Апериодический многофункциональный триггер

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах автоматики, телемеханики и связи. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей триггера за счет реализации, помимо функций IK-, TV-, T-, R-, RS-триггеров, функций S- триггера. Апериодический многофункциональный триггер содержит четыре информационно-настроенных входа, вход управления фазовым состоянием триггера, прямой и инверсный выход триггера, выход индикации окончания процессов триггера, тринадцать элементов И-НЕ 5-17, четыре элемента НЕ 18-21 и один элемент И-ИЛИ- л НЕ 4. 1 ил., 1 таблЈ (Л с

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 К 3/037 1 1082

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф»

1»

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4810992/21 (22) 04.04.90 (46) 07.07.92,Бюл, N 25 (71) Пермский политехнический институт (72) Л.Ф.Викентьев, С.Ю.Погодина

О.Ю.Карпов и О,Л,Лепехина (53) 621.374.3 (088.8) (56) Автоматическое управление асинхронными процессами в ЭВМ и дискретных системах. — М.: Наука. 1986, с. 98, рис. 4,9,б.

Авторское свидетельство СССР

М 1594676, кл. Н 03 К 3/027, 21.06.88.. (54) АПЕРИОДИЧЕСКИЙ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ТРИГГЕР

„„!Ж„, 1?46515 А1 (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах автоматики, телемеханики и связи. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей триггера за счет реализации, помимо функций

IK-, TV-, Т-, R-, RS-триггеров, функций Sтриггера. Апериодический многофункциональный триггер содержит четыре информационно-настроенных входа, вход управления фазовым состоянием триггера, прямой и инверсный выход триггера, выход индикации окончания процессов триггера, тринадцать элементов И-НЕ 5 — 17, четыре элемента HE 18-21 и один элемент И-ИЛИН Е 4. 1 ил., 1 табл, 1746515

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

Известен апериодический триггер содержащий четыре элемента И-НЕ, три входа и три выхода, причем прямой выход тригге. ра соединен с выходом первого элемента

И-НЕ, первым:выходом первого элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ и первым выходом второго элемента И-,НЕ, выход которого соединен с инверсным выходом триггера, первым входом второго элемента И элемента ИИЛИ-HE 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 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, триггера 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-, TY и Т-, R-триггеров, Наиболее близким к предлагаемому является апериодический многофун кционал ьн ый триггер, содержащий элементы И-Н Е, элементы НЕ и элемент И-ИЛИ-НЕ, вход управления фазовым состоянием триггера, четыре информационно-настроечных входа, прямой выход триггера соединен с выходом первого элемента И-НЕ, первым входом первого элемента И элемента ИИЛИ-НЕ и первым входом второго элемента

И-НЕ, выход которого соединен с инверсным 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 ИИЛИ-HE и выходом третьего элемента ИНЕ, второй вход второго элемента И-НЕ соединен с выходом четвертого элемента

И-HE и вторым входом второго элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ, выход которого соеди.нен с выходом индикации окончания 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

15- входом триггера, первый второй, третий и четвертый информационно-настроечные

40

55

25 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 ИНЕ, первый вход седьмого элемента И-НЕ соединен с прямым выходом триггера, второй вход седьмого. элемента И НЕ соединен с первым информационно-настроечным входы триггера соединены соответственно с входами первого, второго, третьего и четвертого элементов НЕ, первый вход восьмого элемента И-НЕ соединен с первым информационно-настроечным входом триггера; первые входы девятого и десятого элементов И-HE соединения с инверсным выходом триггера, вторые входы восьмого и девятого элементов И-НЕ соединены с четвертым информационно-настроечным входом триггера, второй вход десятого элемента И-НЕ соединен с выходом первого элемента НЕ, третий вход восьмого элемента И-НЕ соединен с выходом второго элемента НЕ, третий вход десятого элемента

И-НЕ соединен с выходом четвертого элемента НЕ.

Недостатком известного триггера являются его малые функциональные возможности, в частности, он не реализует функции

S-триггера.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей триггера за счет реализации, помимо функций IK-, TY-, Т-, R-, RS-триггеров, функций S-триггера.

