Апериодический многофункциональный триггер

(19) 3 КЗ/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(71) Пермский политехнический институт (72) Л,Ф.Викентьев, О.Ю.Карпов, С.Ю,Погодина и.О.Л.Лепихина(56) Автоматическое управление асинхронными процессами в ЭВМ и дискретных системах, - М.: Наука, 1.986, с. 98, рис, 4.9.б.Авторское свидетельство СССР М 1594676, кл. Н 03 К 3/037; 21.06.88..(54) АПЕРИОД 14 ЧЕСКИЙ МНОГОФУНКЦИОНАЛЪНЫЙ ТРИГГЕР ф 7) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах автоматики, телемеханики и связи. Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей триггера за счет реализации помимо функции К-, ТЧ-, Т-, ВЯ-, й-триггеров, функций ОТЮ- и О-триггеров. Триггер содержит четыре информационно-настроечных входа, вход управления фазовым состоянием триггера, прямой и обратный выходы триггера, тринадцать элементов И-НЕ 5-17, четыре элемента НЕ 18-21 и один элемент И-ИЛИ-НЕ 4. 1 ил., 1 табл.Изобретение. относится к вычислитель- рым входом четвертого элемента И-НЕ и с ной технике и может быть использовано в первым входом пятого элемента И-НЕ, выустройствах автоматики и связи. ход которого соединен с аторым входомИзвестен апериодический триггер, со- третьего, элемента И-НЕ, вход пятого эледержащий четыре элемента И-НЕ, три входа 5 мента И-НЕ соединен с третьим входом чети три выхода, причем прямой выход тригге- вертого элемента И-НЕ и с выходом шестого ра соединен с выходом первого элемента, с элемента И-НЕ, первый, второй, третий и первым выходом первого элемента И эле- четвертый входы которого соединены соотмента И-ИЛИ-НЕ и с первым выходом вто- ветственно с выходами седьмого, восьмого, рого элемента И-НЕ, выход которого 10 девятого и десятого элементов И-НЕ, а пясоединен с обратным выходом триггера, тый вход соединен с выходом четвертого первым входом второго элемента И элемен- элемента И-НЕ, первый вход седьмого элета И-ИЛИ-НЕ и с первым входом первого мента И-НЕ соединен с прямым выходом элемента И-НЕ, второй вход которого сое- триггера, второй вход седьмого элемента динен с вторым входом первого элемента И 15 И-НЕ соединен с первым информационно- элемента И-ИЛИ-НЕ и с выходом третьего настроечным входом триггера и с первым элемента И-НЕ, второй вход второго эле- входом седьмого элемента И-НЕ, первый, мента И-НЕ соединен с выходом четвертого второй, третий и четвертый информационэлемента И-НЕ и с вторым входом второго но-настроечные входы триггера соединены элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ, выход ко соответственно с входами первого, второго, торого соединен с выходом индикации третьегои,четвертогоэлементовНЕ,второй окончанияпереходныхпроцессовтриггера, вход восьмого элемента И-НЕ соединен с первый вход управления фазовым состоя- выходом второго элемента НЕ, первый вход ниемтриггерасоединенспервымивходами девятого элемента И-НЕ соединен с выхотретьего и четвертого элементов И-НЕ, вто дом третьего элемента НЕ, второй вход дерой и третий информационные входы триг- вятого элемента И-НЕ соединен с первым геров соединены соответственно с вторыми входом десятого элемента И-НЕ и с обрат- входами четвертого и третьего элементов ным выходомтриггера, второйвходдесято- И-НЕ. го элемента И-НЕ соединен с выходомНедостатком данного триггера являют первого элемента НЕ,ся его малые функциональные возможно- Недостатком известного триггера являсти, в частности, он не реализует функции ются его малые функциональные возможно К-, ТЧ-, Т- и К-триггеров, сти, в частности, он не реализует функцииНаиболее близким к предлагаемому яв- ОВ/- и О-триггеров.