Апериодический многофункциональный триггер Советский патент 1992 года по МПК H03K3/37 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и связи.

Известен апериодический триггер, содержащий четыре элемента И-НЕ, три входа и три выхода, причем прямой выход триггера соединен с выходом первого элемента, с первым выходом первого элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ и с первым выходом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с обратным выходом триггера, первым входом второго элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ и с первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ и с выходом третьего элемента И-НЕ, второй вход второго элемента И-НЕ соединен с выходом четвертого элемента И-НЕ и с вторым входом второго элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с выходом индикации окончания переходных процессов триггера, первый вход управления фазовым состоянием триггера соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И-НЕ, второй и третий информационные входы триггеров соединены соответственно с вторыми входами четвертого и третьего элементов И-НЕ.

Недостатком данного триггера являются его малые функциональные возможности, в частности, он не реализует функции IK-, TV-, Т- и R-триггеров.

Наиболее близким к предлагаемому является апериодический многофункциональный триггер, содержащий элементы И-НЕ, элементы НЕ и элемент И-ИЛИ-НЕ, вход управления фазовым состоянием триггера, четыре информационно-настроечных входа и три выхода, причем прямой выход триггера соединен с выходом первого элемента И-НЕ, с первым входом первого элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ и первым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с обратным выходом триггера, первым входом второго элемента И элемента И- ИЛИ-НЕ и с первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ и с выходом третьего элемента 14-НЕ, второй вход второго элемента И-НЕ соединен с выходом четвертого элемента И-НЕ иъ вторым входом второго элемента Л элемента И-ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с выходом индикации окончания переходных процессов триггеров, вход управления фазовым состоянием триггера соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И-НЕ, выход третьего элемента И-Н Е соединен с вторым входом четвертого элемента И-НЕ и с первым входом пятого элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ, вход пятого элемента И-НЕ соединен с третьим входом четвертого элемента И-НЕ и с выходом шестого элемента И-НЕ, первый, втором, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходами седьмого, восьмого,

0 девятого и десятого элементов И-НЕ, а пятый вход соединен с выходом четвертого элемента И-НЕ, первый вход седьмого элемента И-НЕ соединен с прямым выходом триггера, второй вход седьмого элемента

5 И-НЕ соединен с первым информационно- настроечным входом триггера и с первым входом седьмого элемента И-НЕ, первый, второй, третий и четвертый информационно-настроечные входы триггера соединены

0 соответственно с входами первого, второго, третьего и четвертого элементов НЕ, второй вход восьмого элемента И-НЕ соединен с выходом второго элемента НЕ, первый вход девятого элемента И-НЕ соединен с выхо5 дом третьего элемента НЕ, второй вход девятого элемента И-НЕ соединен с первым входом десятого элемента И-НЕ и с обратным выходом триггера, второй вход десятого элемента И-НЕ соединен с выходом

0 первого элемента НЕ.

Недостатком известного триггера являются его малые функциональные возможности, в частности, он не реализует функции DTW- и D-триггеров.

5 Целью изобретения является расширение функциональных возможностей триггера за счет реализации, помимо функции IK-, TV-, T-, R-триггеров, функций DrW- и D-триг- геров.

0В триггер дополнительно введены три

элемента И-НЕ, причем выходы одиннадцатого, двенадцатого и тринадцатого элементов И-НЕ соединены соответственно с шестым, седьмым и восьмым входами шес5 того элемента И-НЕ, третий вход седьмого элемента И-НЕ соединен с третьим входом восьмого и первым входом двенадцатого элементов И-НЕ и с третьим информационно-настроечным входом триггера, четвер0 тый вход седьмого элемента И-НЕ соединен с вторым входом двенадцатого элемента И- НЕ и с выходом четвертого элемента НЕ, четвертый вход восьмого элемента И-НЕ соединен с третьим входом двенадцатого эле5 мента И-НЕ и с прямым выходом триггера, третий вход девятого элемента И-НЕ соединен с первыми входами одиннадцатого и тринадцатого элементов И-НЕ и с вторым информационно-настроенным входом триггера, второй вход одиннадцатого элемента

И-Н Е соединен с выходом первого элемента НЕ, третий вход одиннадцатого элемента И-НЕ соединен с вторым входом тринадцатого элемента И-Н Е и с четвертым информа- ционно-настроечным входом триггера, четвертый вход двенадцатого элемента И- НЕ и третий вход тринадцатого элемента И-НЕ соединены соответственно с выходами второгол третьего элементов НЕ.

