Двоично-троичный счетный триггер Советский патент 1982 года по МПК H03K21/00 H03K29/00 

(5) ДВОИЧНО-ТРОИЧНЫЙ СЧЕТНЫЙ ТРИГГЕР

1

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике, а имен но к многоустойчивым пересчетным схемам с внутренней задержкой.информации, выполненным на двоичных логических элементах, и может быть использовано для построения счетчиков, делителей частоты, регистров сдвига, распределителей импульсов, устройств контроля и т.д.

Известен многоустойчивый счетный триггер, выполненный по схеме ведущий 5- ведомый и содержа1дий входную шину, многоустойчивый триггер и коммутационные триггеры t.

Недостатком известного устройства является относительно невысокое быстродействие.

Известен двоично-троичный счетный триггер, содержащий входную шину и девять элементов ИЛИ-НЕ, выход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с первыми входами второго, третьего и четвертого элементов ИЛИ-НЕ, выход

четвертого элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом пятого элемента ИЛИНЕ, выход которого соединен с первые входом первого и вторыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ-НЕ, выход второго элемента ИЛИНЕ соединен с первым входом шестого, вторым входом первого и третьим входом третьего элементов ИЛИ-НЕ,

,0 выход шестого элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом седьмого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен со вторыми входами второго и шестого элементов ИЛИ-НЕ и третьим вхо15 дом первого элемента ИЛИ-НЕ, четвертый вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ-НЕ, с третьим входом второго и первым входом восьмого элементов ИЛИ-НЕ, выход восьмо20 го элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом девятого элемента ИЛИ-НЕ,,выход которого соединен с четвертыми входами второго, третьего элементов ИЛИ-НЕ и со вторым входом вось3Эмого элемента ИЛИ-НЕ, вторые входы пятого, редьмого и девятого элементов ИЛИ-НЕ соединены с входной шиной, выходы пятого, седьмого и девятого элементов ИЛИ-НЕ соединены соответственно с третьими входами седь мого, девятого и пятого элементов ИЛИ-НЕ 2. Недостатком известного двоичнотроичного счетного триггера является относительно большое время пребывания триггера в промежуточном (неопределенном) состоянии при переходе его из одного состояния в другое и относительно невысокое быстродействие триггера в целом. Цель изобретения - уменьшение вре мени пребывания триггера в промежуточном состоянии при переходе его из одного состояния в другое, т.е. увеличение быстродействия триггера в целом. Поставленная цель достигается тем что в двоично-троичный счетный три|- гер, содержащий первую входную шину и девять элементов ИЛИ-НЕ, выход пер вого элемента ИЛИ-НЕ соединен с первыми входами второго, третьего и чет вертого элементов ИЛИ-НЕ, выход четвертого элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ-НЕ выход которого соединен с первым вхо дом первого и вторыми входами третье го и четвертого элементов ИЛИ-НЕ, выход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом шестого, вторым входом первого и третьим входом третьего элементов ИЛИ-НЕ, выход шестого элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом седьмого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен со вторыми вхо дами второго и шестого элементов ИЛИ-НЕ и третьим входом первого элемента ИЛИ-НЕ, четвертый вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ-НЕ, с третьим входом второ го и первым входом восьмого элементов ИЛИ-НЕ, выход восьмого элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом девя того элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с четвертыми входами второго, третьего элементов ИЛИ-НЕ и со вторым входом восьмого элемента ИЛИНЕ, вторые входы пятого, седьмого и девятого элементов ИЛИ-НЕ соединены с первой входной шиной, введена вторая входная шина, которая соединена пятыми входами первого, второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ. На чертеже приведена схема двоично-троичного счетного триггера. Схема содержит элементы 1-9 ИЛИНЕ, входные шины 10 и 11, выход элемента 1 соединен с первыми входами элементов 2-4, выход элемента 2 соединен с первыми входами элементов 1, 6 и вторым входом элемента 3, выход элемента 3 соединен с первым входом элемента 9 и вторыми входами элементов 1 и 2, выход элемента k соединен с первым входом элемента 5, выход элемента 5 соединен со вторым входом элемента и с третьими входами элементов 1 и 3, выход элемента 6 соединен с первым входом элемента 7, выход элемента 7 соединен со вторым входом элемента 6, с четвертым входом элемента 1 и с третьим входом элемента 2, выход элемента 8 соединен со вторым входом элемента 9 и. четвертыми входами элементов 2 и 3, выход элемента 9 соединен с первым входом элемента 8, вторые входы элементов 5, 7 и 8 соединены с шиной 10, пятые входы элементов 1-3 соединены с шиной 11. Элементы 1-3 ИЛИ-НЕ образуют троичный триггер, элементы 4 и 5 ИЛИ-НЕ первый двоичный триггер элементы 6 и 7 ИЛИ-НЕ - второй двоичный триггер, 8 и 9 ИЛИ-НЕ - третий двоичный триггер. Управление работой устройства осуществляется подачей на входные шины 10 и 11 взаимно-инверсных сигналов. CигнaлJ, подаваемый на шину 10 обозначим Т, а на шину 11 - Т. Если в исходном состоянии , тогда троичный триггер находится водномиз трех состояний. Пусть он находится в состоянии уровня логической единицы на выходе элемента 1 и логического нуля на выходах элементов 2 и 3. Первый двоичный триггер при этом находится в состоянии гашения, определяемом уровнем логического нуля на выходах элементов и 5i второй и третий двоичные триггеры находятся в состоянии логической единицы соответственно на выходах элементов 6 и 9. При изменении входного сигнала на противоположный (, ) первый двоичный триггер через время tTo- , равное средней задержке в одном логическом элементе, перейдет из состояния гашения в состояние логической единицы на выходе элемента 5 (уровень логического нуля,на выходе элемента останется без изменения), троичный триггер за то же самое время, равное . переходит в состояние гашения.