ляется апериодический многофункциональ Целью изобретения является расширеный триггер, содержащий элементы И-НЕ, ние функциональных возможностей триггеэлементы НЕ и элемент И-ИЛИ-НЕ, вход ра за счет реализации, помимо функцииК-, управления фазовым состоянием триггера, ТЧ-, Т-, В-триггеров, функций ОЧЧ- и О-тригчетыре информационно-настроечных входа геров.и три выхода, причем прямой выход тригге В триггер дополнительно введены три ра соединен с выходом первого элемента элемента И-НЕ, причем выходы одиннадца- И-НЕ, с первым входом первого элемента И того, двенадцатого и тринадцатого элеменэлемента И-ИЛИ-НЕ и первым входом вто- тов И-НЕ соединены соответственно с рого элемента И-НЕ, выход которого соеди- шестым, седьмым и восьмым входами шеснен с обратным выходом триггера, первым 45 того элемента И-НЕ, третий вход седьмого входом второго элемента И элемента И- элемента И-НЕ соединен с третьим входом ИЛИ-НЕ и с первым входом первого эле- восьмого и первым входом двенадцатого мента И-НЕ, второй вход которогосоединен элементов И-НЕ и с третьим информационс вторым входом первого элемента И зле- но-настроечным входом триггера, четвер- мента И-ИЛИ-НЕ и с выходом третьего зле тый вход седьмого элемента И-НЕ соединен мента И-НЕ, второй вход второго элемента с вторым входом двенадцатого элемента И- И-НЕ соединен с выходом четвертого эле- НЕ и с выходом четвертого элемента НЕ, мента И-НЕ ис вторым входом второго эле- четвертый вход восьмого элемента И-НЕ сомента И элемента И-ИЛИ-НЕ, выход единенстретьимвкодомдвенадцатогоэлекоторого соединен с выходом индикации 55 мента И-НЕ и с прямым выходом триггера, окончания переходных процессов тригге- третий вход девятого элемента И-НЕ соедиров, вход управления фазовым состоянием нен с первыми входами одиннадцатого и тригтера соединен с первыми входами тринадцатого элементов И-НЕ и с вторым третьего и четвертого элементов И-НЕ. вы- информационно-настроЮным входом тригход третьего элемента И-НЕ соединен с вто- гера, второй вход одиннадцатого элемента20 25 30 35 мента И-НЕ 8 и вторым входом второго эле И-НЕ соединен с выходом первого элемента НЕ, третий вход одиннадцатого элемента И-НЕ соединен с вторым входом тринадцатого элемента И-НЕ и с четвертым информационно-настроечным входом триггера, четвертый вход двенадцатого элемента ИНЕ и третий вход тринадцатого элемента И-НЕ соединены соответственно с выходами второго.и третьего элементов НЕ,Таким образом, в триггер дополнительно введены три элемента И-НЕ с соответствующими связями, в результате чего устройство приобретает новые свойства, а именно, кроме реализации функцииК-, ТЧ-, Т-, В-триггеров,. устройство позволяет реализовать функции ОтЮ- и О-триггеров.На чертеже представлена функциональная электрическая схема предлагаемого триггера. На схеме изображены прямой 1 и обратный 2 выходы триггера, выход 3 индикации окончания переходных процессов триггера, элемент И-ИЛ И-Н Е 4, элементы И-Н Е 5-17, элементы НЕ 18 - 21, вход 22 управления фазовым состоянием триггера, информационно-настроечные-входы триггера 23 - 26,Прямой выход 1 триггера соединен с выходом первого элемента И-НЕ 5, первым входом первого элемента И элемента ИИЛИ-НЕ 4 и первым входом второго элемента И-НЕ 6, выход которого соединен с обратным выходом 2 триггера, первым входом второго элемента И элемента И-ИЛИНЕ 4 и первым входом первого элемента И-НЕ 5, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ 4 и выходом третьего элемента И-НЕ 7, второй вход второго элемента И-НЕ 6 соединен с выходом четвертого элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ 4, выход которого соединен с выходом 