Таким образом, в триггер дополнительно введены три элемента И-НЕ с соответствующими связями, в результате чего устройство приобретает новые свойства, а именно, кроме реализации функции IK-, TV-, Т-, R-триггеров, устройство позволяет реализовать функции DTW- и D-триггеров.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема предлагаемого триггера.

На схеме изображены прямой 1 и обратный 2 выходы триггера, выход 3 индикации окончания переходных процессов триггера, элемент И-ИЛИ-НЕ 4, элементы И-НЕ 5-17, элементы НЕ 18-21, вход 22 управления фазовым состоянием триггера, информационно-настроечные входы триггера 23-26.

Прямой выход 1 триггера соединен с выходом первого элемента И-НЕ 5, первым входом первого элемента И элемента И- ИЛИ-НЕ 4 и первым входом второго элемента И-НЕ 6, выход которого соединен с обратным выходом 2 триггера, первым входом второго элемента И элемента И-ИЛИ- НЕ 4 и первым входом первого элемента И-НЕ 5, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ 4 и выходом третьего элемента И-НЕ 7, второй вход второго элемента И-НЕ 6 соединен с выходом четвертого элемента И-НЕ 8 и вторым входом второго элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ 4, выход которого соединен с выходом 3 индикации переходных процессов триггера, вход 21 управления фазовым состоянием триггера соединен с первыми входами третьего 7 и четвертого 8 элементов И-НЕ, выход третьего элемента И-НЕ 7 соединен с вторым входом четвертого элемента И-НЕ 8 и первым входом пятого элемента И-НЕ 9, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ 7, второй вход пятого элемента И-НЕ 9 соединен с третьим входом четвертого элемента И-НЕ 8 и выходом шестого элемента И-НЕ 10, первый, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходами седьмого 11. восьмого 12, девятого 13 и десятого 14 элементов И-НЕ, а пятый вход соединен с выходом четвертого элемента И-НЕ 8, первый вход седьмого элемента И-НЕ 11 соединен с прямым выходом 1 триггера, второй вход седьмого элемента И-НЕ 11 соединен с первым информационно-настроечным входом 23 триггера и первым входом вось- мого элемента И-НЕ 12, первый 23, второй 24, третий 25, четвертый 26 информационно-настроечные входы триггера соединены соответственно с входами первого 18, второго 19, третьего 20, четвертого 21 элемен0 тов НЕ, второй вход восьмого элемента И-НЕ 12 соединен с выходом второго элемента НЕ 19, первый вход девятого элемента И-НЕ 13 соединен с выходом третьего элемента НЕ 20, второй вход девятого эле5 мента И-НЕ 13 соединен с первым входом десятого элемента И-НЕ 14 и обратным выходом 2 триггера, второй вход десятого элемента И-НЕ 14 соединен с выходом первого элемента НЕ 18, выходы одиннадцатого 15,

0 двенадцатого 16 и тринадцатого 17 элементов И-НЕ соединены соответственно с шестым, седьмым и восьмым входами шестого элемента И-НЕ 10, третий вход седьмого элемента И-НЕ 11 соединен с третьим вхо5 дом восьмого 2 и первым входом двенадцатого 16 элементов И-НЬ и третьим информационно-настроечным входом 25 триггера, четвертый вход седьмого элемента И-НЕ 11 соединен с вторым входом две0 надцатого элемента И-НЕ 16 и выходом четвертого элемента НЕ 21, четвертый вход восьмого элемента И-НЕ 12 соединен с третьим входом двенадцатого элемента И- НЕ 16 и прямым выходом 1 триггера, третий

