Апериодический многофункциональный триггер

 

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

y1)s Н 03 КЗ/037

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ос

Ql

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4815859/21 (22). 19.04.90 (46) 07,07.92,Бюл, М 25 (71) Пермский политехнический институт (72) Л.Ф.Викентьев, О.Ю.Карпов, С.Ю.Погодина и.О.Л.Лепихина (53) 621.373.3 (088.8) (56) Автоматическое управление асинхронными процессами в ЭВМ и дискретных системах. — М.: Наука, 1.986, с. 98, рис, 4.9.6.

Авторское свидетельство СССР

М 1594676, кл. Н 03 К 3/037; 21.06.88. .(54) АПЕРИОД 4ЧЕСКИЙ МНОГОФУНКЦИ0HAJlbHblA ТРИГГЕР (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах автоматики, телемеханики и связи. Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей триггера за счет реализации помимо функции

IK-, TV-, Т-, RS-, й-триггеров, функций DTWи О-триггеров. Триггер содержит четыре информационно-настроечных входа. вход управления фазовым состоянием триггера, прямой и обратный выходы триггера, тринадцать элементов И-НЕ 5-17, четыре элемента НЕ 18-21 и один элемент И-ИЛИ-НЕ

4. 1 ил., 1 табл.

1746516

Изобретение. относится к вычислитель- рым входом четвертого элемента И-НЕ и с ной технике и может быть использовано в первым входом пятого элемента И-НЕ, выустройствах автоматики и связи. ход которого соединен с аторым входом

Известен апериодический триггер, со- третьего, элемента И-WE, вход пятого эледержащий четыре элемента И-НЕ, три входа 5 мента И-НЕ соединен с третьим входом чети три выхода, причем прямой выход тригге- вертого элемента И-НЕ и с выходом шестого ра соединен с выходом первого элемента, с элемента И-НЕ, первый, второй, третий и первым выходом первого элемента И эле- четвертый входы которого соединены соотмента И-ИЛИ-НЕ и с первым выходом вто- ветственно с выходами седьмого, восьмого, рого элемента И-НЕ, выход которого 10 девятого и десятого элементов И-НЕ, а пясоединен с обратным выходом триггера, тый вход соединен с выходом четвертого первым входом второго элемента И элемен- элемента И-НЕ, первый вход седьмого элета И-ИЛИ-НЕ и с первым входом первого мента И-HE соединен с прямым выходом элемента И-НЕ, второй вход которого сое- триггера, второй вход седьмого элемента динен с вторым входом первого элемента И 15 И-НЕ соединен с первым информационноэлемента И-ИЛИ-НЕ и с выходом третьего настроечным входом триггера и с первым элемента И-НЕ, второй вход второго эле- входом седьмого элемента И-НЕ, первый, мента И-НЕ соединен с выходом четвертого второй, третий и четвертый информационэлемента И-НЕ и с вторым входом второго но-настроечные входы триггера соединены элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ, выход ко- 20 соответственно с входами первого, второго, торого соединен с выходом индикации третьегои,четвертогоэлементовНЕ,второй окончания переходных процессов триггера, вход восьмого элемента И-НЕ соединен с первый вход управления фазовым состоя- выходом второго элемента НЕ, первый вход ниемтриггерасоединенспервымивходами девятого элемента И-НЕ соединен с выхотретьего и четвертого элементов И-НЕ, вто- 25 дом третьего элемента НЕ, второй вход дерой и третий информационные входы триг- вятого элемента И-HE соединен с первым геров соединены соответственно с вторыми входом десятого элемента И-НЕ и с обратвходами четвертого и третьего элементов ным выходомтриггера, второйвходдесятоИ-НЕ. ro элемента И-НЕ соединен с выходом

Недостатком данного триггера являют- 30 первого элемента НЕ, ся его малые функциональные возможно- Недостатком известного триггера являсти, в частности, он не реализует функции ются его малые функциональные возможноIK-, TV-, Т- и R-триггеров, сти, в частности, он не реализует функции

Наиболее близким к предлагаемому яв- 0

ИЛИ-НЕ и с первым входом первого эле- восьмого и первым входом двенадцатого мента И-НЕ, второй вход которогосоединен элементов И-НЕ и с третьим информационс вторым входом первого элемента И зле- но-настроечным входом триггера, четвермента И-ИЛИ-НЕ и с выходом третьего зле- 50 тый вход седьмого элемента И-НЕ соединен мента И-НЕ, второй вход второго элемента с вторым входом двенадцатого элемента ИИ-НЕ соединен с выходом четвертого эле- НЕ и с выходом четвертого элемента НЕ, мента И-НЕ ис вторым входом второго эле- четвертый вход восьмого элемента И-НЕ сомента И элемента И-ИЛИ-НЕ, выход единенстретьимвкодомдвенадцатогоэлекоторого соединен с выходом индикации 55 мента И-НЕ и с прямым выходом триггера, окончания переходных процессов тригге- третий вход девятого элемента И-HE соедиров, вход управления фазовым состоянием нен с первыми входами одиннадцатого и тригтера соединен с первыми входами тринадцатого элементов И-НЕ и с вторым третьего и четвертого элементов И-НЕ. вы- информационно-настроЮным входом тригход третьего элемента И-НЕ соединен с вто- гера, второй вход одиннадцатого элемента

