Триггерное устройство
О П И С А Н И Е < >966856
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
* г
//;«
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09. 03. 81 (2l ) 3258056/18-21
1 с присоединением заявки М (23) Приоритет
{51)M. Кл.
Н 03 K 3/286
@еударствеиый коиитвт
СССР ио делаи изобрвтвиий и открытий
Опубликовано 15.10.82. Бюллетень М 38
Дата опубликования описания 17. 10 .82 (53) УДК621.374, .32(088.8) 1
1 (I1 (72) Автор изобретения
А. !О. Глаэачев (71) Заявитель (54) ТРИГГЕРНОЕ УСТРОЙСТВО
Изобретение относится к импульсной технике и момет быть использовано в устройствах автоматики.
Известно триггерное устройство, содержащее первый основной триггер, второй основной триггер и вспомогательный, триггер, прямой и инверсный выходы (17..
Недостатком известного устройства являются неполная функциональная загрузка шин входных сигналов и ограниченные Функциональные возможности.
Триггер момет работать в режиме счета либо в режиме запоминания инфор" мации,.отсутствие счетно-информацион- 15 ной нины, выполняющей две счетных функции и одну Функцию запоминания, затрудняет построение устройств с комбинированными реверсивными режимами счета и запоминания инФормации, а отсутствие приоритетности в работе счетных режимов и тактового. сигнала создает сложности в переключении режимов
2 и увеличивает количество оборудования.
Наиболее близким по технической сущности является триггерное устройство, содержащее первый основной, второй основной, третий основной, четвертый основной и вспомогательный триггеры, прямой и инверсный выходы, первый информационный вход первого основного триггера соединен с информационной шиной,"первый тактирующий ,вход первого основного триггера со" единен с первым тактирующим входом вспомогательного триггера и с выходом первого инвертора, вход которого присоединен к шине тактового сигнала, к первому тактирующему входу второго основного триггера и к второму тактирующему входу вспомогательного триггера, выход первого основного триггера соединен с первым информационным входом вспомогательного триггера, выход второго основного триггера соединен с вторым информационным вхо966856 4
15 дом вспомогательного триггера, первый тактирующий вход третьего основного триггера соединен с третьим тактирующим входом вспомогательного триггера и с выходом второго инверто5 ра, вход которого присоединен к первому тактирующему входу четвертого основного триггера, к четвертому тактирующему входу вспомогательного триггера, выход третьего основного триггера соединен с третьим информационным входом вспомогательного триггера, выход четвертого основного триггера соединен с четвертым информационным
I входом вспомогательного триггера, вход третьего инвертора соединен с шиной переключения (2 ).
Недостатком известного устройства является сложность управления режимами работы, так как для коммутации ре- 20 жимов в комбинированном устройстве требуется несколько управляющих сигналов, подаваемых на шины управления триггера. Для этого нужен внешний блок управления переключением режимов и несколько шин управления триггера, что увеличивает количество внешних связей и габаритно-массовые показатели комбинированных устройств и, кроме этого, усложняет их обслуживание и проектирование.
Цель изобретения — упрощение управления режимами работы три ггерного устройства за счет получения возможности работы устройства в комбинированных режимах путем их образования непосредственно внутри триггера и коммутируемых включением-отключением тактового сигнала и изменением значения сигнала переключения, Поставленная цель достигается тем, 40 что в триггерное устройство, содержащее первый, второй, третий и четвертый основные и вспомогательный триггеры, прямой и инверсный выходы, первый информационный вход первого основного триггера соединен с информационной шиной, первый тактирующий вход первого основного триггера сбединен с первым тактирующим входом вспомогательного триггера и с выходом первого 5О инвертора, вход которого присоединен к тактовой шине, и первому тактирующему входу второго основного триггера и к второму тактирующеиу входу вспомогательного триггера, выход первого основного триггера соединен с первым информационным входом вспомогательного триггера, выход второго основного триггера соединен с вторым информационным входом вспомогательного триггера, первый тактирующий вход третьего основного триггера соединен с третьим тактирующим входом вспомогательного триггера и с выходом второго инвертора, вход которого прйсоединен к первому тактирующему входу четверто—
ro основного триггера, к четвертому тактирующему входу вспомогательного триггера, выход третьего основного триггера соединен с третьим информационным входом вспомогательного триггера, выход четвертого основного триггера соединен с четвертым информаци-. онным входом вспомогательного триггера, вход третьего инвертора соединен с шиной переключения, введена счетно-информационная шина, которая соединена с входом второго инвертора с вторыми тактирующими входами третьего и четвертого основных триггеров и с первым информационным входом второго основного триггера, второй информационный вход первого основного триггера соединен с информационной шиной, второй тактирующий вход первого основного триггера соединен с выходом третьего инвертора, с третим и четвертым тактирующими входами третьего основного триггера, с третим, четвертым и пятым тактирующими входами четвертого основного триггера, с пятым и шестым тактирующими входами вспомогательного триггера, второй информационный вход второго основного триггера соединен с первыми информационными входами третьего и четвертого основных триггеров и с выходом первого основного триггера, второй тактирующий вход второго основного триггера соединен с пятым, шестым и седьмым тактирующими входами третьего основного триггера, с шестым и седьмым тактирующими входами четвертого основного триггера, с седьмым и восьмым тактирующими входами вспомогательного триггера и с шиной переключения, третий тактирующий вход второго основного триггера соединен с восьмым, девятым и десятым тактирующими входами третьего и четвертого основных триггеров, с девятым. тактирующим входом вспомогательного триггера и с выходом первого инвертора, одиннадцатые и двенадцатые тактирующие входы третьего и четвертого основных триггеров соединены с десятым тактирующим входом вспомогательного триггера и с шиной
5 96685 тактового сигнала, вторые информационные входы третьего и четвертого основных триггеров соединены с выходом BTopot-o основного триггера, третий информационный вход третьего основного триггера соединен с выходом четвертого основного триггера, третий информационный вход четвертого основного триггера соединен .с выходом третьего основного триггера, тринад- 1в цатые тактирующие входы третьего и четвертого основных триггеров соединены с выходом второго инвертора, четвертые информационные входы третьего и четвертого основных триггеров со- 15 единены с йнверсным выходом, пятые информационные входы третьего и четвертого основных триггеров соединены с прямым выходом.
