Триггерное устройство
ОП,ИСАНИЕ ИЗОЗРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски« Социаяистичесии« Республик (6l ) Дополнительное i, авт. свид-ву (22) Заявлено 26, 10.80 (21) 3219754/18-21 ($i)NL. Кл. H 03 К 3/286 с присоединениеи- заявкй № Гев даратееевй кем«тет СССР ei 4е«ам «зебрне««« и ат«рытий (23) Приоритет Опубликовано 23.0-1 .83. Бюллетень- №3 1 (53) УДт(, 621.374.. 3 (088 ..8) Дата опубликования описания 23,01.83 (72) Автор изобретения t г А. Ю. Глаз ачев (7I) заявитель (54) ТРИГГЕРНОЕ УСТРОЙСТВО; 1. .. Изобретение относится к импульсной .,техни ке . Известно триггерное устройство, содержащее два основных и один вспомогательный триггеры (1 ). Недостатком триггера являются or5 раниченные функциональные возможности, так как он может работать либо в режиме счета, либо B режиме запоминания:информации. Наиболее близким к предлагаемому rlo технической сущности является триггерное устройство, содержащее три основных и один вспомогательный триг:геры, прямой и инверсный выходы, первую и вторую шины тактового сигнала P2). Недостатком известного устройства является. то, что для коммутации ре-: жимов в комбинированном устройстве 2о требуются внешние управляющие сигналы, подаваемые на шины управления триггера, Для этого нужен блок управления переключением режимов и шины управления триггера, что увеличи вает количество внешних связей и габаритно-массовые показатели комбинированных устройств, усложняет их обслуживание и проектирование. Целью изобретения является упрощение управления режимами работы уст-. ройства за счет получения возможности работы устройства в комбинированных режимах путем их образования непосредственно внутри триггера и коммутируемых включением и отключением соответствующего тактового сигнала без переключения режимов от внешнего управляющего блока. . Поставленная цель достигается тем, что в триггерное устройст.во, содержащее первый основной, второй основной, третий основной и вспомогательный триггеры, прямой и инверсный выходи, информационный вход первого основного триггера соединен с первой информационной шиной, тактирующий вход первого основного триггера со99 1 579 3 единен с первым тактирующим входом вспомогательного триггера и с выходом первого инвер тор а, вход которого присоединен к первой шине тактового сигнала, к первому тактирующему входу второго основного триггера и к второму тактирующему входу вспомогательного триггера, выход первого основного триггера соединен с первым и нформационным входом вс помог ател ь- о ного триггера, выход второго основного триггера соединен с вторым информационным входом вспомогательного триг гера, первый тактирующий вход третьего основного триггера соединен с третьим тактирующим входом вспомогательного триггера и с выходом второго инвертора, вход которого присоединен к второй шине тактового сигнала и к четвертому тактирующему входу вспомогательного триггера, выход третьего основного триггера соединен с третьим информационным входом вспомогательного триггера, введена счетно-информационная шина,. которая соединена с первым информационным входом второго основного триггера, с вторым тактирующим входом третьего основного триггера и с входом третьего инвертора, выход которого присоединен к пятому тактирующему входу вспомогательного триггера, выход первого основного триггера соединен с вторым информационным входом второго основного триг35 гера и с первым информационным входом третьего основного триггера, второй и третий тактирующие входы второго основного триггера соединены соответственно с выходом первого ю инвертора и с выходом второго инвертора, выход второго основного триггера соединен с вторым информаци онным входом третьего основного триггера, третий и четвертый тактирующие фС входы третьего основного триггера соединены соответственно с первой и второй шинами. тактового сигнала, пятый тактирующий вход третьего основного триггера соединен с шестым такSG тирующим входом вспомогательного триг гера и с выходом первого инвертора, шестой тактирующий вход третьего основного триггера, третий информационный вход третьего основного триггера соединен с инверсным выходом триггер55 ного устройства. На