно, первый, второй и третий D -триггеры, С-входы которых соединены с шиной тактовых импульсов, D-вход первого D-триггера соединен с выходом первого элемента И-ИПИ-НЕ, третий и четвертый входы которого соединены с инверсными выходами второго и третьего 1)-триггеров Г2. Недостатками данного распределителя являются узкие функциональные возможности, обусловленные обеспечением только двух трехтактных симметричных режимов переключения выходных каналое соответственно с кодами 100, 010, 001 и 110, 01Ь 101, ja также низкая надежность функционирования, обусловленная опасностью возникновения на его выходах нерабочих кодовых комбинаций 000 и 1t1 :(при включении источника или под влиянием случайных помех и наводок), нарушающих нормальную работу распределителя . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей распределителя путем обеспечения всех трех возможных режимов коммутации выходных каналов и повышение достоверности функционирования путем автоматического обнаружения и исправления ложных (нерабочих) состояний триггеров в процессе коммутации выходных каналов. Лля достижения поставленной цели в трехканальный реверсивный распределитель уровней, содержащий первый, второй и третий элементы И-ИЛИ-НЕ, первый и второй входы которых соединены с первой и второй шинами управления соответственно, первый, второй и третий D -триггеры, С -входы которых соединены с шиной тактовых импульсов, В -вход первого D-триггера соединен d выходом первого элемента И-ШШ-НЕ, третий и четвертый входы которого соединены с инверсными выходами второго и третьего Т) триггеров, введены три элемента ИС- КЛЮЧАНХЦЕЕ ИЛИ, элемент задержки и Т-триггер, С-вход которого соединен fiepe3 элемент задержки с шиной тактовых импульсов, 5 и И -входы являются первой и второй шинами режима, а выход соединен с первыми входами первого, второго и третьего элементов ИСКЛЮЧАКХЩЕ ИЛИ, выходы которых являются выходами соответственно первого, второго и третьего каналов, четвертьй элемент И-Ш1И-НЕ, первый и второй входы которого соединены соответственно с первой и второй шинами управления, а выход соединен с R -входом первого D -триггера, выход которого соединен с третьим и четвертым входами соответственно второго и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ, выход второго D -триггера соединен с третьим и четвертым входами соответственно третьего и четвертого элементов И-ИЛИ-НЕ, выход третьего 3) -триггера соединен с четвертым и третьим входами соответственно второго и четвертого элементов И-ИЛИ-НЕ, выходы второго и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ соединены с R -входами соответственно второго и третьего D -триггеров, инверсные выходы которых соединены с D -входами этих же D -триггеров.

.;11ринем выходы первого, второго, грётьёго D -триггеров соединены с вторыми входами первого, второго и третьего элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соответственно.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого распределителя уровней; на фиг. 2 - таблица кодов управления и режима; на фиг. 3 - временные диаграммы переключения выходных каналов.

Распределитель уровней содержит первый 1, второй 2, третий 3 Г-триггеры, Т -триггер 4, элемент 5 задержки, первый 6, второй 7, третий S элементы ИСКЛЮЧАЮП1ЕЕ ИЛИ, первый 9, второй 10, третий 11 и четвертый 12 элементы И-ИЛИ-НЕ, первую 13 и вторую 14 шины управления, шину 15 тактовых импульсов, первую 16 и вторую 17 шины режима.

Первый и второй входы первого 9, второго 10 и третьего 11 элементов И-ИЛИ-НЕ соединены с первой 13 и второй 14 шинами управления соответственно, С -входы первого 1, второго 2 и третьего 3 D -триггеров соединены с шиной 15 тактовых импульсов.

D -вход первого 1 D -триггера соединен с выходом первого элемента 9 И-ИЛИ-НЕ, третий и четвертый входы которого соединены с инверсными выходами второго 2 и третьего 3 D -триггеров.

С-вход Т-триггера 4 соединен через элемент 5 задержки с шиной 15 тактовых импульсов, 5 - и R -входы являются первой 16 и второй 17 шинами режима, а выход соединен с первыми входами первого 6, второгЬ 7 и третьего 8 элементов ИСКЛЮЧАЮВЩЕ ИЛИ, выходы которых являются выходами соответственно первого, второго и третьего каналов

Первый и второй входы четвертого элемента 12 И-ИЛИ-НЕ соединены соответственно с первой 13 и второй 14 шинами управления, а выход соединен с R -входом первого 1 В-триггера, выход которого соединен с третьим и четвертым входами соответственно второго 10 и третьего 11 элементов И-ИЛИ-НЕ.