На фиг. 1 представлена схема триг- 2в герного устройства; на фиг. 2 - то же, вариант с использованием элементов
И, ИЛИ-HE.
Устройство содержит первый, вто1», ой, третий и четвертый основные триг25 геры 1-4,. вспомогательный триггер 5, прямой и инверсный выходы 6 и 7, информационную шину 8, два информационных входа 9 и 10 первого основного триггера 1, два тактирующих входа 11 5в и 12 первого основного триггера 1, выход 13 первого основного триггера 1, три тактирующих входа 14-16 второго основного триггера 2, два информационных входа 17 и 18 второго основного триггера 2, выход 19 второго основного триггера 2, пять информационных входов 20-24 третьего основного триггера 3, тринадцать тактирующих входов 25-37 третьего основного триггера 3, выход 38 третьего основного триггера 3, пять информационных входов 3943 четвертого основного триггера 4, тринадцать тактирующих входов 44-56 четвертого основного триггера 4, выход 57 четвертого основного триггера 4, четыре информационных входа 58-61 вспомогательного триггера 5, десять тактирующих входов 62-71 вспомогатель ного триггера 5, инверторы 72-74, тактовую шину 75, шину 76 переключения счетно-информационную шину. Тактирующие входы помечены стрелками, информационные без стрелок. Прямоугольники, обозначающие триггеры, разделены
S5 штриховыми линиями на группы входной логики 78,79 первого основного триггера 1; 80; 81 " второго основного триггера 2; 82-86 - третьего основного
6 6 триггера 3; 87-91 - четвертого основного триггера 4 и 9? -95 — вспомогательного триггера 5.
Работа триггерного устройства описывается табл. 1 переходов, которая отражает состояния прямого выхода 6 (О), выходов 13, 19, 38, 57 основных три г геров, в за ви симости от состояния сигналов на шинах 75 (С), О (n)
76 (Р), 77 (Т), Графа переход отображает изменение сигнала на выходе 6 (a) триггера 5 (О), который зависит логически от входного ин юрмационного сигнала какого-либо основного триггера только в дискретный промежуток времени, середина которого соответствует середине момента изменения записывающего входного сигнала, а длительность не превышает удвоенного. времени срабатывания триггера.
В табл, 1 приняты следующие обозначения:
X — любое состояние; — нет перехода;. изменение выходного или входного состояния (переход);
" — одноступенчатый триггер в состоянии "Память";
8 — при записывающем изменении входного сигнала данный триггер ведущий, из него переписывается информация, а сам он переходит в состояние "Память".
В табл. 2 приведены логические функции.
После окончания дискретного интервала времени связь выхода 6 (О) с входным информационным сигналом теряется, поэтому дана графа перехода, определяющая реакцию выхода 6 (Q) на изменение входных сигналов. Для каждого триггера в отдельной таблице даны функции логического образования.
Рассмотрим работу триггера во всех режимах согласно табл. 1. Триггер имеет два счетных режима, два режима переключения и три режима записи. Режимы переключения определяют изменение счетных режимов и являются их производными.