В триггер дополнительно введены три элемента И-НЕ, причем первый вход одиннадцатого. элемента И-НЕ соединен с прямым выходом триггера, первый вход двенадцатого элемента И-НЕ соединен с инверсным выходом триггера, третий вход девятого и второй вход одиннадцатого элементов И-НЕ соединены с выходом второго элемента НЕ, второй вход двенадцатого элемента И-НЕ соединен с вторым информационно-настроечным входом триггера, третьи входы седьмого, одиннадцатого и двенадцатого элементов:И-НЕ соединены с выходом четвертого элемента НЕ, четвертые входы седьмого и одиннадцатого элементов И-НЕ соединены с третьим информационно-настроеуным входом триггера, первый и второй входы тринадцатого

1746515 элемента И-НЕ соединены соответственно с первым и четвертым информационно-настроечными входами триггера, четвертый вход двенадцатого элемента И-НЕ и третий вход тринадцатого элемента И-Н Е соедине- 5 ны с выходом третьего элемента НЕ, выходы одиннадцатого, двенадцатого и тринадцатого элементов И-НЕ соединены соответственно с шестым, седьмым и восьмым входами шестого элемента И-НЕ.. 10

На чертеже представлена функциональная электрическая схема предлагаемого триггера.

На схеме изображены прямой 1 и инверсный 2 выходы триггера, выход 3 инди- 15 кации окончания переходных процессов триггера, элемент И-ИЛИ-НЕ 4, элементы

И-НЕ 5 — 17, элементы НЕ 18-21, вход управления фазовым составлением триггера 22, информационно-настроечные входы тригге- 20 ра 23-26;

Прямой выход 1 триггера соединен с выходом первого элемента И-НЕ 5, первым входом первого элемента И элемента ИИЛИ-НЕ 4 и первым входом второго элемен- 25 . та И-НЕ. 6, выход которого соединен с обратным выходом 2 триггера, первым входом второго элемента И-ИЛИ-НЕ 4 и первым входом первого элемента И-НЕ 5, второй вход-которого соединен с вторым 30 входом первого элемента И элемента ИИЛИ-НЕ 4 и выходом третьего элемента ИНЕ 7, второй вход второго элемента И-НЕ 6 соединен с выходом четвертого элемента

И-НЕ 8 с вторым входом второго элемента 35

И элемента И-ИЛИ-НЕ 4, выход которого соединен с выходом 3 индикации окончания переходных процессов триггера, вход 22 управления фазовым состоянием триггера соединен с первыми входами третьего 7 и 40 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 третье- 45 го 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 соеди- 50 нены 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-Н Е 11 соеди- 55 нен с прямым выходом 1 триггера, второй вход седьмого элемента И-Н Е 11 соединен с первым информационно-настроечным входом 23 триггера, первый 23, второй 24, третий 25 и четвертый 26 информационнонастроечные входы триггера соединены с, ответственно с входами первого 18, второго 19, третьего 20 и четвертого 21 элементов

НЕ, первый вход восьмого элемента И-НЕ

12 соединен с первым информационно-настроечным входом 23 триггера, первые входы девятого 13 и десятого 14 элементов

И-НЕ соединены с обратным выходом 2 триггера, вторые входы восьмого 12 и девятого 13 элементов И-НЕ соединены с четвертым информационно-настроечным входом 26 триггера, второй вход десятого элемента И-НЕ 14 соединен с выходом первого элемента НЕ 18, третий вход восьмого элемента И-НЕ соединен с выходом второго элемента НЕ 19, третий вход десятого элемента И-НЕ 14 соединен с выходом четвертого элемента НЕ 21, первый вход одиннадцатого элемента И-НЕ 15 соединен с прямым выходом 1 триггера, первый вход двенадцатого элемента И-НЕ 16 соединен с обратным выходом 2 триггера, третий вход девятого 13 и второй выход одиннадцатого

15 элементов И-НЕ соединены с выходом второго элемента НЕ 19, второй вход двенадцатого элемента И-НЕ 16 соединен с вторым информационно-настроечным входом 24 триггера, третьи входы седьмого 11, одиннадцатого 15 и двенадцатого 16 элементов И-НЕ соединены с выходом четвертого элемента НЕ 21, четвертые входы седьмого 11 и одиннадцатого 15 элементов