5 вход девятого элемента И-НЕ 13 соединен с первыми входами одиннадцатого 15 и тринадцатого 17 элементов И-НЕ и вторым информационно-настроечным входом 24 триггера, второй вход одиннадцатого эле0 мента И-НЕ 15 соединен с выходом первого элемента НЕ 18, третий вход один надцатого элемента И-НЕ 15 соединен с вторым входом тринадцатого элемента И-НЕ и четвертый информационно-настроечным входом

5 26 триггера, четвертый вход двенадцатого элемента И-НЕ 16 и третий вход тринадцатого элемента И-НЕ 17 соединены соответственно с выходами второго 19 и третьего 20 элементов НЕ

0 Апериодический многофункциональный триггер работает следующим образом. Первый 5 и второй 6 элементы И-НЕ образуют бистабильную ячейку, являющуюся асинхронным RS-триггеров с инверсны5 ми входами. Элементы И-НЕ 7-17 и элементы НЕ 18-21 образуют схему управления бистабильной ячейкой Если сигнал на входе 21 управления фазовым состоянием триггера обозначить через а, сигналы на прямом 1 и обратном 2 выходах триггера через у и у, а сигналы на входах 23-26 через Х1-Х4 соответственно, то на выходах элементов 7 и 8 схемы управления реализуются функции §, R соответственно, где

( F.R); (FvR);

F(XivX3 Х4 /y)(Xi ) х х (Х2 v Хз v у) (Xu g (Xi f X2 v X4) х

x{X2YX3VX4Vy)(X2VX3VX4)

В нерабочей фазе при функции уп- равления бистабильной ячейкой принимают значения , и бистабильная ячейка сохраняет свое прежнее состояние.

В рабочей фазе при в первый момент времени функции R и S сохраняют свое прежнее состояние, т.е. S R 0, а в следующий момент

(sVF R 1()F; .-S(FvR)16(FvcO)F,

при этом в зависимости от значения функции F возможны следующие два случая:

a) 6) .

В последующие моменты времени функции управления бистабильной ячейкой имеют для этих случаев значения

а) (SVF- R)1(1 v F 0)1; s tFvRVl ifFVOH):

б) ( (0 VR1H: (FvR)16(Fvl)1.

т.е. в дальнейшем значения функций S и R сохраняются неизменными до следующего изменения сигнала на входе управления фазовым состоянием триггера а, а переключение триггера происходит только в начале рабочей фазы после появления сигнала , при этом значения функции управления би- стафильной ячейкой равны

.

Настройка триггера на реализацию различных функций осуществляется в соответствии с таблицей.

При реализации IK-триггера входХ1(23) выполняет функции 1-входа, вход Х3(25) - функции К-входа, а на входы Х2(24) и Х4(26) подается постоянный сигнал логического нуля. Тогда в рабочей фазе при , , , , функции управления бистабильной ячейкой принимают значения

10

р();

.

Следовательно, при получается , , т.е. при нулевом состоянии триггера (, ) функции управления бистабильной ячейкой принимают значения , R 1, и триггер в начале рабочей фазы устанавливается вновь в нулевое состояние, а при единичном состоянии триггера (.

) функции управления бистабильной ячейкой принимают значения S 1, R 0, триггер вновь устанавливается в единичное состояние При , функция , a функция R 0, т.е. триггер устанавливается

в единичное состояние, при , функции S и R принимают значения S 0, R 1 и триггер устанавливается в нулевое состояние.

При и имеют , , т.е. при

нулевом состоянии триггера (, ) функции управления бистабильной ячейкой принимают значения , , и триггер устанавливается в единичное состояние, а при единичном значении триггера (,

) функции S -О, R 1, т.е. триггер устанавливается в нулевое состояние Таким образом, на всех возможных наборах значений сигналов I и К триггер реализует в рабочей фазе переключения в соответствии с

функцией 1К-тр«ггера.