1. Счетный режим с переходои положительному перепаду счетного сигнала
Т = (О - ° 1). Этот режим определяют первые четыре строки табл. 1. Счет производится по счетно-информационной шине 77 (Т). Тактовый сигнал (С) на шине 75 и сигнал переключения (Р) на шине 76 равны О. Следовательно, разрешена работа четвертой группы логи966856 8 ки 85 третьего основного триггера 3 пятой группы логики 91 четвертого основного триггера 4 и третьих групп логики 89,94. четвертого основного 4 и вспомогательного 5 триггеров, так как на тактирующих входах 33, 28, 53, 48, 51, 47, 62, 67 соответственно разрешающие сигналы, В первом и втором основных триггерах записаны соответственно состояния информаци- IO онной шины 8 (D) и счетно-информационной шины 77 (Т). Включены комбинации: третий основной - вспомогательный триггеры, вспомогательный четвертый основной и третий основной З четвертый основной триггеры. В третий основной триггер 3 низким уровнем счетного сигнала (Т ) по тактирующему входу 25 записывается состояние инверсного выхода 7 (8 ), подаваемое 20 на информационный вход 23, в четвертый основной 4 триггер по входам 56, 43 записывается. состояние прямого выхода 6 (И ), вспомогательный 5 триг. гер ч это время в состоянии "Память", 25 состояние их одинаково. Это отображает первая строка табл, 1. При измерении счетного сигнала Т = (0 -«1) состояние третьего основного .триггера переписывается во вспомогательный и JQ четвертый основной триггеры по информационным и тактирующим входам 60, 65 и 41, 44 соответственно, а третий основной триггер переходит в состояние "Память". Триггер совершает переход 6- .Й, который отображает вторая строка табл. 1. После окончания переходного процесса при Т = (1 ) вновь образованное состояние Я становится состоянием памяти Q . .Это отображает О третья строка табл. 1, где третий основной триггер в состоянии "Память", а вспомогательный и четвертый основной повторяют его состояние. При изменении счетного сигнала Т =(1 — 0 ) во вспомогательном и четвертом основном триггерах происходит запоминание одинаковой информации. так как вспомогательный.B состоянии "Память", а четвертый основной повторяет его состояние, в третий основной триггер начинается запись состояния инверсного выхода 7 (Q). После окончания переходного процесса при Т = (0) состоянич триггеров соответствуют указанным в первой строке табл. 1. Первые
5$ четыре строки табл. 1 описывают первый счетный режим с переходом по положительному перепаду счетного сигнала.
Запись информации третьего основного триггера в четвертый основной триггер одновременно с записью этой информации во вспомогательный триггер производится с целью предотвращения потери конечной информации первого режима при переключении во второй счетный режим изменением уровня сигнала переключения (Р) шины 76, а запись значения (Q) в четвертый основной для.однозначности памяти.
2. Счетный режим с переходом по отрицательному перепаду счетного Т = — (1 О). Этот режим определяют восьмая,девятая, десятая, одиннадцатая 811 строки табл. 1, Счет производится по счетно-информационной шине 77 (Т).
Тактовый сигнал (С) на шине 75 равен а сигнал переключения (Р) на шине 76 равен 1, В первом и втором основных триггерах записаны соответственно состояния информационной шины 8 (О) и счетно-информационной шины 77 (Т). Разрешена работа третьей и пятой групп логики 84, 86 третьего основного триггера, четвертых групп логики 90, 95 четвертого основного и вспомогательного триггеров, так как на тактирующих входах 32, 30, 34, 31, 52, 50, 70, 68 соответственно есть сигналы разрешения. Включены комбинации: четвертый основной - вспомогательный триггеры, вспомогательный - третий основной и четвертый основной - третий основной триггеры. Если значение
1 счетного сигнала Т = (O), то четвертый основной триггер находится в состоянии Память, а вспомогательный и третий основной триггеры повторяют его выходное значение информации, что описывается восьмой строкой табл, 1.
При изменении счетного сигнала Т (Π— 1) третий основной и вспомогательный триггеры переходят в состояние "Память", третий основной повторяет значение вспомогательного, а в четвертый основной триггер начинают записываться информация инверсного выхода 7 (0) по информационному 42 и тактирующему 45 входам, Это отражает девятая строка табл. 1. После окончания переходного процесса при Т = (1) состояние триггеров отражает десятая строка табл. 1. При изменении счетно го сигнала Т = (1 — 0) четвертый основной триггер начинает переходить в состояние "Память", а во вспомогательный и третий основной триггеры переписывается его состояние по ин96685 формационным 61, 32 и тактирующим 64, 37 входам соответственно. Происходит переход триггера в новое состояние (8 8 ), это отображает одиннадцатая строка табл. 1. После окончания переходного процесса состояния триггеров соответствуют указанным в восьмой строке табл. 1. Запись информации четвертого основного триггера в третий основной триггер параллельно о е записью этой же информации во вспомогательный производится с целью предотвращения потери конечной информации второго счетного режима при переключении в первый счетный режим измене- И нием уровня сигнала переключения (Р) на шине 76, а запись значения (Я ) в третьем основном для однозначности памяти.
3. Переключение первого и второго 2р счетного режимов изменением уровня сигнала переключения P = (О 1) или P = (1 — 1 О) на шине 76. Рассмотренные два счетных режима работают от одного счетного сигнала (Т) шины 77 ° и
Различные уровни перехода дают возможность получить асинхронный реверсивный счет по одной счетной шине, при объединеннии триггеров в счетную цепь (выход 6 предыдущего триггера :ф цепи соединен с входной шиной 77 данного триггера). Для переключения двух счетных режимов введен сигнал переключения (P), изменением уровня которого- Р = (О -» 1) или Р = (1 — О) про3S изводится переключение счетных режимов без потери конечной информации предыдущего режима, что дает возможность включать прямой или обратный счет в любой момент работы цепи. При указанном выше соединении в счетную цепь прямой счет имеет второй счетннй режим с переходом по Т = (1 — О), а обратный счет первый счетный режим с переходом по Т = (О 1). РассмотIS рим подробнее работу триггера в моменты переключения счетных режимов.