1746516

25

35 мента И-НЕ 8 и вторым входом второго эле- 40

И-НЕ соединен с выходом первого элемента

НЕ, третий вход одиннадцатого элемента

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

И-НЕ соединены соответственно с выходами второго.и 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)К-, TV-, T-, R-триггеров,. устройство позволяет реализовать функции ОтВ/- 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-ИЛ И-Н Е 4, элементы И-Н Е 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 ИИЛИ-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-ИЛИНЕ 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 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-HE 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-Н Е 8, первый вход седьмого элемента И-НЕ 11 соеди5

55 нен с прямым выходом 1 триггера, второй вход седьмого элемента И-НЕ 11 соединен с первым информационно-настроечным входом 23 триггера и первым входом восьмого 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 элементов 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 элемента 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, 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 входом восьмого12 и первым входомдвенадцатого 16 элементов И-НЕ и третьим информационно-настроечным входом 25 триггера, четвертый вход седьмого элемента И-НЕ 11 соединен с вторым входом двенадцатого элемента И-НЕ 16 и выходом четвертого элемента НЕ 21, четвертый вход восьмого элемента И-НЕ 12 соединен с третьим входом двенадцатого элемента ИНЕ 16 и прямым выходом 1 триггера, третий 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 элемента И-НЕ 15 соединен с выходом первого элемента НЕ 18, третий вход одиннадцатого элемента И-НЕ 15 соединен с вторым входом тринадцатого элемента И-НЕ и четвертый информационно-настроечным входом

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.

Апериодический многофункциональный триггер работает следующим образом, Первый 5 и второй 6 элементы И-НЕ образуют бистабильную ячейку, являющуюся асинхронным RS-триггеров с инверсными 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—

1746516

S*=a(S*; F R );

В*=а S*(F v R*);

F=(I v NK v VXI «v v):

S*=F; R*=F. а) S*=1; R*=0; б) S*=0; R*=1, F=R(S yy);

S*=F; R Р, Следовательно, при R=S=Î получают

55 S*-у, R*-у, т.е.,при нулевом состоянии триг V гера (у-О, у-1) функции управления бистабильной ячейкой принимают значения S*=0, . В*=1, и триггер вновь устанавливается в нулевое состояние, а при единичном состоянии триггера (у=1, у=О) значение функций

$* Р; й* Е. 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 И*, R* соответственно, где

Р=(Х Хз Х4 у)(Х1 Xzv Хз у) х х (Х v X3 Y у) (X) v Я (Х ) I/ Х v Х4) х х (Х2 X3 v X4 V у) (Х2 У Хз с/ Х4), В нерабочей фазе при а=О функции управления бистабильной ячейкой принимают

* * значения S =О, R =О и бистабильная ячейка сохраняет свое прежнее состояние.

В рабочей фазе при а=1 в первый момент времени функции R* и S сохраняют свое прежнее состояние, т,е, S*=R*=0, а в следующий момент

S*=a(S F R -1(Оь|Г 0)=F;

R =а .S*(FVR*I= 1 0(F кО)=Е, 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 а) S*=a (S*/F. R*)=1(1v F 0)=1;

R*=a S (F vR*)=I ° 1(Г /0)=0; б) S*=a (S*v F R*)=1(0 v F 1)=0;

R*=a S*(F vR )=1 0(F v1)=1, Ф + т.е. в дальнейшем значения функций S u 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 а=1, при этом значения функции управления бистафильной ячейкой равны

Настройка триггера на реализацию различных функций осуществляется в соответствии с таблицей, 15

При реализации IK-триггера вход Х1(23) выполняет функции I-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 a=1, Х1=1, X2=0, X3=K, X4=0 функции управления бистабильной ячейкой принимают значения

Следовательно, при I=K=0 получается

* 7 * v

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 S*=1, R =О, триггер вновь устанавливается в единичное состояние, При 1=1, К=О функция S*-1,. а функция R*=0, т.е, триггер устанавливается в единичное состояние, при 1=О, К=1 функ* Ф * * ции S u R принимают значения S =О, 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 при единичном значении триггера (у=1, у=О) функции S*-О, R -1, т.е. триггер устанавливается в нулевое состояние Таким образом, на есек аоэможных наборах значений сигналов I u K триггер реализует в рабочей фазе переключения в соответствии с функцией. И(-триггера.