Выход второго D -триггера соединен с третьим и четвертым входаьш соответственно третьего 11 и четвертого 12 элементов И-ИЛИ-НЕ.

Выход третьего D -триггера 3 соединен с четвертым и третьим входами

соответственно второго 10 и четвертого 12 элементов И-ИЛИ- НЕ.

Выходы второго 10 и третьего 11 элементов И-ИЛИ-НЕ соединены с R входами соответственно второго 2 и третьего 3 D -триггеров, инверсные выходы которьк соединены с D -входами этих же D -триггеров, причем выходы первого 1, второго 2 и третьего 3 Ъ -триггеров соединены с вторыми входами первого 6, второго 7 и третьего 8 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соответственно.

Трехканальный реверсивный распределитель уровней работает следующим образом.

Перед созданием каждого из трех возможных режимов переключения выходных каналов к первым и вторым шинам управления 13 и 14 и режима 16 и 17 прикладывается код в соответствии с таблицей на фиг. 2.

Если в любом из возможных режимов переключения после включения питания первый 1, второй 2 и третий 3 D -триггеры устанавливаются в одно из логических состояний 100, 010 или 001, то на выходах Вых. 1, Вых. 2 и Вых. 3 распределителя обеспечивается нормальная циклограмма переключения данного режима в соответствии с таблицей на фиг. 2 и временными диаграммами на фиг. 3.

Например, задан прямой порядок переключения выходных каналов распределителя в режиме с п 1 (с одной логической единицей в выходных кодовых наборах переключения 100, 010, 001) и на единичных выходах первого 1, второго 2 и третьего 3 D-триггеров, а также на выходах Вых. 1 - Вых. 3 распределителя благодаря нулевому исходному состоянию Т-триггера 4 установлена одна из рабочих кодовых комбинаций данного режима 100. При этом на R -входах первого 1 и второго 2 D -триггеров и на D -входах второго 2 и третьего 3 D -триггеров устанавливаются единичные логические уровни, а на D -входе первого 1 D -триггера и R -входе третьего 3 D -триггера . устанавливаются нулевые логические уровни. Это создает потенциальную возможность для переключения первогб

5 1 и второго 2 D -триггеров в противоположные логические состояния при поступлении первого тактирующего импульса на шину 15 тактовых импульсов и жесткие условия для поддержания в первом такте третьего 3D- ; триггера в нулевом логическом состоянии. Благодаря этому при поступлении первого тактирувщего импульса 5 первьй 1 и второй 2 Б -триггеры меняют на обратные свои исходные логические состояния и на выходах Вых. 1 - Вых. 3 распределителя устанавливается вторая кодовая ком- 10 бинация данного режима 010. .

После этого на К -входах второго 2 и .третьего 3D--триггеров и на iD-входе третьего 3 D -триггера устанавливаются единичные потенциалы, а is на R-входе первого 3) -триггера 1 и на 15 -входах первого 1 и второго 2 Ь-триггеров устанавливаются нулевые потенциалы. Это создает потенциальную возможность для.переключения во 20 втором такте второго 2 и третьего 3 D-триггеров и условия для поддержания первого D -триггера 1 в нулевом состоянии. В результате этого при поступлении второго тактирукидего им- 25 пульса второй 2 и третий 3 D -триггеры меняют свои логические состояния на обратные и на выходах Вых. 1 . 3 устройства устанавливается кодовая комбинация 001.

Аналогично описанным двум тактам работы распределителя в рассматриваемом режиме с п 1 в третьем такте на выходах Вых. 1 - Вых. 3 устанавливается исходная кодовая комби- 35 нация 100. Таким образом, в такте поступления импульсов на шину 15 тактовых импульсов на выходах Вых. . 3 распределителяформируется прямой порядок чередования кодов ре- 40 жима с п 1 (100-010-001...).

