Триггерное устройство Советский патент 1974 года по МПК H03K23/00 

1

Изобретение относится к дискретной автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в быстродействующих счетчиках импульсов, делителях частоты, распределителях и других устройствах.

В известных триггерных устройствах, содержащих потенциальные схемы «И и «ИЛИ указанные схемы образуют цепи переключения потенциальных триггеров; при этом потенциальные триггеры образуют счетные триггеры, а цепи переключения в быстродействующих триггерных устройствах содержат схемы сквозного переноса.

Вследствие того, что счетный триггер содержит основной и вспомогательный потенциальные триггеры, быстродействие известных триггерных устройств ограничено из-за необходимости перед переключением основного триггера переключать вспомогательный триггер.

Наличие дополнительных триггеров и громоздкой схемы сквозного переноса снижает надежность известных триггерных устройств из-за большого количества оборудования и необходимости переключать одновременно большое число элементов.

Для индикации состояний известных триггерных устройств используются схемы «И с количеством входов, равным количеству основных триггеров, например, для десятичной

декады - схемы «И с четырьмя входами. При этом возникает необходимость подавления помех на выходах схем «I-i (паразитных импульсов, возникающих в момент перехлючения нескольких основных триггеров).

Цель изобретения - повышение быстродействия, надежности и упрощение индикации состояний триггерных устройств.

Это достигается тем, что ко входу записи

«1 потенциального триггера подключен выход потенциальной схемы «ИЛИ, ко входам которой подключены выходы двух потенциальных схем «И, первые входы которых подключены к шине тактовых импульсов; при

этом второй вход первой потенциальной схемы «И подключен к выходу «1 потенциального триггера, а второй вход второй потенциальной схемы «И - к входу установки «О потенциального триггера и к выходу

«О потенциального триггера предыдущего триггерного устройства.

Па чертеже представлена функциональная схема счетчика импульсов емкостью до 10 (декада), построенного на пяти триггерных устройствах.

Каждое триггерное устройство содержит один потенциальный триггер с входами записи «1 и установки «О, одну схему «ИЛИ и две схемы «И. Па схеме показаны потенциальные триггеры 1-5. К входу записи «1

потенциального триггера подключен выход схемы «ИЛИ 6, к входам которой .подключены выходы потенциальных схем «И 7 и 8. Один из входов каждой схемы «И соединен с шиной 9 тактовых импульсов, другой вход схемы 7 подключен к выходу «1 потенциального триггера, а другой вход схемы 8 - к входу установки «О триггера и к выходу «О потенциального триггера предыдущего триггерного устройства; при этом для первого триггерного устройства (триггер i) предыдущим является последнее триггерное устройство (триггер 5), а общее число триггеров должно быть нечетным.

Счетчик работает следующим образом.

В исходном положении нечетные триггеры 1, 3, 5 находятся в положении «О, четные триггеры 2, 4 - в положении «1. В исходное положение триггеры могут быть установлены импульсом сброса (цепь сброса для простоты не приводится). В случае непрерывной работы (в делителях частоты, распределителях) правильная работа счетчика устанавливается через несколько циклов счета после включения питания, поэтому сброс в этом случае не нужен.

Полол ению «1 триггера соответствует уровень «1 сигнала с выхода «1 этого триггера, например, отрицательное напряжение. В положении «О уровень «1 сигнала снимается с выхода «О триггера.

Для записи в триггер «единицы, необходимо подать на вход записи «1 триггера сигнал «1. Для установки триггера в положение «О, на вход установки «О триггера необходимо подать сигнал «О.

На шину 9 подаются тактовые (счетные) импульсы напрял ения UT со скважностью 2. Длительность импульсов должна быть равна времени нахождения счетчика в одном состоянии.

Первым тактовым импульсом (сигнал «1 по шине 9) будет записана «1 в триггер 1, состояние других триггеров не изменится.

Действительно, при этом срабатывает схема совпадения 8 первого триггера, так как она подготовлена сигналом «1 с выхода «О триггера 5. У триггера 2 срабатывает схема 7 совпадений, сигиалом «1 с которой этот триггер поддерживается в состоянии «1 в течение длительности тактового импульса, несмотря на то, что на вход установки «О этого триггера с выхода «О триггера 1 поступит сигнал «О (после переключения). У триггера 3 схемы 7 и 8 совпадений будут закрыты (не сработают). У триггера 4 сработает схема 8, однако сигнал с нее будет только поддерживать состояние «1 этого триггера. У триггера 5 схемы 7 и 8 совпадений будут закрыты.

По окончании первого тактового импульса (сигнал «О по шине 9) будет записан «О в триггер 2, а состояние других триггеров не изменится. Действительно, сигнал «1 с выхода схемы 7 совпадений этого триггера исчезнет, и под воздействием сигнала «О на входе установки «О триггер 2 установится в состояние «О.

