Двоично-троичный счетный триггер

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сов Советск ихСфи 1 иалистичесиикРеспубпии(51)ф. 3(д. Н 03 К 29/00 Н 03 К 21/00 1 Ъеударстювй кемвтет ь.СьР йа делам изобретение и вткрцтвй(71) Заявитель Харьковский ордена Ленина авиацноим. Н, Е. Жуковского 4) ДВОИЧНО-ТРОИЧНЫЙ СЧЕТНЫЙ ТРИГГЕР Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике, а именно кмногоустойчивым пересчетным схемамс внутренней задержкой информации, выполненным на двоичных логических эле 5ментах, и может быть использовано дляпостроения счетчиков, делителей частоты,регистров сдвига, распределителей импульсов,Известны троичные счетные импульсыс внутренней задержкой информации, выполненные на двоичных логических элементах ИЛИ-НЕ, И-НЕ, И-ИЛИ-НЕ, НЕ,И-ИЛИ, Наиболее распространены устройства, выполненные по схеме М 5, посхеме троичного тригтера и коммутирующих элементов, по схеме полусчетногокольца и коммутирукзцих элементов, посхеме троичного триггера и запоминающего регистра,111 .гоОбладая определенными достоинствами,каждая из разновидностей схем имеет инексторые недостатки, такие как наличиеопасных состояний, относительно невысо:2кое быстродействие, сложность структуры.Известен двоично-троичный счетный триггер, содержащий входную шину и девять элементов ИЛИ-НЕ, выход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с первыми входами второго, третьего, четвертого элементов ИЛИ-НЕ, выход последнего из которых соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом первого и вторым входом четвертого, элементов ИЛИ-НЕ, выход второго элемента ИЛИНЕ соединен с вторым входом первого, третьего элементов ИЛИ-НЕ и с первым входом шестого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом седьмого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторыми входами второго и шестого элементов ИЛИ-НЕ, выход третьего элемента ИЛИ-НЕ соеди нен с третьими входами первого, второго элементов ИЛИ-НЕ и с первым входом восьмого элемента ИЛИ-НЕ, выход3 9403которого соединен с первым входом девятого элемента ИЛИ-НЕ, выход которогосоединен с вторым входом восьмого итретьим входом третьего элементовИЛИ-НЕ, вторые входы пятого, седьмого и девятого элементов ИЛИ-НЕ соединены с входной шиной, выходы пятого,седьмого и девятого элементов ИЛИ-НЕсоединены соответственно с третьимивходами седьмого, девятого и пятого 1 оэлементов ИЛИ-НЕ и соединены соответственно с четвертыми входами третьего,первого и второго элементов ИЛИ-НЕ 121,1Недостатком известного двоично-тро 5ичного счетного триггера является относительно большое время пребывания триггера в промежуточном (неопределенном)состоянии при переходе его из одногосостояния в другое и относительно невысокое быстродействие счетного триггера20в целом,Цель изобретения - уменьшение времени пребывания триггера в промежуточномсостоянии при переходе его из одного25состояния в другоет.е. увеличениебыстродействия счетного триггера в целом,Поставленная цель достигается тем,что в двоично-троичный счетный триггер,содержащий первую входную шин и девять элементов ИЛИ-НЕ, выход первогоэлемента ИЛИ-НЕ соединен с первыми. входами второго, третьего, четвертогоэлементов ИЛИ-НЕ, выход последнегоиз которых соединен с первым входом пя- З 5того элемента ИЛИ-НЕ, выход которогосоединен с первым входом первого и вторым входом четвертого элементов ИЛИНЕ, выход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с вторыми входами первого, тре"тьего элемента ИЛИ-НЕ и с первым входом шестого элемента ИЛИ-НЕ, выходкоторого соединен с первым входом седьмого элемента ИЛИ-НЕ, выход которогосоеаинен с вторыми вхоаами второгои 45шестого элементов ИЛИ-НЕ, выход третьегоэлемента ИЛИ-НЕ соединен с третьимивходами первого, второго элементов ИЛИНЕ.и с первым входом восьмого элементаИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом девятого элемента ИЛИ-НЕ,выход которого соединен с вторым входомвосьмого и третьим входом третьегоэлемента ИЛИ-НЕ, вторые входы пятого,седьмого и девятого элементов ИЛИ-НЕсоединены с первой входной шиной, введена вторая входная шина, которая соединена с четвертыми входами первого,18 4второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ, выходы которых соединены соответственно с третьими входами восьмого, четвертого и шестого элементов ИЛИ-НЕ,На чертеже приведена схема предлагаемого триггера, выполненная на элементах ИЛИ-НЕ.