определяемое уровнем логического нуля на всех его трех выходах, состояние второго и третьего двоичных триггеров не изменяется Обратное изменение входного сигнала (, ) .приводит к переходу троичного триггера из состояния гашения в состояние логической единицы на выходе элемента 2 (это измене ние произойдет за время, равное То-) Первый двоичный триггер перейдет из состояния логической единицы на выходе элемента 5 и нуля на выходе элемента k в обратное (единица на выходе элемента и нуля на выходе элемента 5), второй триггер переходит в состояние гашения, эти изме нения произойдут по истечении 2ХГа,. Состояние третьего двоичного тригге ра остается неизменным. При следующем изменении входного сигнала ( ) второй двоичный триггер через t T -переходит из состояния гашения в состояние логической единицы на выходе элемента 7 ( нуль на выходе элемента 6), троичный триггер перейдет в состояние гашения, состояние первого и третьего двоичных триггеров при этом не изменяются. Обратное изменение входного сигнала (, ). приводит к переходу тро ичного триггера из состояния гашения в состояние логической единицы на выходе элемента 3 (нули на выходах элементов 1 и 2J, второй двоичный триггер переходит в обратное со тояние (нуль на выходе элемента 7, единиц:а на выходе элемента 6), третий двоичный триггер перейдет в сос тояние гашения, состояние первого двоичного триггера остается неизменным. Следукхиее изменение входного сигнала (, )„приводит к пе реходу третьего двоичного триггера состояния гашения в состояние логической единицы на выходе элемента 8 (ноль на выходе элемента 9), троичный триггер при этом перейдет в состояние гашенияi состояние первог и второго двоичных триггеров остают ся неизменными. При обратном и зменении входного сигнала (, ). троичный триггер переходит из состо ния гашения в состояние логическо единицы на выходе элемента 1 (нуль на выходах элементов 2 и 3), тре76тий триггер переходит в обратное состояние (нуль на выходе элемента 8, единица на выходе элемента S), первый триггед переходит в состояние гашения, состояние второго триггера не изменяется (ноль на выходе элемента 7. единица на выходе элемента 6). На этом один цикл в счетном триггере заканчивается. Последующие изменения входного сигнала вызывают аналогичные переходы. Таким образом, предложенное устройство работает в счетном режиме, осуществляя подсчет по модулю три. Поскольку в предложенном устройстве во время действия на шине 11 уровня логической единицы троичный триггрр находится в состоянии гашения, в качестве выходов счетного триггера наиболее целесообразно использовать выходы элементов , 6 и 9. В этом случае любое из трех состояний счетного триггера характеризуется уровнем логического нуля на обратном выходе и логической единицы на двух других выходах. Переход счетного триггера из одного состояния в следующее (изменение информации на выходах счетного триггера) происходит по окончании положительного импульса, подаваемого на шину 11 (отрицательного - на шину 10), при этом от импульса к импульсу счетный триггер последовательно принимает состояние 011, 101, 110 и т.д. Из рассмотрения процессов в счетном триггере видно, что изменение информации на его выходах есть изменение на выходах двух двоичных три1 геров, а эти изменения в предложенном устройстве не зависят одно от другого и происходят одновременно, следовательно, время пребывания предложенного счетного триггера в промежуточном состоянии, определяемое разностью задержек в двух логических Элементах, принципиально меньше этого времени в известном устройстве, для которого оно определяется абсолютным значением задержки в одном элементе. Кроме того, предложенное устройство выгодно отличается по частотным свойствам в целом, поскольку частота его примерно в 1,7 раза выше максимальной частоты в известном устройстве. Формула изобретения Двоично-троичный счетный триггер, содержащий первую входную шину и

девять элементов ИШ-НЕ, выход первого элемента ИЛИ-НЕ соединенс первыми входами второго, третьего и четвертого элементов ИЛИ,-НЕ выход четвертого элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с пе(вым входом первого и вторыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ-НЕ, выход, второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом шестого, вторым входом первого и третьим входом третьего элементов ИЛИ-НЕ, выход шестого элемента ИЛИНЕ соединен с первым входом седьмого элемента-ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторыми входами второго и шестого элементов ИЛИ-НЕ и третьим .входом первого элемента ИЛИ-НЕ, четвертый вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ-НЕ, с третьим входом второго и первым входом .восьмого элементов ИЛИ-НЕ,

выход восьмого элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом девятого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с четвертыми входами второго,

Третьего элементов. ИЛИ-НЕ и с вторым входом восьмого элемента ИЛИ-НЕ, вторые входы пятого, седьмого и девятого -элементов ИЛИ-НЕ соединены с первой входной шиной, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введена входная шина, которая соединена с пятыми входами первого, второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ.

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе

ч