Троичный счетный триггер

С 0103 СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 11 Н ОЗК 29/ ГОСУДАРСПО ДЕЛ ИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСНОМ В ЕЛЬСТВУ ВЕННЫИ НОМИТЕТ СИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(72) Н.Г.Коробков, Л.В.Коробкова, А.Е.Лебеденко и К.К.фурманов (71) Харьковский ордена Ленина авиационный институт им.Н,Е.Жуковского (53) б 21.374.32(088,8).( 56 ) 1 Патент США Р 3 5080 3 3. р кл. Н 03 К 23/02, 1970.2. Авторское свидетельство СССР Р 851785, кл. Н 03 К 29/00, 1979 (прототип).(54)(57) ТРСЯЧНЫИ СЧЕТНЫИ ТРИГГЕР, содержащий входную шину, две управляющие шины, элемент ИЛИ/ИЛИ-НЕ и девять элементов ИЛИ-НЕ, выход первого из которых соединен с первыми входами второго и третьего элемен- тоя ИЛЙ-НЕ, выход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с первыми входами первого, четвертого элементов ИЛИ-НЕ и с вторым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ, выходы четвертого, пятого и шестого элементов ИЛИ-НЕ соединены соответственно с первыми входами пятого, шестого элементов ИЛИ-НЕ и с вторым входом пятого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с третьими входами первого и .второго элементов ИЛИ-НЕ и с вторым входом четвертого элемента ИЛИ-НЕ, третий вход которого соединен с перЯОА вой управляющей шиной, выходы седьмого, восьмого н девятого элементов ИЛИ-НЕ соединены соответственнос первыми входами восьмого, девятогоэлементов ИЛИ-НЕ и с вторым входомвосьмого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с третьим входомтретьего элемента ИЛИ-НЕ, четвертыйвход которого соединен с четвертымвходом второго элемента ИЛИ.-НЕ и спрямым выхсдом элемента ИЛИ/ИЛИ-НЕ,инверсный выход Которого соединен стретьими входами пятого и восьмогоэлементов ИЛИ-НЕ, вторая управляющашина и входная шина соединены соответственно с вторым входом девятогоэлемента ИЛИ-НЕ и с входом элемента ИЛИ/ИЛИ-НЕ, о т л и ч а ю щ и Яс я тем, что, с целью повьзаениянадежности, в него введен десятыйэлемент ИЛЙ-НЕ, а первый элементИЛИ-НЕ расширен прямым выходом, коый соединен с первым входом десятого элемента ИЛИ-НЕ, выход которогсоединен с вторыми входами шестогои седьмого элементов ИЛИ-НЕ, третьивходы которых соединены соответствено с второй и первой управляющимишинами, выходы третьего, восьмогоэлементов ИЛИ-НЕ и прямой выход элемента ИЛИ/ИЛИ-НЕ соединены соответственно с третьим входом девятогоэлемента ИЛИ-НЕ, с четвертым входом первого элемента ИЛИ-НЕ и с вторымвходом десятого элемента ИЛИ-НЕ.Изобретение относится к автомати -ке и вычислительной технике, а болееконкретно к многоустойчивым перечетным схемам, выполненным на двоичных логических элементах, и можетбыть использовано для построения 5счетчиков, делителей частоты, распределителей импульсов и т.д.Известен троичный счетный триггер,содержащий входную шину, элементИЛИ-НЕ/ИЛИ, основной и вспомогательный триггеры, построенные на элементах ИЛИ-НЕ 1 .Недостатками известного устройства являются относительная сложность,сравнительно невысокое быстродействие 15и ограниченность функпиональныхвозможностей.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является троичный счетный триггер, содержащийвходную шину, две управляющие шины,элемент ИЛИ/ЙЛИ-НЕ и девять элементов ИЛИ-НЕ, выход первого из которыхсоединен с первыми входами второгои третьего элементов ИЛИ-НЕ; выходвторого элемента ИЛИ-. НЕ соединен спервыми входами первого, четвертогоэлементов ИЛИ-НЕ и с вторым входомтретьего элемента ИЛИ-НЕ выход которого соединен с вторыми входамипервого и второго элементов ИЛИ-НЕ,выходы четвертого, пятого и шестогоэлементов ИЛИ-НЕ соединены соответ"ственно с первыми входами пятого,шестого элементов ИЛИ-НЕ и с вторымвходом пятого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с третьимивходами первого, второго элементов ИЛИ-НЕ и с вторым входом четвертого элемента ИЛИ-НЕ, третий вход котерого соединен с первой управля ющей шиной, выходы седьмого, восьмого и девятого элементов ИЛИ-НЕ сое" динены соответственно с первыми входами восьмогодевятого элементов ИЛИ-НЕ и с вторым входом восьмого 5 элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с третьим входом треьего элемента ИЛИ-НЕ, четвертый вход которого соединен с четвертым входом второго элемента ИЛИ-НЕ и с прямым выходом элемента ИЛИ/ИЛИ-НЕ, инверсный выход которого соединен с третьими входами пятого и восьмого элемеитов ИЛИ-НЕ, вторая управляющая шина и входная шина соединены соответственно с вторым входом девятого55 элемента ИЛИ-НЕ и с.