фиг. 1 представлена схема триг герного устройства; на фиг. 2 - схе4 ма соединений с использованием элементов И-ИЛИ-НЕ, Устройство содержит первый основной, второй основной, третий основной и вспомогательный одноступенчатые триггеры 1-4 . Сигналы, подаваемые на тактирующие входы триггеров, помечены стрелками, а информационные сигналы без стрелок. Прямой вы.". ход 5 и инверсный выход 6 являются соответствующими выходами вспомогательного триггера 4, информационный вход 7 первого основного триггера 1 соединен с первой информационной шиной 8, а тактирующий вход 9 соединен с> выходом инвертора 10, шина 11 первого тактового сигнала соединена с входом инвертора 10 и с тактирующими входами 12-14 первых групп входной логики 15- l соответственно второго, третьего основных и вспомогательного триггеров, выход 18 триггера 1 соединен с информационными входам1 19-21 первых групп входной логики 15-17 соответственно второго, третьего основных и вспомогательного триггеров, выход инвертора 10 соединен также с первыми тактирующими входами 22-24 вторых групп входной логики 25-27 соответственно второго, третьего основных и вспомогател ьного триггеров и первыми тактирующими входами 28 и 29 третьих групп входной логики 30 и соответственно третьего основного и вспомогательного триггеров, информационный вход 32 второй группы входной логики 25 второго основного триггеоа соединен со счетнî-%нформационной шиной 33, второй тактирующий вход 34 той же группы логики через инвертор 35 соединен с второй тактавой шиной, шина 36 второго тактового сигнала соединена с вторыми тактирую щими входами 37 и 38 вторых групп входной логики 26 и 27 соответственно третьего основного и вспомогательного триггеров и с входом инвертора 35, выход 39 второго основного триггера соединен с информационными входами 40 и 41 вторых групп входной логики 26 и 27 сооветственно трстьего основного и вспомогател ьного триггеров, выход инвертора 35 подается также на вторые тактирующис входы 42 и 43 третьих групп входной логики 30 и 31 соответственно третьего основного и вспомога. тельного триггеров, для которых он выполняет функцию разрешения (запре-, 5 - 99157 та). Информационный вход 44 третьей rpyrps входной логики 30 третьего основного триггера соединен с инверсным выходом 6 (Q), информационный вход 45 третьей группы входной ло. 5 гики 31 вспомогательного триггера соединен с выходом 46 третьего основного триггера, третий тактирующий вход 47 третьей группы входной логики 30 третьего основного триггера со- 10 единей со счетно-информационной шиной 33 (Т) и через инвертор 48 - с третьим тактирующим входом 49 третьей группы входной логики 31 вспомогательного триггера. 15 Для комбинации третий основной вспомогательный триггеры шина 33 является источником счетного сигнала, а для комбинации второй:основной вспомогательный триггеры шина .33 яв- 2о ляется источником инфоомационного си.гнал а. Работа устройства описывается таблицей переходов, которая разделена на столбцы, отражающие состояние 25 входных сигналов на шинах 11, 8,36 и 33 выхода 5 триггера (прямого) и выходов первого 18, второго 39, третьего 46 основных триггеров и вспомогательного 5 триггера. Для каждого од- зв ноступенчатого триггера даны их выходные состояния и функции логического образования ° Знак (+1) в таблице означает со::ояние выхода соответствующего триггера в дискретный момент времени следующий за данным. Графа ПЕРЕХОД отображает изменение выходного сигнала (Q) триггера при переходе входного тактового сигнала из одного состояния в другое в течение on-., 4 ределенного дискретного момента времени ° Переход триггера из состояния в состояние происходит за время, не .ripeвышающее время, срабатывания при изменении тактового сигнала в определенную сторону. В остальное время вспомогательный триггер будет либо в состоянии память, либо в состоянии записи информации из основного, который в этот момент будет в:состоянии память. Таким образом, выходной сигнал триггера 5 зави- сит логически от входного информационного- сигнала какого- либо из основных триггеров только в дискретный 55 промежуток времени, середина которого соответствует моменту изменения