Обратный порядок чередования кодовых комбинаций выходных каналов переключения в рассмотренном режиме устройства формируется аналогично 45 описанному прямому порядку,с той лишь разницей, что при обратном порядке управление режимом осуществляется при инверсных значениях логических уровней потенциалов на первой 13 и SO второй 14 шинах; управления, а первый 1, второй 2 и третий 3 D -триггеры переключаются в обратном порядке (100-001-010,..., вторая строка табицы) .55

/Тля создания второго режима работы устройства с ,h 2 Т-тригГер 4 с помощью первой 16 и второй 17 шин

режима устанавливается в постоянное единичное исходное состояние (третья и четвертая строки таблицы). В этом режиме Г -триггеры 1-3 в такт поступления тактирующих импульсов переключаются по той же очередности, что и при рассмотренном режиме с п 1, и вследствие этого на своих единичных выходах вьфабатываются коды . 100 010-001....- при прямом порядке и коды 100-001-010... - при обратном.

|

Однако благодаря единичному ис- ходному состоянию Т-триггера 4 эти коды инвертируются элементакш 6-8 ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ и в результате на выходах Вых. 1 - Вых. 3 устройства формируются требуемые для второго режима (с п 2) коды переключения 110-011-101 ... - при прямом порядке и 110-101-011 ... - при обратном порядке (третья и четвертая строка таблицы).

Третий режим работы устройства (с п 1 и 2, т.е. с чередукядимся одной и двух единиц в потактно формируемых кодовых комбинациях) созда ется при подаче на R -, S -входы Т-триггера 4 единичных логических потенциалов. При этом в отличие от двух предьщущих режимов (п 1 и 2, при которых Т -триггер 4 устанавливался в постоянные нулевое или единичное состояния), Т -триггер 4 получает логическое Разрешение на переключение в такт поступления на его синхронизирукщий вход тактирующих импульсов от шины 15 тактовых импульсов.

в этом режиме осуществляется поочередная передача на выходы устройства (Выхо 1 - Вых. 3) то прямых (100-010-001), то инверсных (OHI01-110) кодовых комбинаций D-триггеров 1-3. В результатеэтого на выходах Вых. 1 - Вых. 3 устройства -формируются требуемые кодовые комбинации данного режима: 100-110-ОТО-011-001-101... - при прямом порядке и 100-101-001-011-010-110 ... - при обратном порядке переключений (пятая и шестая строки таблицы).

Процесс самовосстановления нормальной работы схемы происходит при случайных возникновениях на выходах )-триггеров 1-3 нерабочих кодовых комбинаций 110 и 101 как при прямом, так и при обратном порядках переключения.

711428918

Технический эффект от использова- достоверности функционирования за ния предлагаемого трехканального счет обеспечения трех различных реверсивного распределителя уровней режимов переключений и возможности заключается в расширении его функ- самовосстановления устройства при циональных возможностей и повышении j случайных сбоях D -триггеров.

ТРЕХКАНАЛЬНЫЙ РЕВЕРСИВНЫЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ УРОВНЕЙ, содержагщй первый, второй и третий элементы И-ИЛИ-НЕ,первый и вто15ой входы которых соединены с первой и второй шинами управления соответственно, первый, второй и третий D -триггеры, С -входы которых соединены с шиной тактовых импульсов, J) ВХОД первого D -триггера соединен с выходом первого элемента И-ИПИ-НЕ, третяй и четвертый входы которого соединены с инверсными выходами второго и третьего Р-триггеров, о т Сличающийся тем, что, с : целью расширения функциональных воз- можностей и повышения достоверности функционирования, в него введены три элемента ИСКПЮЧАШЕЕ ИЛИ, элемент задержки и т -триггер, С -вход которого соединен через элемент задержки с шиной тактовых импульсов, 5- и R-входы являются первой и второй шинами режима, а выход соединен; с первыми входами первого, второго и третьего элементов ИСКПЮЧА ОДЕЕ ИЛИ, выходы которых являются выходами соответственно первого, второго и третьего каналов, четвертый элемент И И1Ш-НЕ, первый и второй входы которого соединены соответственно с первой и второй шинами управления, а выход соединен с R-входом первого D -триггера, выход которого соеi динен с третьим и четвертым входами сг соответственно второго и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ, выход второго с D-триггера соединен с третьим и четвертым входами соответственно третьего и четвертого элементов И-ШШ-НЕ, выход третьего 3)-триггера соединен с четвертым и третьим входами соответственно второго и 4 to четвертого элементов И-ИЛИ-НЕ, выходы второго и третьего элементов ос ее И-ИЛИ-НЕ соединены с R -входами соответственно второго и третьего D триггеров, инверсные выходы которых соединены с D -входами этих же В триггеров, причем выходы первого, второго, третьего D -триггеров соединены с вторыми входами первого, второго и третьего элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соответственно.

Таблица

Фиг. 2