входом элемен.,"а ИЛИ/ИЛИ-НЕ, выход четвертого элемента ИЛИ-НЕ соединен с четвертым входом пятого элемента ИЛИ-НЕ и с вторым входом шестого элемента ИЛИ-НЕ 0 выход которого соединен с четвертым входом четвертого элемента ИЛИ-НЕ и с пятыми входами второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ, шестые входы которых соединены с выходом восьмого 65 элемента ИЛИ-НЕ, выход девятого эле. мента ИЛИ-НЕ и с вторым входом седь. мого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с третьим входом девятого элемента ИЛИ-НЕ и соединен с четвертым входом первого элемента ИЛИ-НЕ и с седьмым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, выход четвертого элемента ИЛИ-НЕ соединен с пятым входом первого элемента ИЛИ-НЕ и с седьмым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ, выход девятого элемента ИЛИ-НЕ соединен с шестым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, седьмой вход которого соединен с прямым выходом элемента ИЛИ/ИЛИ-НЕ, инверсный выход которого соединен с третьими входами шестого, седьмого элементов ИЛИ-НЕ, с четвертым входом девятого элемента ИЛИ-НЕ и с пятым входом четвертого элемента ИЛИ-НЕ, первая управляющая шина соединена с четвертыми входами пятого и шестого элементов ИЛИНЕ, вторая управляющая шина соединена с четвертыми входами седьмого и восьмого элементов ИЛИ-НЕ, пятые входы которых соединены с выходом третьего элементов ИЛИ-НЕ и соединены с шестым входом четвертого элемента ИЛИ-НЕ и с пятым входом пятого элемента ИЛИ-НЕ, выход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с пятым входом шестого, девятого и с шестым входом седьмого элементов ИЛИ-НЕ, выход первого элемента ИЛИ-НЕ соеди. - нен с шестыми входами пятого, шестого, восьмого и девятого элементов ИЛИ-НЕ 2 .Однако известное устройство характеризуется относительно малой надежностью, вызванной большим количеством межэлементных связей.Цель изобретения - повышение надежностиДля достижения поставленной пели в троичный счетный триггер, содер. жащий входную шииу, две управляющие шины, элемент ИЛИ/ИЛИ-НЕ и девять элементов ИЛИ-НЕ, выход первого иэ которых соединен с первыми входами второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ, выход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с первыми входами первого, четвертого элементов ИЛИ-НЕ и с вторым входом. третьего элемента ИЛИ-НЕ,выход которого соединен с вторыми входамы первогои второго элементов ИЛИ-НЕ соединены соответственно с первыми входами пятого, шестого элементов ИЛИ-НЕ и с вторым входом пятого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с третьими входами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ и с вторым входом. четвертого элемента ИЛИ-НЕ, третий вход которого соединен с первой управляющей шиной, выходы седьмого, восьмого и девятого элементов ИЛИ-НЕ соединены соответственнос первыми входами восьмого, девятого элементов ИЛИ-НЕ и с вторым входом восьмого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с третьим входом третьего элемента ИЛИ-НЕ четвертый вход которого соединен с четвертым Входом второго элемента ИЛИ-НЕ и с прямым выходом элемента ИЛИ/ИЛИ-НЕ, инверсный выход которого соединен с третьими входами пятого и восьмого элементов ИЛИ-НЕ, вторая управляющая шина и входная шина соединены соответственно с вторым входом девятого элемента ИЛИ-НЕ и с входом элемента ИЛИ/ИЛИ-НЕ, введен десятый элемент ИЛИ-НЕ, а первый элемент ИЛИ-НЕ расширен прямым выходом, который соединен с первым входом десятого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторыми входами шестого н с седьмого элементов ИЛИ-НЕ, третьи входы которых соединены соответственно с второй и первой управляющими шинами, выходы ."ретьего, восьмого элементов ИЛИ-НЕ и прямой выход ;элемента ИЛИ/ИЛИ-НЕ соединены соответственно с третьим входом девятого элемента ИЛИ-НЕ, с четвертЫм входом первого элемента ИЛИ-НЕ ис вторым входом десятого элемента ИЛИ-НЕ,На чертеже представлена схема троичного счетного триггера.