тактового сигнала в сторону записи во вспомогательный триггер, а дли9 6 тел ьност ь не пре вышае т удвоенного времени срабатывания триггера, После окончания дискретного интервала времени связь выхода 5 - (Q) с входным информационным сигналом теряется, поэтому в таблице дана графа ПЕРЕХОД, определяющая реакцию выхода 5 на изменения тактовых сигналов. Рассмотрим работу триггера во всех режимах согласно с таблицей перехо-:.. дов. Счетный режим по шине 33 (Т).: Зтот режим описывают первые четыре строки таблицы переходов. Если первый 11 (С) и второй 36 (С ) такто" вые сигналы равны О, то разрешена запись в первый основной триггер информации шины 8 (О), во второй ос" новной триггер информации счетно-информационной шины 33 (T) по тактирующим входам 9 и 22, 34 соответственно. В третьем основном и вспомогательном триггерах разрешена работа тактирующих 47 и 49 и информационных 44 и 45 входов соответственно третьих групп логики 30 и 31. Эти входы включены в счетном режиме, так как инверсный выход 6 вспомогательного триггера (О) присоединен к .входу 44, а сигнал шины 33 (Т) - к входу 47 и через инвертор -. к входу 49. Первые группы логики 15-17 и вторые группы логики 26 и 27 отключены сигналами » (C) и 36 (С ) соответственно, поэтому работает комбинация третий основной - вспомогательный триггеры по своим трет ьим группам логики 30 и 31. Если сигнал 33 (Т) =О, то третий основной триггер будет в состоянии память, а вспомогательный будет повторять его состояние (первая строка таблицы) . Если сигнал 33 fT).= =(О-ъ1) в состоянии изменения, то в третий основной триггер начнется запись состояния инверсного выхода 6 (Я), а вспомогательный перейдет в состояние память, выходное значение триггера не изменится (вторая строка таблицы). Если сигнал 33 (Т) = =1, то третий основной триггер повторяет инверсное состояйие вспомогательного, а вспомогательный в состоянии память, (третья строка таблицы). Если сигнал 33 (Т) = (1,- О) в состоянии изменения, то во вспомогательный триггер начнет записываться информация третьего основного который будет переходить в состоя7 9915 ние память. На выходе триггера g (QJ образуется переход (0- О). 2. Режи и записи и нформации по шине 33 (Т) вторым тактовым сигналом шины 36 (С ). В этот режим переход осуществляется изменением сигнала 36 (С ) = (U 1), что описывается пятой строкой таблицы переходов. Первый тактовый сигнал 11 (С)=0. В мо- å мент перехода сигнала 36 (С- )=(0 1) во втором основном триггере запоминается информация шины 33 (Т), а во вс помог ат ел ьный и в т р ети и основной триггеры по информационным- входам 41 и 40 тактирующим сигналом на входах 38 и 37 записывается состояние второго основного триггера, т.е. состояние шины 33 (Т) в момент перехода. Работавшие в счетном режиме третьи группы логики 31 и 30 вспомогательного и третьего основного триггеров отключаются переходом сигнала 36 (Т) в 1 по входам 43 и 42 соответственно. Таким образом в работу включается ком.2 бинация второй основной - вспомогательный триггеры по вторым группам логики 29 и 27,. причем в третий основной триггер ne второй группе логики 26 записывается такая же информация, что и во вспомогательный по информационному 40 и тактовому 37 входам. Такая запись сделана с целью получения возможности непосредственного обратного переключения в асинх35 ронный счетный режим без потери информации изменением тактового сигнала 36 (С- ) из 1 в 0 . Шина 33 (Т) при обратном переключении. может быть или в состоянии 0 или в состоянии Если шина 33 (Т) =0, то при переключении из третьего основного триггера информация перепишется во вспомогательный, т.