В первом счетном режиме рабочая комбинация триггеров: третий основнойвспомогательный триггеры, а в четвертый основной триггер записывается такая же информация, что и во вспомогательный тем же уровнем счетного сигнала. Во втором счетном режиме рабочая комбинация триггеров: четвертый основной - вспомогательный триггеры, а в третий основной триггер записывается такая же информация, что и во ,вспомогательный тем же уровнем счет6 10
;ного сигнала. При включении триггера, в асинхронной цепи на входной шине 77 (Т ) каждого триггера цепи может быть либо О либо 1, что зависит от состоя-. ния предыдущего каскада. При переключении счетных режимов в зависимости от состояния шины 77 (Т ) вспомогательный триггер может переходить в состояние "Память", что сохраняет конечную информацию прежнего режима, или же переписывать состояние основного триггера вновь включаемого режима. Ег.ли состояние этого основного триггера одинаково со вспомогательным в момент изменения уровня сигнала перекяючения (Р ), то вспомогательный триггер также не изменит своего состояния. Таким образом, повторение информации вспомогательного триггера в основном триггере, не работающего в данный момент режима, дает возможность сохранить информацию вспомогательного триггера неизмененной при изменении уровня сигнала переключения Р ). Может быть четыре варианта переключения счетных режимов в зависимости от исходного состояния сигналов шин 76 (P ) и
77 (Т ).
Первый вариант. Сигналы PT = (О О ). вспомогательный и четвертый основной триггеры в состоянии памяти одинаковой информации, а в третьем основном записано инверсное значение вспомогательного, что отображает первая строка табл. 1. При изменении P =(Π— 1 1) четвертый основной триггер останется в состоянии "Память", а вспомогательный и третий основной триггеры повторят его состояние. Состояние выхода 6 (9 ) останется беэ изменения, что описывают пятая, седьмая строки табл. 1.
Второй вариант. Сигналы PT = О-» 1) что соответствует третьей строке табл. 1. Третий основной триггео находится в состоянии "Память", а вспомогательный и четвертый основной повторяют его состояние. Если происходит изменение P = (О - 1), то третий основной триггер остается в состоянии памяти, информации вспомогательного, вспомогательный переходит в состояние памяти такой же информации, как в третьем основном триггере, а в четвертый основной триггер записывается инверсное состояние вспомогательного, что отображает тринадцатая строка табл. 1. Состояние выхода 6 (остается беэ изменения.
11 9,668
Третий вариант. Сигналы PT = (1 0 ),. что соответствует восьмой строке табл. 1. Четвертый основной триггер находится в состоянии Память",а вспомогательный и третий основной повторяют его состояние. Если сигнал Р = (1- О), то четвертый основной триггер остается в состоянии памяти информации вспомогательного, вспомогательный триггер переходит в QocTo 10 яние памяти такой же, как в четвертом основном, информации, а в третий основной запишется инверсная информация вспомогательного. Это отображает шестая строка табл. 1. Состояние is выхода 6 (n) остается без изменения.
Четвертый вариант. Сигналы P Т = — (1 1), что соответствует десятой строке табл, 1, Вспомогательный и третий основной триггер находятся в 20 состояНии памяти одинаковой информации, в третьем осйовном записано значение вспомогательного, а в четвертом основном триггере записано инверсное значение вспомогательного. Если сиг- 25 нал P - =(1 †О), то третий основной триггер остается в состоянии "Память", а вспомогательный и четвертый основной триггеры повтерят,его состояние. Это отражает двенадцатая, че- зр тырнадцатая строки табл. 1. Значение выходного сигнала 6 (Q) остается без изменения.
4. Режим многократного изменения сигнала переключения P = (1 +- 1) или P = (1» — 0) из одного состояния
35 в другое при неизменном значении счетного сигнала (Т ) на шине 77. Во время работы асинхронной счетной цепи, состоящей из таких триггеров воз1 40 можно многократное изменение сигнала переключения при неизменном значении счетного сигнала. Такая комбинация возникает при частом переключении прямого и обратного режимов для полу45 чения реверсивного счета. Рассмотрим реакцию вспомогательного и основных триггеров на многократное изменение сигнала переключения. Начало многократного переключения соответствует четырем ранее описанным вариантам од50 нократного переключения. Чтобы показать, что состояние выхода о (Я ) при многократном переключении остается без изменения, нужно для каждого из четырех вариантов однократного пеSS реключения рассмотреть переключение в исходное состояние. Переключение по первому варианту дает в итоге значе56 12 ния триггеров соответствующие пятой, седьмой строкам табл. 1, а эти значения совпадают со значениями триггеров, описываемые восьмой строкой, которая описывает исходное состояние для третьего варианта переключения.
В свою очередь, переключение по тречьему варианту дает в итоге значения риггеров, соответствующие шестой строке табл. 1, которые совпадают со значениями первой строки, являющей- ся исходной для первого варианта переключения. Переключение по второму варианту дает в итоге значения триггеров, соответствующие тринадцатой строке табл. эти значения совпадают со значениями десятой строки, которая является исходной для четвертого варианта переключения. В свою очередь, переключение по четвертому варианту дает в итоге значения по двенадцатой, четырнадцатой строкам табл. 1, которые совпадают со значениями третьей строки, являющейся исходной для второго варианта переключения. Таким образом, многократные переключения .сигнала шины 76 (P ) при неизменном значении счетного сигнала шины 77 (Т ) не влияют на состояние выхода 6 триггера (О ) и их последовательность описывается пятой, шестой, седьмой и двенадцатой, тринадцатой, четырнадцатой строками табл. 1.