При реализации R-триггера вход Х1(23) выполняет функции S-входа, вход Х2(24) - функции R-входа, на вход Х3(25) подается сигнал логического нуля, а на вход Х4(26) логическая единица. Тогда в рабочей фазе при , , , , функции управления бистабильной ячейкой принимают вид

50

(); .

Следовательно, при получают S y, R y, т.е. при нулевом состоянии триггера (, ) функции управления бистабильной ячейкой принимают значения , R 1, и триггер вновь устанавливается в нулевое состояние, а при единичном состоянии триггера (, уО) значение функций

управления бистабильной ячейкой равны S 1,R 0, и триггер снова устанавливается в единичное состояние. При , получают S 1, R 0, т.е. триггер устанавливается в единичное состояние. При , и , функции управления бистабильной ячейкой принимают значения S 0 и R 1, т.е. триггер устанавливается в нулевое состояние. Таким образом, на всех возможных наборах значений сигналов R и S триггер реализует в рабочей фазе переключения в соответствии с функцией R-триггера.

При реализации TV-триггера вход X 1(23) выполняет функции Т-входа триггера, вход Х3(25) - функции V-входа триггера, на вход Х2(24) подается сигнал логической единицы, на вход Х4(26) - сигнал логического нуля. Тогда в рабочей фазе при , , , , функции управления бистабильной ячейкой принимают вид

F(T/yXW yXivWy);

S F; R F.

ч V

Следовательно, при получают S y,

R y, т.е. при нулевом состоянии триггера (, 1) функции S nR принимают значения S 0, , и триггер вновь устанавливается в нулевом состояние, а при единичном состоянии триггера (, ) функции S и R принимают значения S 1, R 0, и триггер вновь устанавливается в единичное со; стояние. При , получают , . и в этом случае триггер сохраняет свое прежнее состояние.

При , функции S у, a R y, т.е. если прежнее состояние триггера нулевое (, ), то он устанавливается в единичное состояние, так как R 0. , а в про- тивном случае, т.е. если прежнее состояние триггера единичное (, ), он устанавливается в нулевое состояние, так как S 0, R 1. Таким образом, на всех возможных наборах значений сигналов V и Т триггер реализует в рабочей фазе переключения в соответствии с правилами функционирования TV-триггера.

При четвертой настройке, т.е. при настройке на реализацию DjW-триггера, вход Х1(23) выполняет функции От-входа, вход Х2(24) - функции W-входа, на входы Х3(25) и Х4(26) подается сигнал постоянной логической единицы. Тогда в начале рабочей фазы при , , , , функции управления бистабильной ячейкой принимают вид

F(DT WKDT yXDT w 7);

510

15 20

25

3035

4045 5055 Следовательно, при . получают S у, R y, т.е. триггер сохраняет свое прежнее состояние. При , получают S у, R y, т.е. если прежнее состояние триггера нулевое (, ), то он устанавливается в единичное состояние (так как , S 1), а в противном случае, т.е. если прежнее состояние триггера единичное (, ), он устанавливается в нулевое состояние (так как , ).

При , получают . a при , получают , , т.е. триггер устанавливается в состояние, соответствующее состояние От-входа. Таким образом, при всех возможных значениях сигналов триггер реализует в рабочей фазе переключения в соответствии с функцией DtW-триг- гера.

Настройка на реализацию RS-триггера осуществляется так же, как для IK- и R-триг- геров, но в процессе работы запрещается подавать входные сигналы . При этом RS-триггер работает аналогично К- или R- триггерам, но без комбинаций ().

При реализации Т-триггера настройка осуществляется так же, как для TV-триггера, но на V-вход триггера подается сигнал постоянной логической единицы (, , , ), или так же, как для DrW-тригге- ра, но на W-вход триггера подается сигнал постоянного логического нуля, а DT-ВХОД выполняет функции Т-входа Т-триггера (, . , ). При этом Т-триггер работает так же, как TV- или DrW-триггеры при указанной настройке.