е. ее значение повторитсяся и ост анется прежни м. Е сли шина 33 (Т) =1, то вспомогательный триггер будет помнить прежнюю информацию, а в третий основной запишется инверсная информация вспомогательного, После снятия сигнала 36 (С }= =(1- 0) счетный режим будет готов к работе через время, равное времени срабатывания триггера. Обратный переход в счетный режим описывается седьмой и восьмой строками таблицы переходов. Шестая строка таблицы описывает статическое состояние при сигнале 36 (С )= 1 после перехода ;0 -.1}, 79 8 3. Режим записи информации по ин формационной шине 8 (О) первым так" товым сигналом шины 11 (С). В первом основном триггере при значении сигнала 11 (С)=0 постоянно записана информация шины 8 (O). Переход в данный режим производится изменением сигнала 11 (С) = (0 1), что описывается девятой строкой таблицы переходов. Сигналы на шинах 36 (Сг) и 33 (Т) могут иметь во время перехода любой уровень. На тактирующих входах 22-24 вторых групп логи ки 25-27 второго, трет ьего основных и вспомогательного триггеров, а также на тактирующих входах 23 и 29 третьих групп логики 30 и 31 третьего основного и вспомогательного триггеров появляется сигнал запрета, который отключает указанные группы логики. Первый основной триггер переходит в состояние память, а во вспомогательный, третий и второй основные триггера по информационным входам 21, 20 и 19 соответственно тактовым сигналом 11 (С) на входах 14, 13 и 12 записывается состояние первого основного триггера. Десятая строка таблицы переходов отображает состояние всех одноступенчатых триггеров при значении сигнала 11 (С) = 1 после его перехода (0 - 1) . Первый, второй, трети й, основные и вс помог ат ел ь ный триггеры имеют одинаковое состояние Q, сигналы на шинах 8 (D) 36 (C ), 33 (Т) в это время влияние на триггер не оказывают . Если при изменении первого тактового сигнала 11 (С) =(1- О) второй тактовый сигнал 36 (С ) = 1,то первый основной триггер перейдет в состояние шины 8 (О), ВТОРОЙ GCHGdHOH ТРИГГЕР В СОСТОЯ ние память, в во вспомогательный и в третий основной триггеры перепиI шется информация второго основного триггера, т.е. состояние триггера останется прежним. Описанный переход отображает одиннадцатая строка таблицы переходов. Если лри изменении первого тактового сигнала 11 (C)= = (1- О) второй тактовый сигнал 36 (Ст ) =0, а сигнал 33 (Т) =0, то в первый и второй основные триггеры запишется состояние шин 8 (О) и 33 (Т} соответственно, третий основной триг гер перейдет в состояние память,. а во вспомогательный запишется состоя. we третьего основного, т.е. состояние триггера останется прежним. Опи9 9915 санный переход отображает двенадцатая строка таблицы перехода. Если яри изменении пер вого тактового си г нала 11 (С)= (.1-» О) второй тактовый сигнал 36 (С. ) =Î,а сигнал 33 (Т)=1,то see группы логики всг омог а ел ьного триггера будут отключены, он перейдет в состояние памяти прежней инфор. мации, в первый и второй основные триггеры запишется состояние шин 8 10 (О) и 33 (Т) соответственно, в третий основной триггер запишется инверсное состояние вспомогательного триггера. Через время, равное времени записи 15 в соответствующий основной триггер, триггер готов к работе в других режимах. При переключении из режима в режим нужно, чтобы моменты изменения сигналов на входных шинах отстояли ?g друг от друга на время не меньшее, чем время срабатывания триггера. В таблице переходов отдельно даны логические функции работы первого, второго, третьего основных и вспомогате- 25 льного триггеров. Рассмотренные режимы работы триггера позволяют сделать некоторые обобщения: 30 1) Триггер имеет три режима работы: счетный режим по счетно-информационному .входу 33 (Т) ; режим записи по счетно-информационной шине 33 (Т} вторым тактовым сигналом шины 36 (С.) режим записи по информационному входу шины 8 (D) первым тактовым сигналом шины 11 (С). 2} Каждый иэ этих трех режимов имеет различный приоритет работы: старший приоритет имеет режим записи по шинам 8 (D} и 11 (С); приоритет на ступень ниже имеет режим записи по входам 36 (С ) и 33 (Т); младший приоритет имеет счетный режим по входу 33 (Т). 3). Переключение из режима в режим осуществляется изменением уровней соответствующих тактовых сигналов, причем возврат в режим с меньшим 50 приоритетом происходит без потери информации предыдущего режима. Такая в азможност ь обе с печи вает ся одновременной запи с ью и нфор мации и з пер вого или второго основного триггера соот55 ветственно во вспомогател ьный, второй основной, третий основной триггеры или во вспомогательный, третий основной триггеры. 