3 индикации переходных процессов триггера, вход 21 управления фазовым состоянием триггера соединен с первыми входами третьего 7 и четвертого 8 элементов И-НЕ, выход третьего элемента И-НЕ 7 соединен с вторым входом четвертого элемента И-НЕ 8 и первым входом пятого элемента И-НЕ 9, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ 7, второй вход пятого элемента И-НЕ 9 соединен с третьим входом четвертого элемента И-НЕ 8 и выходом шестого элемента И-НЕ 10, первый, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходами седьмого 11, восьмого 12, девятого 13 и десятого 14 элементов И-НЕ, а пятый вход соединен с выходом четвертого элемента И-Н Е 8, первый вход седьмого элемента И-НЕ 11 соеди 5 10 15 45 50 55 нен с прямым выходом 1 триггера, второй вход седьмого элемента И-НЕ 11 соединен с первым информационно-настроечным входом 23 триггера и первым входом восьмого элемента И-НЕ 12, первый 23, второй 24, третий 25, четвертый 26 информационно-настроечные входы триггера соединены соответственно с входами первого 18, второго 19, третьего 20, четвертого 21 элементов НЕ, второй вход восьмого элемента И-НЕ 12 соединен с выходом второго элемента НЕ 19, первый вход девятого элемента И-НЕ 13 соединен с выходом третьего элемента НЕ 20, второй вход девятого элемента И-НЕ 13 соединен с первым входом десятого элемента И-НЕ 14 и обратным выходом 2 триггера, второй вход десятого элемента И-НЕ 14 соединен с выходом первого элемента НЕ 18, выходы одиннадцатого 15, двенадцатого 16 и тринадцатого 17 элементов И-НЕ соединены соответственно с шестым, седьмым и восьмым входами шестого элемента И-НЕ 10, третий вход седьмого элемента И-НЕ 11 соединен с третьим входом восьмого 12 и первым входомдвенадцатого 16 элементов И-НЕ и третьим информационно-настроечным входом 25 триггера, четвертый вход седьмого элемента И-НЕ 11 соединен с вторым входом двенадцатого элемента И-НЕ 16 и выходом четвертого элемента НЕ 21, четвертый вход восьмого элемента И-НЕ 12 соединен с третьим входом двенадцатого элемента ИН Е 16 и прямым выходом 1 триггера, третий вход девятого элемента И-НЕ 13 соединен с первыми входами одиннадцатого 15 и тринадцатого 17 элементов И-НЕ и вторым информационно-настроечным входом 24 триггера, второй вход одиннадцатого элемента И-НЕ 15 соединен с выходом первого элемента Н Е 18, третий вход одиннадцатого элемента И-НЕ 15 соединен с вторым входом тринадцатого элемента И-НЕ и четвертый информационно-настроечным входом 26 триггера, четвертый вход двенадцатого элемента И-НЕ 16 и третий вход тринадцатого элемента И-НЕ 17 соединены соответственно с выходами второго 19 и третьего 20 элементов НЕ.Апериодический многофункциональный триггер работает следующим образом,Первый 5 и второй 6 элементы И-НЕ образуют бистабильную ячейку, являющуюся асинхронным ЙЯ-триггеров с инверсными входами. Элементы И-НЕ 7 - 17 и элементы НЕ 18 - 21 образуют схему управления бистабильной ячейкой. Если сигнал на входе 21 управления фазовым состоянием триггера обозначить через а, сигналы на прямом 1 и обратном 2 выходах триггера -1746516 Я=а(Я; Е В );В=а Я(Е ч В); Г=(1.УХКУУХ 1 К.у): 10 Я=Е; й=Г. а) Я=1; В=0; б) Я=0; В=1,Г=й(Я.у): 50 Я=Г;В Г,Следовательно, при В=Я=О получают 55 Я=у, й-у, т.