При реализации D-триггера настройка осуществляется также как для DrW-тригге- ра, но на W-вход триггера подается сигнал постоянной логической единицы, а DT-ВХОД выполняет функции D-входа D-триггера (, , , ). При этом D-триг- гер работает так же, как DjW-триггер при указанной настройке.

Положительный эффект предлагаемого триггера по сравнению с известным состоит в расширении функциональных функций DTW- и D-триггеров в зависимости от настройки с помощью одного и того же триггеров устройства, что может существенно повысить эксплуатационные характеристики систем, построенных из триггерных устройств.

Формула и.зобретения

Апериодический многофункциональный триггер, содержащий элементы И-НЕ. элементы НЕ и элемент И-ИЛИ-НЕ, вход управления фазовым состоянием триггера, четыре информационно-настроечных входа и три выхода, причем прямой выход триггера

соединен с выходом первого элемента И- НЕ, с первым выходом первого элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ и первым входом второго элемента И-НБ, выход которого соединен с обратным выходом триггера, первым входом второго элемента И элемента И- ИЛИ-НЕ и первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ и выходом третьего элемента И- НЕ, второй вход второго элемента И-НЕ соединен с выходом четвертого элемента И-НЕ и вторым входом второго элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с выходом индикации окончаний переходных процессов триггера, вход управления фазовым состоянием триггера соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И-НЕ, выход третьего элемента И-НЕ соединен с вторым входом четвертого элемента И-НЕ и первым входом пятого элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ, второй вход пятого элемента И-НЕ соединен с третьим входом четвертого элемента И-НЕ и выходом шестого элемента И-НЕ, первый, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходами седьмого, восьмого, девятого и десятого элементов И-НЕ, а пятый вход соединен с выходом четвертого элемента И- НЕ, первый вход седьмого элемента И-НЕ соединен с прямым выходом триггера, второй вход седьмого элемента И-НЕ соединен с первым информационно-настроечным входом триггера и первым входом восьмого элемента И-НЕ, первый, второй, третий и четвертый информационно-настроечные входы триггера соединены соответственно с входами первого, второго, третьего и четвертого элементов НЕ, второй вход восьмого элемента И-НЕ соединен с выходом

второго элемента НЕ, первый вход девятого элемента И-НЕ соединен с выходом третьего элемента НЕ, второй вход девятого элемента И-НЕ соединен с первым входом

десятого элемента И-НЕ и обратным выходом триггера, второй вход десятого элемента И-НЕ соединен с выходом первого элемента НЕ, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей триггера, а именно реализации, помимо функций IK-, TV-, R-, RS- и Т-тригге- ров, функций DrW-, D-триггеров, в него дополнительно введены три элемента И-НЕ, причем выходы одиннадцатого, двенадцатого и тринадцатого элементов И-НЕ соединены соответственно с шестым, седьмым и восьмым входами шестого элемента И-НЕ, третий вход седьмого элемента И-НЕ соединен с третьим входом восьмого и первым

входом двенадцатого элементов И-НЕ и третьим информационно-настроечным входом триггера, четвертый вход седьмого элемента И-НЕ соединен с вторым входом двенадцатого элемента И-НЕ и выходом

четвертого элемента НЕ, четвертый вход восьмого элемента И-НЕ соединен с третьим входом двенадцатого элемента И-НЕ и прямым выходом триггера, третий вход девятого элемента И-НЕ соединен с первыми

входами одиннадцатого и тринадцатого элементов И-НЕ и вторым информационно-настроечным входом триггера, второй вход одиннадцатого элемента И-НЕ соединен с выходом первого элемента НЕ, третий вход

одиннадцатого элемента И-НЕ соединен с вторым входом тринадцатого элемента И- НЕ и четвертым информационно-настроечным входом триггера, четвертый вход двенадцатого элемента И-НЕ и третий вход

тринадцатого элемента И-НЕ соединены соответственно с выходами второго и третьего элементов НЕ.