79 10 4) Приоритетная работа тактовых сигналов и одновременная запись информации во вспомогательный и соответствующие основные триггеры дает возможность использовать режим работы по входам 8 (О), 11 (С} как режим записи (сдвига, передачи и т.д.} и, как режим установки в исходное состояние. При изменении первого тактового сигнала 11 (С)=(0-» 1) все одноступенчатые триггеры устанавливаются в состояние шины 8 (D}, т.е. производится действие, которое по своим конечным результатам аналогично действию известных установочных входов с той разницей, что в данном случае, первый основной триггер находится в состоянии память и нет непосредственной связи выходов триггера с входной шиной 8 (О). Из вышеизложенного можно заключить., что в отдельных установочных входах нет необходимости, особенн для устройств с большой динамичностью работы. Функцию установки можно обье. динить с другими Функциями записи по входу 8 (О) на основании логической формулы О=-УК„ / ХК,„, где К, К,...У коммутирующие сигналы, à Y - сигнал уст анов ки . 5) Использование одного входа 33 (Т) как счетного и, как информационного дает возможностЬ производить счет и сдвиг информации вправо по одной цепи. Следует отметить одну особенность, которая заключается в том, что при работе в режиме сдвига изменять информацию на входе 33 (Т) можно только в том случае, если какакой-либо из тактовых сигналов отли" чен от О. При С С (0 О) изменение сиг нала 33 {Т)=(1-» О) произведет счет в цепи триггеров. В последовательно соединенной цепи такая ситуация может возни кнут ь тол ько на первом вход" ном триггере цепи, когда изменение входной информации че синхронно с изменением тактовых сигналов. На остальных входах 33 (Т) цепи изменение уровня происходит после перехода тактового сигнала 36 (С ) в 1. 6) В таблице переходов счет по шине 33 (Т)=(1-» 0),что при обьединении в счетно-сдвигающую цепь дает прямой счет и сдвиг прямой информации вправо. Если сделать счет по изменению сигнала 33 (T}=:,,0-» 1), то в цепи будет обратный счет и сдвиг прямой информации вправо. l 1 99 j) Счетный режим можно сформировать, используя шину 33 (T) как информационную. а шину 36 (С ) как счетную. Изменение информации на входе 33 будет происходить с задержкой на время срабатывания триггера и не будет влиять на выходной сигнал триггера. При значении тактового сигнала 36 (Ст) =0 состояние шины 33 (Т) не меняется и может быть 0 или 1. Если О, то третий оснрвной триггер в памяти, а вспомогательный повторяет его состояние, если 1, то вспомогательный триггер в памяти а в третьем основном триггере будет записано инверсное состояние вспомогательного, т.е. изменение состояния выхода 5 (Q) может произойти тол ько с новым изменением сигнала 36 (С )= =(0 1). 8) Входы 11 (С), 8 (О) использовать в счетном режиме следует только для одного каскада с целью образования на одном триггере двух одновременно работающих счетных входов, один из которых при сигнале 11 (С)=1 блокирует р аботу другого. И спол ьзо=. вать эти входы в счетной цепи нежелательно из-за старшего приоритета входа 11 (C). На триггере без применения дополнительной логики можно проводить построение комбинированных устройств типа: асинхронный двоичный счетчик, с регистром сдвига вправо и с любой функцией. работы по входам со старшей приоритетно"т ью; счетного каскада, работающего по двум различным счет-. Таким образом, предлагаемый триггер позволяет вывести из состава триггера шины управления пере ключением режимов и с большей эффективностью, т.е. с более высокой функциiO ональной загрузкой, испол ьзоват ь счетные, информационные и тактовые шины, в свою очередь это уменьшает количество внешних связей, позволяет упростить и ускорить процесс переключения режимов, сократить габаритно-массовые показатели предлагаемого триггера по отношению к известному .при одинаковом характере выполняемых функций 1 в исчислении к применяе20 мым корпусам интегральных микрос; ем приблизительно в два раза), кроме то-, го, упрощается общий процесс проектирования устройства с комбинированными режимами, так как не требуется блок 25 управления переключением режимов, а тактовые сигналы независимы от сигналов управления переключением режимов и могут включаться независим". друг от д,".уга с учетом язаымнс;;о 30 приоритета и времени срабат;.:вг-..;:.