5. Режим записи по счетно-информационной шине 77 (Т ) тактовым сигналом шины 75 (С ). Режим предназначен для сдвига информации в сторону увеличения веса счетной цепи, при объединении триггеров в счетную цепь, Для получения режима необходимо, чтобы значение сигнала переключения (P ) шины 76 перед изменением тактового сигнала С = (0 1), было установлено в ноль. Состояние счетно-информационной шины 77 (Т ) при значении (С ) = — (О ) записано во втором основном триггере 2 по информационному 17 входу инверсным тактирующим сигналом (С ) no входу 16. По входам первой группы логики 80 записывается выходное состояние первого основного триггера при- значении сигналов С P -= — (1 1). В рассматриваемом режиме значение сигнала Р .= (0 ), поэтому ра- ботает только вторая группа логики 81.
При изменении тактового сигнала С = (Π— 1) состояние второго основного триггера переписывается во вспомога.тельный, третий, четвертый. основные
13 9668 триггеры по информационным 59, 21, 40 и тактирующим 71 36, 55 входам вторых групп логики 93, 83, 88 соответственно, на входах 66, 27, 46, есть сигнал разрешения, возникаюц<ий при значении Р = (0 ). Второй основной триггер .переходит в состояние "Память", а вспомогательный, третий и четвертый основные повторяют его значение. На выходе 6 (8) возникает изме-10 нение (Q - Т ). Этот переход отображает пятнадцатая строка табл. 1, Значение информационной шины 8 (D) может
ыть любым. После окончания переход-
I ного процесса новое состояние обраща- 15 ется в состояние памяти 8 (шестнадцатая строка табл. 11 Бели тактовый сигнал изменяется С = (1 — 0 ), то могут возникнуть Asa случая. Первый, при котором значение шины 77 20 (Т) =- (О). Во второй основной триггер запишется О, четвертый основной и вспомогательный триггеры переходят в состояние памяти, четвертый основной повторяет значение вспомогательного,а 25 в третий основной триггер записывает"ся инверсное состояние вспомогательного (двадцатая строка табл. 1). Состояние выхода 6 (3 ) остается без изменения. Второй случай, при котором 30 значение шины 77 (Т ) = (1 ). Во второй основной триггер записывается 1, третий основной триггер переходит в состояние "Память", а вспомогательный и четвертый основной повтор@от состояние третьего основного (двадцать первая строка табл. 1). Значение выхода 6 (Й ) остается без изменения.
6. Режим записи по информационной шине 8 (D),òàêòîBûì сигналом шины 75 (С ). Для получения данного режима необходимо, чтобы значение сигнала переключения P = (1 ) перед изменением тактового сигнала С = (О - 1). Исходное состояние этого режима описывают вось- 5 мая, десятая строки табл. 1. Значение информационной шины 0 (1)f при всех значениях сигналов С и Р, кроме
С Р = (1 1 ), всегда записано в первом основном триггере по информационным 9, 10 и тактирующим 11, 12 входам.
При изменении сигнала С = (0 -< 1 первый основной триггер переходит в состояние памяти, а вспомогательный,,вто рой, третий и четвертый основные -триггеры повторят значение первого основного, записанное по информационным 58, 18, .20, 39 и тактирующим 63, 14, 35, 54 входам первых групп логики 92, 80, 56 14
82, 87 соответственно и при наличии разрешения на входах 69, 15, 29, 49, которым является значение сигнала переключения Р = (1 ). На выходе 6 Й) возникает изменение (6 -< 3) . Это отображает двадцать вторая строка табл. 1. Состояние счетно-информационной ыины 77 (Т ) может быть любым. При изменении тактового сигнала С = (1 0.) могут возникнуть два случая. Первый, при котором значение шины 77 (Т ) = (0 ).-В первый основной триггер записывается информация шины 8 (D ), во второй основной триггер записывается О, четвертый основной триггер .переходит в состояние "Паять", а вспомогательный и третий ост овной триггеры повторяют значение четвертого основного (двадцать четвертая строка табл. 1), Значение выхода 6 (Q ) остается без изменения.
Второй случай, при котором значение шины 77 (Т) = (1). В первый основной триггер записывается информация шины Я (В ), во второй основной триггер 1, вспомогательный и третий основной триггеры в состоянии памяти одинаковой информации, третий основной повторяет значение вспомогательного, а чет-. вертый основной триггер установится в значение инверсное к значению вспомогательного (двадцать пятая строка табл. 1), Значение выхода 6 (Я) остается без изменения.