Вторым тактовым импульсом будет записана «1 в триггер 3, состояние других триггеров не изменится. Триггер 3 переключится под воздействием сигнала «1 с выхода схемы 8 этого триггера, так как она будет подготовлена сигналом «1 с выхода «О триггера 2. С выхода «О триггера 3 поступит сигнал «О на вход установки «О триггера 4, однако до окончания второго тактового импульса триггер 4 не переключится, так как поддерживается в состоянии «1 сигналом с

выхода схемы 7 этого триггера. По окончании второго тактового импульса триггер 4 переключится в состояние «О, так как «1 с выхода схемы 7 исчезнет. Третий тактовый импульс запишет «1 в

триггер 5, так как сработает схема 8 этого триггера. Сигнал «О с выхода этого триггера поступит на вход установки «О триггера 1, однако до окончания третьего тактового импульса триггер 1 будет поддерживаться в состоянии «1 сигналом .с выхода схемы 7 этого триггера. По окончании третьего импульса триггер 1 устанавливается в положение «О. Четвертый тактовый импульс переключит триггер 2 в состояние «1, и т. д. По окончаНИИ пятого тактового импульса счетчик приходит в исходное положение. Далее работа счетчика повторяется. Ниже приведена таблица состояний счетчика.

Таким образом, по приходу или по окончании тактового импульса в счетчике переключается только один триггер. Этим обеспечивается быстродействие счетчика.

Максимальный объем счета (емкость счетчика) равен удвоенному числу триггеров счетчика. Для построения одной декады достаточно 5 триггеров и 10 двухвходовых схем совпадений (с возможностью соединения их выходов по схеме «ИЛИ). Для построения же декады по схеме двоично-десятичного счетчика требуется 8 триггеров (4 основных

и 4 вспомогательных) и 16 двухвходовых схем совпадений (с возможностью соединения их но «ИЛИ). При построении же двоично-десятичной декады с параллельным переносом оборудования требуется еще больше, однако быстродействие такой декады все

равно ограничено переключением двух триггеров (основного и вспомогательного).

Частота тактирующих импульсов для описанного счетчика в два раза меньше частоты тактирующих импульсов в двоично-десятичном счетчике, при одинаковом времени нахождения в одном состоянии. При этом счетчик считает, по сути дела, чередующиеся сигналы «1 и «О на тактовой шине. Это облегчает требования к генератору тактовых импульсов в быстродействующих распределителях, счетчиках с цифровой индикацией и т. д., так как частота генератора уменьшается в два раза.

Общее число переключений триггеров в списанном счетчике за один цикл счета (для одной декады) составляет 10, тогда как в двоично-десятичной декаде это число составляет 36.

Таким образом, надежность описанного счетчика выше не только благодаря уменьшению количества оборудования, но и благодаря уменьшению общего числа переключений до минимально возможного.

В счетчике, построенном из предлагаемых триггерных устройств, упрощается индикация состояний. Так, в декадном счетчике (см. чертеж) для индикации в десятичном коде необходимо всего 10 двухвходовых схем совпадений. Для индикации одного состояния нужна только одна двухвходовая схема совпадения. Для индикации состояния, соответствующего очередному тактовому сигналу («1 или «О), один вход схемы совпадения подключается к тому выходу триггера, переключаемого этим сигналом, на котором устанавливается сигнал «1, а другой вход этой схемы совпадения подключается к выходу

последующего триггера, на котором имеется в этот момент сигнал «1, причем для последнего триггера последующим является первый триггер. Очевидно, что в описанном счетчике индикация состояний осуществляется проще, чем в двоично-десятичном или двоичном, так как для индикации состояний последних применяются схемы совпадений с количеством входов, равным количеству триггеров (для

декады - четырехвходовые схемы совпадений).

Использование предлагаемого триггерного устройства для построения счетчиков позволяет исключить стробирование схем «И, индикатирующих состояние счетчика (для устранения помехи на выходах этих схем «И), так как в таком счетчике каждый раз переключается только один триггер.

Предмет изобретения

Триггерное устройство, содержащее потенциальный триггер, потенциальные схемы «И и «ИЛИ, отличающееся тем, что, с

целью повышения быстродействия, надежности и упрощения индикации состояний, ко входу записи «1 потенциального триггера подключен выход потенциальной схемы «ИЛИ, ко входам которой подключены выходы двух потенциальных схем «И, первые входы которых подключены к шине тактовых импульсов, при этом второй вход первой потенциальной схемы «И подключен к выходу «Ь потенциального триггера, а второй вход

второй потенциальной схемы «И - ко входу устройства «О потенциального триггера и к выходу «О потенциального триггера предыдущего триггерного устройства.