Триггер содержит элемент ИЛИ-НЕ 1-9, входные шины 10 и 11.Выход элемента 1 соединен с первыми входами элементов 2-4 и 9, выход элемента 2 соединен с первыми входами эцементов 1 и 6 и вторыми входами элементов 3 и 4, выход элемента 3 соединен с вторыми входами элементов 1, 2, 6 и 9, выход элемента 4 соединен с первым входом элемента 5, выходэлемента 5 соединен с третьими входамиэлементов 1 и 4, выход элемента 6 соединен с первым входом элемента 7, выход элемента 7 соединен с третьими входами элементов 2 и 6, выход элемента8 соединен с третьими входами элементов 3 и 7, выход элемента 9 соединен с первым входом элемента 8; вторыевходы элементов 5, 7 и 8 соединены сшиной 10, четвертые входы элементов1-3 соединены с шиной 11,Элементы ИЛИ-НЕ 1-3 образуюттроичный триггер, элементы ИЛИ-НЕ 4и 5первый двоичный триггер, элементы ИЛИ-НЕ 6, 7 - второй двоичныйтриггер, элементы ИЛИ-НЕ 8 и 9 - тре-,тий двоичный триггер. Управление работой устройства осуществляется подачей на входные шины 10 и 11 взаимн-инверсных сигналов. Сигнал, подаваемый на шину 10, обозначен Т, а на шину 11 - Т, Положим в исходном состоянии Т=О, Т=1, тогда троичный триггер будет находиться в одном из трех состояний, Пусть он находится в состоянии уровня логической единицы на выходе элемента 1 и логического нуля на выходах элементов 2 и 3. Первый и третий двоичные триггеры при этом будут находиться логической "гашения", определяемом уровнем логического нуля на обоих выходах этих триггеров (на выходах элементов 4, 5 и 8, 9), второй двоичный триггер будет находиться в состоянии логической единицы на выходе элемента 6. При изменении входного сигнала на противоположный (Т=1, Т=О) первый и третий двоичные триггеры через время ь, равное средней задержке в одном логическом элементе, перейдет из состояния гашения в сос8 6ного триггера из состояния гашения всостояние логической единицы на выходеэлемента 1. Третий двоичный триггерза время Г, перейдет из состояния единицы на вь 6 соде элемента 8 в состояние"гашения", первый триггер из состоянияединицы нв выходе элемента 4 такжеперейдет в состояние "гашения", однаковремя этого перехода будет равно 2второй триггер из состояния единицынв выходе элемента 7 перейдет в состояние единицы нв выходе элемента 6, время этого перехода также будет равно2 Г, На этом один цикл в счетном триг.гере заканчивается. Последующие именения входного сигнала будут вызыватьаналогичные переходы.Таким образом, предлагаемое устройс гво, также квк и известное, работает всчетном режиме, осушествляя подсчет помодулю три, Поскольку в предлагаемомустройстве во время действия на шине11 уровня логической единицы троичныйтриггер находится в состоянии "гашения",то в качестве выходов счетного триггеранаиболее целесообразно будет испольэовать выходы элементов 4, 6 и 9. В этомслучае любое из трех состояний счетноготриггера будет характеризоваться уровнемлогической единицы на одном выходе илогического нуля нв двух других выходах,Переход счетного триггера из одногосостояния в следуюшее состояние (изменение информации на выходах счетноготриггера) происходит по окончании положительного импульса, подаваемого на шину 11 (отрицательного - на шину 10),при этом от импульса к импульсу счетный триггер последовательно принимаетсостояния 010, 001, 100 и т.д.