И-НЕ соединены с третьим информационно-настроечным входом 25 триггера, первый и второй входы тринадцатого элемента

И-НЕ 17 соединены соответственно с первым 23 и четвертым 26 информационно-настроечными входами триггера, четвертый вход двенадцатого элемента И-НЕ 16 и третий вход тринадцатого элемента И-НЕ 15 соединены с выходом третьего элемента НЕ

20, выходы одиннадцатого 15, двенадцатого

16 и тринадцатого 17 элементов И-НŠ— соответственно с шестым, седьмым и восьмым входами шестого элемента И-НЕ 10, " Апериодический многофункциональный триггер работает следующим образом.

Первый 5 и второй 6 элементы И-НЕ образуют бистабильную ячейку, являющуюся асинхронным RS-триггером с инверсными входами. Элементы И-НЕ 7 — 17 и элементы НЕ 18 — 21 образуют схему управления бистабильной ячейкой. Если сигнал на входе 22 управления фаэовым состоянием триггера обозначить через а, сигналы на прямом 1 и обратном 2 выходах триггера через У и У, а сигналы на выходах 22 — 26 через Х1-Х4 соответственно, то на выходах элементов 7 и 8 схемы управления реализуются функции S* и R* соответственно, где

1746515

F=(Kv у) (! V y);

S -a(S v F R),, S*=F; В*=F, а) S*=1; R*=0;

25 б) S*=0; R =1, 35

Р

F=R(S v уО);

* *

S =F;R =F.

S -F;R =F

R*-а *(! )

FQX1vX3vP4v Y) {Х1 /Х2мХ4) (X2VX4&j х 5 х (Х1 Х4М (X2vXÇvX4v Y) (X26(39(4VFj х х (Х1 ХЗ /Х4) В нерабочей фазе при а-О функции управления бистабильной ячейкой принимают 10 значения S*-0, R*=0 и бистабильная ячейка сохраняет свое прежнее состояние.

В рабочей фазе при а=1 в первый момент времени функции В* и 5 сохраняют свое прежнее состояние, т.e„ S*=R =О, 15 а в следующий момент S*=a (S v F R*)=

= 1(ОЧ F. 0)=F;

R*=a S*(F vR )=1 0(F v0)=F, 20 при этом в зависимости от значения функции F возможны следующие два случая:

В последующие. моменты времени функции управления бистабильной ячейкой имеют для этих случаев значения 30 а) S*=a(S ъ F R*)=1(1 vF 0)=1;

R*=a S*(F R*)=1 1(F vO)=0; б) S*=a(S F R )=1(0vF 1)=0;

R*=a S*(F v R*)=1 0(F ui1)=1, * * т.е. в дальнейшем значения функции S u R 40 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 а=1, 45 при этом значение функций управления бистабильной ячейкой равны

Настройка триггера на реализацию различных функций осуществляется в соответствии с таблицей,, При реализации IK-триггера вход Х1(23) выполняет функции !-входа, вход ХЗ(25) — 55 функции К-входа, а на входы Х2(24) и Х4(26) подается постоянный сигнал логического нуля. Тогда в рабочей фазе при a=1, X1=I, Х2-0, ХЗ К, X4=0 функции управления бистабильной ячейкой принимают значения.!" ледовательно. при I=K=0 получается

* ь г

S =у, R =у, т,е, при нулевом состоянии триггера (у=О, у=1) функции управления бистабильной ячейкой принимают значения S*=0, R*=1, и триггер в начале рабочей фазы устанавливается вновь в нулевое состояние, а при единичном состоянии триггера (у=1, у=О) функции управления бистабильной ячейкой принимают значения 3*=1, R =О, триггер вновь устанавливается в единичное состояние, При l=1, К=О функция 5 =1, а функция R*=0, т.е. триггер устанавливается в единичное состояние, а при I=O, К=1 функции S* и R* принимают значения S*=0, R*=1, и триггер устанавливается в нулевое состояние.

При I=1 и К=1 имеют S*=y, R =у, т.е, при нулевом состоянии триггера (у=О, у=1) функции управления бистабильной ячейкой принимают значения S*=1, R*=0, и триггер устанавливается в единичное состояние, а

v при единичном значении триггера (у=1, у=О) функции $*=0, R*=1, т.е. триггер устанавливается в нулевое состояние. Таким образом, на всех возможных наборах значений сигналов и К триггер реализует в рабочей фазе переключения в соответствии с функцией

I K-триггера.