е.,при нулевом состоянии триггера (у-О, у) функции управления бистабильной ячейкой принимают значения Я=0,. В=1, и триггер вновь устанавливается в нулевое состояние, а ури единичном состоянии триггера (у=1, у=О) значение функций Я Г;й Г. через у и у, а сигналы на входах 23 - 26 черезХ 1 - Х 4 соответственно, то на выходах элементов 7 и 8 схемы управления реализуютсяфункции Я, В соответственно, где Е=(ХХз Х 4 у) (Х Х 2 Хз гу) хх (Х 2 м Хз ю у) (Х 1(Х 1 м Х 2 м Х 4) хх (Х 2 ф/ Хз м Х 4 м у) (Х 2Хз с/ Х 4),8 нерабочей фазе при а=О функции управлениябистабильной ячейкой принимают значения Я=0, В=О и бистабильная ячейка сохраняет свое прежнее состояние,В рабочей фазе при а=1 в первый момент времени функции В и Я сохраняют свое прежнее состояние, т,е, Я=В=0, а в следующий момент Я=а (Я / Гф В)-1(0 и Е 0)=Г; В =а Я(ГАВ 1=1 0(ГкО)=Г,при этом в зависимости от значения функции Г возможны следующие два случая: В последующие моменты времени функции управления бистабильной ячейкой имеют для этих случаев значения а) Я=а (Я/ Г й)=1(1 м Г 0)=1;В=а Я (Гмй)=11(Г/0)=0;б) Я=а (Я Г й)=1(0 Г 1)=0; В=а Я(Е кй )=1 зО(Е ч 1)=1,Фт.е. в дальнейшем значения функций Я и й сохраняются неизменными до следующего изменения сигнала на входе управления фазовым состоянием триггера а, а переключение триггера происходит только в начале рабочей фазы после появления сигнала а=1, при этом значения функции управления бистафильной ячейкой равны Настройка триггера на реализацию различных функций осуществляется в соответствии с таблицей,15 го 25 30 35 40 45 При реализации 1 К-триггера вход Х 1(23) выполняет функции 1-входа, вход ХЗ(25) - функции К-входа, а на входы Х 2(24) и Х 4(26) подается постоянный сигнал логического нуля, Тогда в рабочей фазе при а=1, Х 1=1, Х 2=0, ХЗ=К, Х 4=0 функции управления бистабильной ячейкой принимают значения Следовательно, при 1=К=О получаетсяДЯ =у, В =у, т,е. при нулевом состоянии триггера (у=0, у=1) функции управления бистабильной ячейкой принимают значения Я=0, В=1, и триггер в начале рабочей фазы устанавливается вновь в нулевое состояние, а ри единичном состоянии триггера (у=1, у=О) функции управления бистабильной ячейкой принимают значения Я=1, В =О, триггер вновь устанавливается в единичное состояние, При 1=1, К=О функция Я=1,. а функция В=0, т.е, триггер устанавливается в единичное состояние, при 1=О, К=1 функции Я и й принимают значения Я:О, В= и триггер устанавливается в нулевое состояние.При 1-1 и Кимеют Я=у, В =, т.е, при нулевом состоянии триггера (у-О, у=1) функции управления бистабильной ячейкой принимают значения Я, В=0, и триггер устанавливается в единичное состояние, а при единичном значении триггера (у=1, у=О) функции Я, В, т,е. триггер устанавливается в нулевое состояние Таим образом, на есек возможных наборах значений сигнвлов 1 и К триггер реализует в рабочей фазе переключения в соответствии с функцией, 1 К-триггере.При реализации В-триггера вход Х 1(23) выполняет функции Я-входа, вход Х 2(24) - функции В-входа, на вход ХЗ(25) подается сигнал логического нуля. а на вход Х 4(26) - . логическая единица, Тогда в рабочей фазе при а=1, Х 1=Я, Х 2=В, ХЗ=О, Х 4=1 функции управления бистабильной ячейкой принимают видуправления бистабильной ячейкой равны Я =1, В=0, и триггер снова устанавливается в единичное состояние. При В=О, 5=1 получают 5=1, В=0, т;е. триггер устанавливается в единичное состояние, При В=1, 5=0 и й=1, 5-1 функции управления бистабильной ячейкой принимают значения Я =0 и В=1, т.е. триггер устанавливается в нулевое состояние. Таким образом, на всех возможных наборах значений сигналов В и Я триггер реализует в рабочей фазе переключения в соответствии с функцией й-триггера,При реализации ТЧ-триггера вход Х 1(23) выполняет функции Т-входа триггера, вход ХЗ(25) - функции Ч-входа триггера, на вход Х 2(24) подается сигнал логической единицы, на вход Х 4(26) - сигнал логического нуля. Тогда в рабочей фазе при а=1, Х 1=Т, Х 2=1, ХЗ=Ч, Х 4=0 функции управления бистабильной ячейкой принимают видГ=(Т у)(Ч у)(Т дЧ уу);75=Р;: В=Е,Следовательно, при Ч=О получают Я =у, В =у, т.