Инверсный выход элемента 1 соединен с первыми входами элементов 2 и 3, выход элемента 2 соединен с первыми входами элементов 1 и 4 и вторым входом элемента 3, выход которого соединен с вторыми вхддами элементов 1 и 2 и первым входом элемента 9, выход элемента 4 соединен с первым входом элемента 5, выход которого соединен с вторым входом элемента 4, третьими входами элементов 1 и 2 и первым входом элемента б; выход элемента б соединен с вторым входом элемента 5; выход элемента 7 соединен с первым входом элемента 8, выход которого соединен с четвертым входом элемента 1, с третьим входом элемента 3, первым входом элемента 7 и вторым входом элемента 9; выход элемента 9 соединен с вторым входом элемента 8; выход элемента 10 соединен с вторыми входами элементов б и 7 прямой выход элемента 11 соединен с четвертыми входами элементов 2 и 3 и первым входом элемента 10, второй вход которого соединен с пря-, мым выходом элемента 1, инверсный выход элемента 11 соединен с третьими входами элементов 5 и 8, вход элемента 11 соединен с входной шиной 12; управляющая шина 13 соединена с третьими входами элементов ,4 и 7; управляющая шина 14 соединена с третьими входами элементов б и 9. Элементы 1-3 образуют троичныйтриггер, элементы 4-6 - первый двоичный триггер с дублированием нулев .о плеча (за единичный выход первого двоичного триггера принять вы ход элемента 5), элементы 7-9второй двоичный триггер с дублированием нулевого плеча (за единичный выход второго двоичного триггера принят выход элемента 8) . О Режим работы устройства определяется характером потенпиалов науправлякщих шинах 13 и 14. При нулевом уровне на шине 13 и единичномна шине 14 на выходах элементов б 15 и 9 будут постоянно иметь местоуровни логического нуля, первыйдвоичный триггер по сути будет образован элементами 4 и 5, а второйэлементами 7 и 8. При единичном 20уровне на шине 13 и нулевом на шине 14 нулевые уровни постоянно будут поддерживаться на выходах элементов 4 и 7 и тогда первый двоичный триггер будет образован элементами 5 и б, второй - элементами8 и 9. В первом случае троичныйсчетный триггер работает в режимепрямого счета, во втором случае -в режиме обратного счета. Одновременная подача на шины управлениядвух нулей или двух единип запрещена.В исходном состоянии на входнойшине 12 имеет место уровень логического нуля (Т=О), при этом на прямом 35 выходе элемента 11 также будет уровень логического нуля, а на инверсном - уровень логической единицы.В этом случае на единичных выходахдвоичных триггеров будет уровень 40 логического нуля, следовательно,троичный триггер может находитьсяв любом из трех его возможных состояний; в нулевом, определяемомуровнем логической единицы на ин версном выходе элемента 1 (100),единичном, определяемом уровнемлогической единицы на выходе элемента 2 (010); в состоянии двойки, определяемой уровнем логической единипына выходе элемента 3 (001) .Пусть он находится в нулевом состоянии, на прямом выходе элемента 1при этом будет уровень логическогонуля, в силу чего на выходе элемента 10 будет уровень логической единицы, следовательно, второй двоичный триггер будет находиться в состоянии "гашения", определяемом уровнем логического нуля на обоих еговыходах. Состояние первого двоично го триггера нулевое (уровень логического нуля на выходе элемента 5и логической единицы на выходе элемента 4), При поступлении на входустройства положительного импульса 5 (Т=1) второй двоичный триггер из5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 состояния "гашения" перейдет в единичное состояние (уровень логическойединииы на выходе элемента 8, нуляча выходе элемента 7). Троичный триггер перейдет н состояние "гашения"(000), на прямом выходе элемента 1при этом будет уровень логическойединицы, на выходе элемента 10 сформируется уровень логического нуля.По окончании входного положительногоимпульса (Т=О) троичный триггер перейдет из состояния."гашения" н единичное, единичный потенциал на прямом выходе элемента 1 при этом неизменится, следовательно, не изменится нулевой потенииал на выходеэлемента 10, в результате чего второй двоичный триггер из единичногосостояния перейдет в нулевое, первый двоичный триггер.иэ нулевогосостояния перейдет в состояние "гашения", При поступлении следующеговходного импульса первый двоичныйтриггер из состояния "гашения" перейдет в единичное, троичный триггерперейдет в состояние "гашения", нулевое состояние второго двоичноготриггера останется неизменным. Поокончании входного импульса троичный триггер перейдет из состояния"гашения" в состояние двойки, первый двоичный триггер из состоянияединицы перейдет в состояние нуля,нулевое состояние второго двоичного т,иггера не изменится посколькуна прямом выходе элемента 1 будетоставаться уровень логической единицы, поддерживающий уровень логического нуля иа выходе элемента 10.