При реализации R-триггера вход X1(23) выполняет функции R-входа. вход Х2(24)— функции S-входа, на вход ХЗ(25) подается сигнал логического нуля, а на вход Х4(26)— логическая единица. Тогда в рабочей фазе . при а=1, X1=R, X2=S, ХЗ=О, Х4=1 функции управления бистабильной ячейкой принимают вид

Следовательно, при R=S=O получают

S*=y, R =у, т.е. при нулевом состоянии триггера (у=О, y=1) функции управления бистабильной ячейкой принимают значения S*=0, R*=1, и триггер вновь устанавливается в нулевое состояние, а при единичном состояv нии триггера (у=1, у=О) значения функций управления бистабильной ячейкой равны

S*=1, Я*=0, и триггер снова устанавливается в единичное состояние. При Й=О, 3=1 пол* * учают S -1, R =О, т.е. триггер устанавливается в единичное состояние. При R=1, S=O, и R— = 1, 81 функции управления бистабильной ячейкой принимают значения S*=0 и

R =1, т.е. триггер устанавливается в нулевое

1746515

10

7F=(T e у)(Ч,i у)(Т v V ч y);

$ =F; R*=F

$*=F; R*=F, S =F; R*=F..

55 состояние. Таким образом, на всех возможных наборах значений сигналов R u S триггер реализует в рабочей фазе переключение в соответствии с функцией R-триггера.

При реализации TV-триггера вход Х1(23) выполняет функции T-входа триггера, на вход X2(24) подается сигнал логической единицы, вход X3(25) выполняет функции Ч-входа триггера, на вход Х4(26) подается сигнал логического нуля, Тогда в рабочей фазе при а=1, X1=T, X2=.1, X3=V, X4=0 функции управления бистабильной ячейкой принимают вид

* V

Следовательно, при Ч=О получают S =y, R =у, т.е. при нулевом состоянии триггера 20 (у=О, у=1) функции S u R принимают значения S*=0, R*=1, и триггер вновь устанавливается в нулевое состояние, а при

/ единичном состоянии триггера (у=1, у=О) функции S* и R* принимают значения S =1, 25

R =О, и триггер вновь устанавливается в единичное состояние. При V=1, T=O получа* ф * ют S =у, R =у; т.е. и в этом случае триггер сохраняет свое прежнее состояние.

При V=1, T=1 функция S =у, à R*=y, т.е. 30 если прежнее состояние триггера нулевое (у=О, у=1), то он устанавливается в единичное состояние (так как R*=0, S*=1), в противном случае, т.е. если прежнее состояние триггера единичное (у=1, у=О), он устанавли- 35 вается в нулевое состояние (так как S*=0, R*=1), Таким образом, на всех возможных наборах значений сигналов Т и V триггера реализует в рабочей фазе переключения в соответствии с правилами функционирова- 40 ния TV- триггера.

При четвертой настройке, т,е; при настройке на реализацию S-триггера, вход

Х1(23) выполняет функции R-входа, вход

Х2(24) — функции S-входа, на входы X3(25) и 45

Х4(25) подается сигнал постоянной логической единицы. Тогда в начале рабочей фазы при а=1, X1=R, X2=S, X3=1, X4=1 функции управления бистабильной ячейкой принимают вид 50 FQS if уХ $):. «(:ледовательно, при R=S=O получают

* / *

S =у, R =у, т.е. при нулевом состоянии триггера (у=О. у=1) функции управления бистабильной ячейкой принимают вид S*=-0, R =1, и триггер вновь устанавливается в нулевое состояние, а при единичном состоянии триггера (у=1, у=О (функции управления бистабильной ячейкой равны $ =1, R*=0, и триггер снова устанавливается в единичное состояние, При R--1, $=0 функция F-Î, следовательно, независимо от состояния триггера

Ф *

$ =О, R =1, и триггер устанавливается в нулевое состояние.