7. Режим записи по информационной шине 8 (D) сигналом переключения шины 76 (P). Для получения этого режима необходимо, чтобы тактовый, сигнал
С = (1) перед изменением сигнала переключения P - =(О -+ 1). Исходное состояние данного режима характеризуют шестнадцатая, двадцать третья строки табл. 1, которые отображают внутреннее состояние триггера после изменения С = (О -< 1). Первый случай, при исходном значении P = (О), описывает .шестнадцатая строка. Второй основной триггер находится в состоянии "Память", а вспомогательный, третий и четвертый основные триггеры повторяют его значение. В первом основном триггере записано значение шины 8 (О)., Изменение сигнала переключения
P = (Π— 1)приводит к переходу (Q D) который описывается семнадцатой строкой табл. 1. Первый основной триггер переходит в состояние "Память", а вспомогательный, второй, третий, четвертый основные повторят значение пер 15 9668 вого основного. Запись информации из первого основного триггера происходит также, как и при работе тактовым сигналом С по первым группам логики 92, 80, 82, 87, только в данном случае 5 тактовый сигнал С выполняет роль сигнала разрешения. После окончания переходного процесса новое состояние обращается в состояние памяти G (восемнадцатая строка табл. 1). При обратном изменении сигнала P = (1 -> 0 ) при ГО (1 1 в первый основной триггер записывается состояние шины 8 (D) второй основной триггер переходит в состояние памяти прежней и>формации, а вспомогательный, третий и четвертый основные триггеры повторяют значение второго основного триггера по вторым группам логики 93, 83, 88 при, значении сигналов Г = (1) и. P = (0 ). 20
Состояние выхода 6 (8 ) остается без изменения, Это описывает девятнадца" тая строка табл. 1. Чтобы начать работу в каком-либо другом режиме, нуж но произвести изменение С (1 — 0 ). 25
Это описывают двадцатые, двадцать первая строки табл, 1. Выход из данного режима при Р = (1) изменением тактового сигнала С = (1 - О) описывают двадцать четвертая, двадцать пятая стро- 50 ки табл. 1. Отдельно дана табл. 2 ло" гических функций работы вспомогательного и четырех основных триггеров.
Рассмотренные режимы работы триггера позволяют сделать некоторые обобще35 ния.
Триггер имеет два счетных режима по одной шине 77 (Т); первый счетный режим с переходом по положительному перепаду счетного сигнала Т = (О - 1)
40 при сигнале переклн>чения P = (О), второй счетный режим с переходом по отрицательному перепаду счетного сигнала Т (1 †« О) при сигнале переключения Р = (1). Переключение счет-, 45 ных режимов производится изменением уровня сигнала переключения P = (Π— «1) или Р = (1 — «О) при сигнале С = (О). Возможность непосредственного переключения обеспечивает50 ся дублированием информации вспомогательного триггера в основном триггере, не работаюц!его в данный момент счетного режима. Первый и второй счетные режимы паритетны.
При объединении в счетно-регист55 ровую цепь выход 6 (8) предыдущего триггера соединен счетно-информационной виной 77 (Т) данного триггера, 6 16 первый счетный режим с переходом по
Т = (О 1) имеет обратный счет, а второй счетный режим с переходом по
Т = (1 — О) имеет прямой счет.
При реверсивном счете в счетной цепи возникает многократное изменение сигнала переключения из одного состояния в другое при неизменном значении счетного сигнала шины 77 (Т).
Многократное переключение сигнала P не изменяет конечной информации того счетного режима, из которого начато это переключение.
Триггер имеет три режима записи: первь1й по счетно-информационной ш> не 77 (Т) изменением тактового сигнала шины 75 (С) = (Π— 1) при значении сигнала переключения шины 76 (Р) =(О ), этот режим предназначен для сдвига информации по счетно-информационной шине, второй режим записи по информационной шине 8 (D ) изменением тактового сигнала шины 75 (С ) =- (0 "1) при значении сигнала переключения шины 76 (Р ) = (1 ), это режим записи по свободной информационной шине, третий режим записи по информационной шине 8 (D ) изменением .сигнала переключения шины 76 (Р ) = (Π†«. 1) при значении тактового сигнала шины 75 (С ) = (1), этот режим по свободной информационной шине является дополнительным. Все режимы записи имеют приоритет по отношению к счетным режимам.
По включению первый и второй режимы записи зависят от состояния сигнала переключения и поэтому паритетны, а включение третьего режима записи может быть произведено как из первого, так и из второго режимов записи после установки тактового сигнала в единицу. По записи информации приоритет имеет второй и третий режимы записи, работающие по свободной информационной шине 8 (D ).
Приоритет информационной шины 8 (Q) позволяет использовать второй и третий режимы записи не только для передачи информации, но и для установки триггера в исходное состояние, так как в этих ре>нимах,при Г = (Π— «1), P = (1 ) при P = (Π— «.1 ), C=(l ) первый основной триггер переходит в состояние "Память", а все остальные повторяют его состояние информации.
Производится действие, которое по своим конечным результатам аналогично действию установочных входов, только
17 9668 в данном случае при С = (1 ) нет непосредственной связи выхода триггера с входной шиной 8 (Э ) . Поэтому установку триггера в исходное мо>кно обьединить с другими функциями по информа-.:.$ ционной шине 8 (D). Следовательно, в отдельных установочных входах нет . необходимости.