При поступлении следующего входного импульса троичный триггер перейдет в нулевое состояние, на прямомвыходе элемента 1 произойдет Формирование уровня логического нуля, поступающего на вход элемента 10, однако на выходе его будет оставатьсяуровень нуля, поскольку на второмего входе действует уровень единииы(Т=1). Нулевое состояние второгодвоичного триггера останется неизменным, первый двоичный триггер также .будет оставаться в нуле. По окончании входного импульса на выходеэлемента 10 произойдет Формированиеуровня логической единипы, в резуль,тате чего второй двоичный триггер перейдет в состояние "гашения", нулевое состояние первого двоичного триггера не изменится, троичный триггер также будет в состоянии нуля. При поступлении следующих импульсов процессы будут повторяться. ,Таким образом, в результате воздей.- ствия входных импульсов происходит последовательный переход схемы из состояния 100 в состояние 010, иэ состояния 010 н, состояние 001,из состояния 001 в.срстояние 100 и т.д. В режиме обратного счета н исходном состоянии (Т=С) на единичном выходе первого двоичного триггера (образованного элементами 5 и Г) н второго (образованного элементами 8 и 9 также имеет место уровень логического нуля, следовательно, как и н предыдущем режиме трончный триггер может находиться. в любом иэ трех его возможных состояний. Если он находится в нулевом состоянии, характеризуемым уровнем логического нуля на выходах элементов 2 и 3 н прямом выходе элемента 1, то на выходе элемента 10 будет уровень, логической единицы, следовательно, первый двоичный триггер будет находится н состоянии "гашения", а второй - в состоянии нуля нулевой уровейь на ныходе элемента 8 и единичный уровень на выходе элемента 9 . При поступлении на вход устройства положительного импульса (Т=11 первый двоичный триггер перейдет из состояния "гашения" н единичное (уровенЬ, единицы на выходе элемента 5 и нуля на выходе элемента 6). Троичный триггер перейдет в состояние "гашения" (000), сформировавшийся уровень логической единипы на прямом выходе элемента 1 приведет к Формированию нуля на выходе элемента 10. Нулевое состояние второго двоичного триггера не изменится,По окончании нходного импульса (Т=О троичныи триггер переидет из состояния "гашения".в состояние двойки (001), единичный потенииал на прямом выходе элемента 1 при этом не,изменится, следовательно, останется неизменным нулевой потенциал на выходе элемента 10, в результате чего первый двоичный триггер перейдет из состояния единиды в состояние нуля, а второй - в состояние "гашения-. При поступлении следующего входного импульса второй двоичный триггер из состояния "гашения" перейдет н единичное, троичный триггер перейдет в состояние "гашения", нулевое состояние первого двоичного триггера не изменится. По окончании входного импульса троичный триггер перейдет иэ состояния "гашения" в состояние единицы, второй двоичный триггер из состояния единипы нерейдет в состояние нуля, нулевое состояние первого двоичного триггера не изменится, так как на прямом выходе элемента 1 будет оставаться уровень логической единипы, обеспечивающий уровень логического нуля на выходе элемента 10. При поступлении следующего входного импульса .: троичный триггер перейдет в нулевое состояние, на прямом выходе элемента 1 произойдет Формирование уровня логического нуля, поступающего на вход элемента 1 О, однако на вы1078632 Заказ 985 атент", г. ужгород, Ул.Проектная ал ходе его уровень нуля не изменится,поскольку на втором его входе действует Т=1. По окончании входногоимпульса на выходе элемента 10 произойдет формирование уровня логической единицы, в результате"чегопервый двоичный триггер перейдет всостояние фгашення", нулевое состояние второго двоичного триггера неизменится, троичный триггер такжебудет. оставаться в состоянии нуля.При последующем поступлении импульсов процессы повторяются. Таким образом, в режиме вычитания в результате воздействия входных импульсовпроисходит последовательный переходтроичного триггера из состояния 100в состояние 001, из состояния 001 в состояние 010, из состояния 010 всостояние 100 и т.д. Предлагаемый троичный счетныйтриггер содержит 33 межэлементных связей (или 33 входа логических элементов) в прототипе нх 58, т.е. число связей уменьшено на 25, что составляет примерно 43. Это обстоятельство отличает предлагаемую схему 10 от известной, особенно при интегральном исполнении ее, поскольку уменьшение числа межэлементных связей позволяет улучшить технологичность конструкции, сократить трудоемкость 5 изготовления, уменьшить паразитныеемкости и нндуктивности, повысить надежность. раж 862 Подписное