триггера, если требуется фикса,.ия конечной информации данного режим а. Это позволяет более эффектив;-о испол ь зоват ь при меня емые эле нен 7U и создает $ добство для обслужи 3ани я, комбинированных устройств, работающих от несинхронных тактовых сиг алов с различными частотами следования . Выход Выходные си гн алы (18 С т (+1) (+1) (+1) (+1 ) (+1) переход а 0- 1 Q 1 а Сигналы на внешних шинах 1579 12 ным входам, из которых один имеет больший приоритет; различных устройств, с мен ьши ми возможностя ж . Ъ Выходы одн осту пе нч аты х триггеров $93/79 1Продолжение таблицы Сигналы на внешних шинах Выходные сигналы ыходы одноступенчатых триггеров Выход 46 П Т (+1) (+1) переход (+1),(+1) (+1 ) 1 +О 0 0- (, Т 0 - Т Q . О. а а Т Т Q T х Q 1 Q О. 1 0 0 0 0 а Q 0- 1 D 1 х 0 Q&0 Q 0 0 0 О 0 1 Выход Логическая Функция ° . Триггер ь (Q) CNvC (C М.vC (T M>yT Q)) 4 (s) 3 (Иа) СМ С (C M С (Т Цч ТМ ) ) СМ„ С (C,Тч С CDVCM (М,) 39 1 (М) 18 П р и м е ч а н и е. 1. Новое состояние существует только в дискретном интервале перехода, после окончания перехода оно обращается в состояние памяти Q. 2.Сииволы обозначают: x - любое состояние, - - нет перехода.. Формула изобретения Триггерное устройство, содержащее первый основной, второй основной, .третий основной и вспомогательный триг I геры, пряиой и инверсный выходы, информационный вход первого основного триггера соединен с первой информационной виной, тактирующий вход первого: основного триггера соединен с первым тактирующим входом вспомога-тельного триггера и с выходом первого инвертора„ вход которого присоединен к первой шине тактового сигна,ла к первому тактирующему входу второго основного триггера и к второму тактирующему входу вспомогательного триггера, выход первого основного триггера соединен с первым .информационным входом вспомогательного тригге1 9915 ра, выход второго основного тригге ра соединен с вторым информационным входом вспомогательного триггера, пер. вый тактирующий вход третьего основного триггера соединен с третьим тактирующим входом вспемог ател ьного три г гера и с выходом второго инвертора, вход которого присоединен к второй шине тактового сигнала и к четвертоМу тактирующему входу вспомогатель- 1в ного триггера, выход третьего основного триггера соединен с третьим информационным входом вспомогательного триггера, отличающийся тем, что, с целью упрощения у пр авления режимами работы триггера, в триггер введена счетно-и нфор маци онн ая шина, которая соединена с первым ин-. фор маци он ны м входом вт ор ого основ ного триггера, с вторым тактирующим входом о -:ретьего основного триггера и с входом третьего инвертора, выход которо. го присоединен к пятому тактирующему входу вспомогательного триггера, выход первого основного триггера сое- у5 динен с вторым информационным входом 1второго основного триггера и с первым Информационным входом третьего основного триггера, второй и тоетий так79 тирующие входы второго основного триггера соединены соответственно с выходом первого инвертора и с выходом второго инвертора, выход второго основного триггера соединен с вторым информационным входом третьего основного триггера, третий и четвертый тактирующие входы третьего основного триггера соединены соответственно с первой и второй шинами тактового сигйала, пятый тактирующий вход третьего основного триггера соединен с шестым тактирующим входом вспомога- тельного триггера и с выходом первого инвертора, шестой тактирующий вход третьего основного триггера соединен с вторым тактирующим входом триггера второго основного, третий информационный вход третьего основного триггера соединен с инверсным выходом триггерного устройства; Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США и 3917961, кл. Н 03 K 3/286, 307/243, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке h" 2909410,кл. Н 03 К 3/286, 16.04.80, 991579 Сост ави тел ь И. Певче н ко Техред Т. Фанта Корректор О. Билак Редактор В. Иванова Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 162/75 Тираж 934 Подпи сн ое ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изооретений и открытий 113035, Москва, Ж-35,Раушская наб., д. 4/5