Использование шины 77 (Т ) как счетной и как информационной дает возмож- 1о ность производить по одной шине реверсивный асинхронный счет и сдвиг информации в сторону увеличения веса счетной цепи. При работе в режиме сдвига информацию на шине 77 (Т ) мож- q$ но изменять только при значении сигнала шины 7> (С ) = (1 ). Если значение шины 75 (С ) = (0 ), то при изменении сигнала на шине 77 (T ) может произойти счет В последовательно соединен- що ной цепи, такая ситуация может возникнуть только на первом входном триггере счетной цепи, когда изменение входной информации не синхронно с изменением тактового сигнала. На ос- 2$ тальных триггерах цепи изменение уровня выходных сигналов происходит с задержкой после перехода тактового сигнала С = (Π— 1).
На триггере без применения дополнительной логики можно проводить построение комбинированных устройств типа реверсивного асинхронного счетчика, с регистром сдвига вправо и с любой функцией работы по свободному инфорЙ мационному входу, различных устройств с меньшими возможностями.
На триггере можно сформировать каскад, имеющий два счетных асинхронных входа, один из которых имеет стар4О шую приоритетность, счетный каскад, имеющий два счетных входа и цепь сдвига содержимого вправо по счетноинформационной шине; каскад, имеющий три счетных входа, один из которых
4$ может быть асинхронным, а работа двух других должна быть согласована.
Таким образом, образование комбини". рованных режимов непосредственно внутри триггера для упрощения управления режимами работы триггерного устройст"
$о ва заключается в следующем. Во-первых, в образовании асинхронных ревер-. си вно го счетно го режима, изменение направления счета которого производится изменением уровня сигнала переклю-.
S5 чения без потери конечной информации предыдущего режима. Это достигается тем, что прямому и обратному режимам
56 18 счета, работающим от различных уровней одного счетного сигнала, соответствует отдельный основной триггер, работа которого со вспомогательным триггером разрешена при соответствующем уровне сигнала переключения. Оба счетных режима имеют друг относительно друга одинаковый приоритет. При работе в одном из счетных режимов- в основной триггер другого счетного режима из основного триггера данного счетного режима записывается такая же информация, что и во вспомогательный триггер, поэтому с изменением уровня сигнала переключения, при любом значении счетного сигнала, вспомогательный триггер останется в состоянии конечной информации прежнего режима. Вовторых, в присвоении обоим основным триггерам счетных режимов и счетному сигналу младшего приоритета, двум другим основным триггерам -среднего и старшего приоритета, а тактовому сигналу старшего приоритета над счетным сигналом при их работе со вспомогатель ным триггером. Это достигается запретом работы менее приоритетных комбинаций основной - вспомогательный триггеры по включению тактового сигнала при данном уровне сигнала перекпючения, где .запрет работы образуется введением инверсной связи от тактового сигнала на секции вспомогательного триггера, работающие с основными триггерами меньшего приоритета, и на все секции основных триггеров с меньшим приоритетом кроме той, у которой есть информационная связь с выходом основного триггера тактового сигнала при данном уровне сигнала переключения.
Включение тактового сигнала при одном из уровней сигнала переключения включает соответствующий режим и автоматически отключает действие счетного сигнала, который может иметь любое значение. С отключением тактового сигнала выходная информация не изменяется при любых значениях сигнала переключения и счетного сигнала. Это достигается одновременной записью ин1 формации из включенно -о основного триггера во вспомогательный триггер и во все основные триггеры с. более низким приоритетом. В-третьих, при включенном тактовом сигнале сигнал переключения получает две функции. Первую функцию сигнал переключения выполняет, коммутируя информационные входы для действия тактового сигнаf668
Таблица 1
Выход
Входные сигналы
57
75 8 ?6 переход
О- (+) МЗ
М1
Q(+) С 0 P
Q Q
Q 0.
1 0 Х
0- 1 Q
1 О
1 — 0 Q
Π— О
1- 0
0 1
0»
1 О
1 — 0 О
О ла, где выбор входа производится до включения тактового сигнала. Вторую функцию сигнал переключения выполняет как дополнительный тактовый сигнал при включенном тактовом сигнале, а по g действию она соответствует функции записи по свободному информационному входу, что достигается введением на основной триггер со старшим приоритетом связей, равноправных со связя- <0 ми тактового сигнала. В-четвертых, в совмещении функции асинхронного реверсивного счета и информационной передачи от тактового сигнала при одном из значений сигнала переключения на одной счетно-информационной шине, что в совокупности с приоритетностью режимов дает возможность проводить счет и сдвиг информации по одной цепи. функция информационной передачи 20 имеет более высокий приоритет над счетом, а совмещение образуется использованием для информационной передачи отдельного основного триггера с более высоким приоритетом по отно- 23 шению к основным триггерам счетных реСигналы на внешних шинах
g6
20 жимов, для которого счетно-информационная шина является информационной.
Использование предлагаемого триггера по сравнению с известным позволяет сократить количество шин переключения режимов до одной, необходимой для изменения направления счета и выбора входа приема информации при включении тактового сигнала, использовать с большей эффективностью, т.е, с большей функциональной загрузкой, счетную, информационную, тактовую шины и шину переключения. В свою очередь, это уменьшает количество внешних связей, ускоряет и упрощает про1 есс переключения режимов, позволяет, сократить габаритно-массовые показатели триггера по отношению к прототипу при одинаковом характере выполняемых функций (в исчислении к применяемым корпусам интегральных микросхем приблизительно в два раза). Кроме того, упрощается общий процесс проектирования устройств с комбинированными режимами, где счетный и тактовый сигналы могут быть несинхронными.