При реализации R-триггера вход Х1(23) выполняет функции S-входа, вход Х2(24)— функции R-входа, на вход ХЗ(25) подается сигнал логического нуля. а на вход Х4(26) — . логическая единица, Тогда в рабочей фазе при а=1, X1=S, X2=R, X3=0, X4=1 функции управления бистабильной ячейкой принимают вид

1746516

10 управления бистабильной ячейкой равны

S =1, R*=0, и триггер снова устанавливается в единичное состояние. При R=O, S=1 получают S*=1, R*=0, т;е. триггер устанавливается в единичное состояние, При R=1, S=0 и

R=1, $-1 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 u S триггер реализует в рабочей фазе переключения в соответствии с функцией R-триггера, При реализации TV-триггера вход Х1(23) выполняет функции Т-входа триггера, вход

X3(25) — функции Ч-входа триггера, на вход

X2(24) подается сигнал логической единицы, на вход X4(26) — сигнал логического нуля.

Тогда в рабочей фазе при а=1, X1=T, X2=1, X3=V, X4=O функции управления бистабильной ячейкой принимают вид

Е=(Т y)(V у)(Т Ч у у);

7, Р

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

R* принимают значения S*=1, R*=0, и триггер вновь устанавливается 8 единичное состояние, При V=1, T=O получают S*=у, R*=y. и в этом случае триггер сохраняет свое прежнее состояние.

При V=1, T=1 функции S*=y, à R =у, т,е. если прежнее состояние триггера нулевое

V (у=0, у=1), то он устанавливается в единичное состояние, так как R*=0, S*=1, а в противном случае, т.е. если прежнее состояние триггера единичное (у=1, у=0), 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 ОтИ/-триггера, вход

X1(23) выполняет функции От-входа, вход

X2(24) — функции W-входа, на входы ХЗ(25) и

Х4(26) подается сигнал постоянной логической единицы. Тогда в начале рабочей фазы при а=1, Х1=0т, X2=W, X3=1, X4=1 функции управления бистабильной ячейкой прини-. мают вид

F=(DT W)(0 у)(О VМ/ у);

S*=F; R*=F.

Следовательно. при W=O, 0 =0 получают S*=y, Р =у, т.е. триггер сохраняет свое прежнее состояние. При ЧЧ=О, От=1 получают S*=y, R*=y, т.е. если прежнее состояние

5 триггера нулевое (у=0, у=1), то он устанавливается в единичное состояние (так как R*=0, $ =1), а в противном случае, т.е, если прежнее состояние триггера единичное(у=1, у=0), он устанавливается в нулевое состояние

10 (так как S*=8, R*=1).

При W=1, 0>-0 получают $ =О, R*-1, а при W=1, DT-1 получают $*=1, R*=0, т.е. триггер устанавливается в состояние, соответствующее состояние От-входа. Таким об15 разом, при всех возможных значениях сигналов триггер реализует в рабочей фазе переключения s соответствии с функцией D W-триггера.

Настройка на реализацию RS-триггера

20 осуществляется так же, как для IK- u R-триггеров, но в процессе работы запрещается подавать входные сигналы Я=$=1. При этом

RS-триггер работает аналогично К- или Rтриггерам, но без комбинаций R-S-1

25 (1=К=1).

При реализации Т-триггера настройка осуществляется так же, как для ТЧ-триггера, но на V-вход триггера подается сигнал постоянной логической единицы (Х1Т, X2=1, 30 X3=1, X4=0). или так же, как для DrW-триггера, но на W-вход триггера подается сигнал постоянного логического нуля, а От-вход выполняет функции Т-входа Т-триггера (X1=T, Х2=0, X3=1, Х4=1). При этом Т-триггер рабо35 тает так же, как TV- или D W-триггеры при указанной настройке, При реализации 0-триггера настройка осуществляется также как для 0>W-триггера, но íà W-вход триггера подается сигнал

40 постоянной логической единица, а От-вход выполняет функции D-входа О-триггера (X1=D, Х2"1, X3=1, Х4=1). При этом 0-триггер работает так же, как D>W-триггер при указанной настройке.

45 Положительный эффект предлагаемого триггера по сравнению с известным состоит в расширении функциональных функций

ОтИ/- и D-триггеров в зависимости от настройки с помощью одного и того же тригге50 ров устройства, что может существенно повысить эксплуатационные характеристики систем, построенных из триггерных устройств.

Формула Изобретения

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

1746516 соединен с выходом первого элемента ИНЕ, с первым выходом первого элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ и первым входом второго элемента И-НЕ1, выход которого соединен с обратным выходом триггера, первым входом второго элемента И элемента ИИЛИ-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 ИНЕ, 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 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 ИНЕ, первый вход седьмого элемента И-НЕ соединен с прямым выходом триггера, второй вход седьмого элемента И-HE 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

5 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 воз10 можностей триггера, а именно реализации, помимо функций IK-, TV-, R-, RS- и Т-триггеров, функций ОтЧЧ-, Р-триггеров, в него дополнительно введены три элемента И-НЕ, причем выходы одиннадцатого, двенадца15 того 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

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

25 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

30 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

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

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