При R=O, $=1 функция F=,1, т.е. независимо от состояния триггера функции правления принимают значения S*=1, R =О, и триггер устанавливается в единичное состояние. При R=1, S=1 функция. F=1, следоваФ 4 тельно, и в этом случае $ =1, R -О независимо от состояния триггера, и триг гер устанавливается в единичное состояние, Следовательно, на всех наборах значений сигналов R u S триггер при такой настройке реализует в рабочей фазе переключения в соответствии с функцией S-триггера.

Настройка на реализацию RS-триггера осуществляется. так же, как для IK-, S- u

R-триггеров, но в процессе работы запрещается подавать входные сигналы R — S— = 1. При этом RS-триггер работает аналогично IK-, Sили R-триггерам, но без комбинаций R-$=1 (!=К= — 1).

При реализации Т-триггера вход Х1(23) выполняет функцию Т-входа, на входы

Х2(24) и ХЗ(25) подается сигнал логической единицы, а на вход X4(26) — сигнал логического нуля. Тогда в начале рабочей фазы при а=1, Х1=Т, X2=X3=1, Х4=0 функции управления бистабильной ячейкой принимают вид ч

F=(T,у)(тг y);

* V

Следовательно, при T=O получают S =у.

R*=y, а при Т=1 получают $*=у, R*=y, т.е. триггер меняет свое состояние на противоположное. Таким образом, при всех возмож- . ных значениях сигнала Т триггер реализует в рабочей фазе переключения в соответствии с функцией Т-триггера..

Положительный эффект предлагаемого триггера по сравнению с известным состоит в расширении функциональных возможностей и заключается .в реализации дополнительно функций S-триггера в зависимости от настройки с помощью одного и того же триггерного устройства, что может существенно повысить эксплуатационные характеристики систем, построенных из таких триггерных устройств.

Формула изобретения

Апериодический многофункциональный триггер, содержащий элементы И-НЕ, 1746515 элементы НЕ и элемент И-ИЛИ-НЕ, вход управления фазовым состоянием триггера, четыре информационно-настроечных входа, прямой выход триггера соединен с выходом первого элемента И-Н Е, с первым входом первого элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ и первым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с инверсным 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 окончания переходных процессов триггера, вход управления фаэовым состоянием триггера соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И-НЕ, выход третьего элемента И-НЕ соединен с вторым 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, 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 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, первый, второй, третий и четвертый информационно-настроечные входы триггера соединены соответственно с входами первого, второго, третьего и четвертого элементов НЕ, первый вход восьмого элемента И-НЕ соединен с первым информационно-настроечным входом триггера, первые входы девятого и десятого элементов И-НЕ

5 соединены с инверсным выходом триггера, вторые входы восьмого и девятого элементов И-НЕ соединены с четвертым информационно-настроечным входом триггера, второй вход десятого элемента И-Н Е соеди10 нен с выходом второго элемента НЕ, третий вход десятого элемента И-НЕ соединен с выходом четвертого элемента НЕ, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей триггера за

15 счет реализации, помимо функций IK-, TV-, T-, RS-, R-триггеров, функций S-триггера, в него дополнительно введены три элемента

И-НЕ, причем первый вход одиннадцатого элемента И-НЕ соединен с прямым выходом

20 триггера, первый вход двенадцатого элемента И-НЕ соединен с инверсным выходом триггера, третий вход девятого и второй вход одиннадцатого элемента И-НЕ соединены с выходом второго элемента НЕ, вто25 рой вход двенадцатого элемента И-НЕ соединен с вторым информационно-настроечным входом триггера, третьи входы седьмого, одиннадцатого и двенадцатого элементов И-НЕ соединены с выходом чет30 вертого элемента НЕ, четвертые входы седьмого и одиннадцатого элементов И-НЕ соединены с третьим информационно-наФ строечным входом триггера. первый и второй входы тринадцатого элемента И-НЕ

35 соединены соответственно с первым и четвертым информационно-настроечными входами триггера, четвертый вход двенадцатого элемента И-НЕ и третий вход тринадцатого элемента И-Н Е соединены с выходом

40 третьего элемента НЕ, выходы одиннадцатого, двенадцатого и тринадцатого элементов И-НЕ соединены соответственно с шестым, седьмым и восьмым входами шестого элемента И-НЕ.