Из рассмотрения процессов в счетном триггере видно, что изменение информации на выходах его есть изменение навыходах двух двоичных триггеров, а этиизменения в предлагаемом устройствене зависят одно от другого и происходятодновременно, следовательно, время пребывания пре плагаемого счетного триггера впромежуточном состоянии, определяемое разностью за пержек в пвухлогическик элементах,принципиально меньше этого времени визвестном, для которого оно определяется абсолютным значением задержки водном элементе, кроме того, оно выгодно отличается по частным свойствам вцелом, поскольку максимальная частота,егор =1 Я" что примерно в 1,7 разаиюхвыше максимальной частоты в известномустройстве,5 940 М тояние логической единицы на выходе элемента 5 для первого триггера и логической единицы на выходе элемента 8 для третьего триггера, троичный триггер по иетечении того же самого времени перейдет в состояние "гашения", состояние второго двоичного триггера не изменится. Обратное изменение входного сигнала (Т=О, Т=1) приведет к переходу троичного триггера иэ состояния "гашения 10 в состояние логической единицы на выходе элемента 2 (это изменение произойдет за время, равное Гу). Первый двоичный триггер за время ; перейдет из состояния единицы нв выходе элемента 5, в 15 состояние "гашения", второй триггер из состояния единицы на выходе элемента 6 также перейдет в состояние "гашения", но время этого перехода будет равно 2 Г, третий триггер из состояния еди- р 0 ницы нв выходе элемента 8 перейдет в состояние единицы на выходе элемента 9, время этого перехода также будет равно 2 Г, при следукзцем изменении входного сигнала (Т=1, Т=О) первый и второй двоичные триггеры через= С перейдут из состояния "гашения" в состояние логической единицы нв выходах соответственно элемента 5 для первого триггера и элемента 7 для второго триг- з, гера, троичный триггер перейдет в состояние "гашения", состояние третьего двоичного триггера не изменится. Обратное изменение входного сигнала (Т=О, Т=1) приведет к переходу троичного триггера35 из состояния "гашения" в состояние логической единицы на выходе элемента 3 (время этого перехода равно 7;), второй двоичный триггер зв время Г перейдет,из состояния единицы на выходе 4 элемента 7 в состояние гашения", третий триггер иэ состояния единицы навыходе элемента 9 также перейдет в состояние гвшенияф, но время этого перехода равно 2 Гу, первый триггер из состояния единицы на выходе элемента 5 перейдет в состояние единицы на выходе элемента 4, время этого перехода также будет ревно 2 С, При следующем изменении входного сигнала (Т=1, Т=О) второй и третий двоичные триггеры через время Гу перейдут из состояния гашения в состояние логической единицы соответственно нв выходах элементов 7 и 8, троичный трщтер перейдет в состоя 55 ние "гашения", состояние перврго двоич- ного триггера останется неизменным. Обратное изменение входного сигнала (Т=О, Т=1) приведет к переходу троич 7 9403Формула изобретения Двоично-троичный счетный триггер, содержащий первую входную шину и девять. элементов ИЛИ-НЕ, выход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с первыми входами второго, третьего, четвертого элементов ИЛИ-НЕ, выход последнего из которых соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого сое динен с первым входом первого и вторым входом четвертого элементов ИЛИ-НЕ, выход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с вторыми входами первого, третьего элементов ИЛИ-НЕ и с первым входом 1 з шестого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом седьмого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторыми входами второго и шесто. го элементов ИЛИ-НЕ, выход третьего элемента ИЛИ-НЕ соединен с третьими входами первого, второго элементов ИЛИ-НЕ и с первым входом восьмого 18 ,8элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом девятого элементаИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторым входом восьмого и третьим вхоаом третьего элементов ИЛИ-НЕ, вторые входы пятого,седьмого и певятого элементов ИЛИ-НЕ соединены с первой входной шиной, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введенавтораи входная шина, которвя соединенас четвертыми входами первого, второгои третьего элементов ИЛИ-НЕ, выходыкоторых соединены соответственно стретьими входами восьмого, четвертогои шестого элементов ИЛИ-НЕ. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. И. Н. Букреев и др; Микроэлектронные схемы цифровых устройств. М.,фСов. Радиоф, 1975, с. 216-247. 2. Авторское свидетельство СССР940318 е Тираж 959 Подлисноеосударственного комитета ССС изобретений и открытийква, Ж, Раушсхая наб., д. 4 аказ 4687/78 ВНИИПИ по дела 113035, Мос