Выходы основных триггеров: N, 22
966856
} !
Продолжение табл. 1
12
ТВ
О-1 D
Т
15 0 1Х
16 1
О
D QD 0
D 0 1 X
X 1
17 1
18
1 0
20 1- 0 Х 0 0
1 Q Q в
О 0
О -" 0
22 0-» 1
23. 1
24 1- 0
25
П р и м е ч а н и е. Новое состояние существует только в дискретном интервале перехода, после окончания перехода оно обрацается в состояние памяти О.
Таблица 2
Триггер
Выход Логическая функция выхода
6 (О) С (РИ1ЧРМ2) 3/С (РТИЗУРТИ4) V (РТЧРт) О
5(S) С (PM1i/PM2) Ч C (T(PM3VPQ)V TPOVTPM4) 4 (М4) 57
С (РИ1ЧРМ2)ЧС(т(РИ4ЧРО)ЧТРИ3)
CTi/C (РТ!ЧРИ2) 3 (МЗ) 2 (М2) 19
D(u/P)VrPMi (M1) 1 0 1
0 — 1
1 — 0
Т Т
Q О
D D
О
Q Q
966856
23 >ормула изобретения
Триггерное устройство, содержащее первый, второй, третий и четвертый основные и вспомогательный триггеры, S прямой и инверсный выходы, первый информационный вход первого основного триггера соединен с информационной шиной, первый тактирующий вход первого основного триггера соединен с первым тактирующим входом вспомогательного триггера и с выходом первого инвертора, вход которого подсоединен к тактовой шине, к первому тактирующему входу второго основного триггера и к второму тактирующему входу вспомогательного триггера, выход первого основного триггера соединен с первым информационным входом вспомогательного триггера, выход второго основно- 20 го триггера соединен с вторым информационным входом вспомогательного триггера, первый тактирующий вход третьего основного триггера соединен с третьим тактирующим входом вспомо- 2Б гательного триггера и с выходом второго инвертора, вход которого присоединен к первому тактирующему входу четвертого основного триггера, к четвертому тактирующему входу вспомо- 3О гательного триггера, выход третьего основного триггера соединен с третьим информационным входом вспомогательно.го триггера, выход четвертого основного триггера соединен с четвертым информационным входом вспомогательного триггера, вход третьего инвертора соединен с шиной переключения, отличающееся тем,что, с целью упрощения управления режимами работы триггрного устройства, введена счетно-информационная шийа, которая соединена с входом второго инвертора, с вторыми тактирующими входами третьего и четвертого основных триггеров и с первым информационным входом второго основного триггера, второй информационный вход первого основного триггера соединен с инфор— мационной шиной, второй тактирующий вход первого основного триггера со,единен с выходом третьего инвертора, с третьим и четвертым тактирующими входами третьего основного триггера, с третим, четвертым и пятым тактирующими входами четвертого основного триггера, с пятым и шестым тактирующими входами вспомогательного триггера, второй информационный вход второго основного триггера соединен с первыми информационными входами третьего и четвертого основных триггеров и с выходом первого основного триггера, второй тактирующий вход второго основного триггера соединен с пятым, шестым и седьмым тактирующими входами третьего основного триггера, с шестым и седьмым тактирующими входами четвертого основного триггера, с седьмым и восьмым тактирующими входами вспомогательного триггера и с шиной переключения, третий тактирующий вход второго осноBHoго триггера соединен с восьмым, девятым и десятым такти" рующими входами третьего и четвертого основных триггеров, с девятым тактирующим входом вспомогательного триггера и с выходом первого инвертора, одиннадцатые и двенадцатые тактирующие входы третьего и четвертого основных триггеров соединены с десятым тактирующим входом вспомогательного триггера и с шиной тактового сигнала, вторые информационные входы третьего и четвертого основных триггеров соединены с выходом второго основного триггера, тертий информационный вход третьего основного триггера соединен с выходом четвертого основного триггера, третий информационный вход четвер1 того основного триггера соединен с вы.-. ходом третьего основного триггера, тринадцатые тактирующие входы третьего и четвертого основных триггеров соединены с выходом второго инвертора, четвертые информационные входы третьего и четвертого основных триг" геров соединены с инверсным выходом, пятые информационные входы третьего и четвертого основных триггеров. соединены с прямым выходом.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент СНА N 3917961, кл. Н 03 К 3/286, 1975, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке " 2909410/18-21, 16.04 ° 80.,.oc.тавитель Л. Левченко
Редактор О, Колесникова Техред C,M ry oBa Корректор H° . Вуряк
Заказ 7899/75 Тирах< 959 .Подписное
ВНИИПИ Государственного ком тета СССР по делам изобретений и открытий
113035, 1осква >l-3 Раушская наб, д, 4/5 филиал ППП Ч атент, г, У>:город, ул. Проектная,4