е, при нулевом состоянии триггера (У=О, у=1) функции Я и й принимают значения Я=0, В=1, и триггер вновь устанавливается в нулевом состояние, а при единичном состоянии триггера (у=1, У=О) функции 5 и й принимают значения Я=1, й=0, и триггер вновь устанавливается в единичное состояние, При Ч=1, Т=О получают 5=у, В=у, и в этом случае триггер сохраняет свое прежнее состояние.При Ч=1, Т=1 функции Я=у, а В =у, т,е. если прежнее состояниетриггера нулевое (У=О, У=1), то он устанавливается в единичное состояние, так как В=0, 5=1, а в противном случае, т,е, если прежнее состояние триггера единичное (у=1, У=О), он устанавливается в нулевое состояние, так как 5=0, В=1. Таким образом, на всех возможных наборах значений сигналов Ч и Т триггер реализует в рабочей фазе переключения в соответствии с правилами функционирования ТЧ-триггера,При четвертой настройке, т,е. при настройке на реализацию ОИ/-триггера, вход Х 1(23) выполняет функции От-входа, вход Х 2(24) - функции В/-входа, на входы ХЗ(25) и Х 4(26) подается сигнал постоянной логической единицы. Тогда в начале рабочей фазы при а=1, Х 1=0 т, Х 2=9/, Х 3=1, Х 4=1 функции управления бистабильной ячейкой прини-. мают видР=(От. Ю)(Оу)(0, АЧУу);Я=Г; В=Е. Следовательно, при УЧ 0 0 0 получают 5=у, В =у, т.е. триггер сохраняет своепрежнее состояние. При Я=О, От=1 получают 5=у, В=у, т.е, если прежнее состояние5 триггера нулевое (У=О, У=1), то он устанавливается в единичное состояние (так как В=0,5 =1), а в противном случае, т.е, если прежнее состояние триггера единичное(у=1, У=О),он устанавливается в нулевое состояние10 (так как 5=0, В=1).При И/=1, От=0 получают Я =О, й, апри ЧЧ=1, Отполучают 5=1, В=0, т.е.триггер устанавливается в состояние, соответствующее состояние От-входа, Таким об 15 разом, при всех возможных значениях сигналов триггер реализует в рабочей фазе переключения в соответствии с функцией ОтВl-триггера.Настройка на реализацию ВЯ-триггера20 осуществляется так же, как для 1 К- и В-триггеров, но в процессе работы запрещаетсяподавать входные сигналы В=5=1. При этомВЯ-триггер работает аналогичноК- или Втриггерам, но без комбинаций В-125 (1=К=1).При реализации Т-триггера настройкаосуществляется так же, как для ТЧ-триггера,но на Ч-вход триггера подается сигнал постоянной логической единицы (Х 1 Т, Х 2=1,30 Х 3=1, Х 4=0), или так же, как для ОтЮ-триггера, но на Я-вход триггера подается сигналпостоянного логического нуля, а От-вход выполняет функции Т-входа Т-триггера (Х 1=Т,Х 2=0, Х 3=1, Х 4=1). При этом Т-триггер рабо 35 тает так же, как ТЧ- или Ото-триггеры приуказанной настройке,При реализации 0-триггера настройкаосуществляется также как для ОдИ-триггера, но на 9 Ч-вход триггера подается сигнал40 постоянной логической единица, а От-входвыполняет функции 0-входа 0-триггера(Х 1=0, Х 2"1, Х 3=1, Х 4=1). При этом 0-триггер работает так же, как ОВ/-триггер приуказанной настройке.45 Положительный эффект предлагаемоготриггера по сравнению с известным состоитв расширении функциональных функцийОтИ/- и О-триггеров в зависимости от настройки с помощью одного и того же тригге 50 ров устройства, что может существенноповысить эксплуатационные характеристики систем, построенных из триггерных устройств,Формула Изобретения55 Апериодический многофункциональный триггер, содержащий элементы И-НЕ,элементы НЕ и элемент И-ИЛИ-НЕ, входуправления фазовым состоянием триггера,четыре информационно-настроечных входаи три выхода, причем прямой выход триггерасоединен с выходом первого элемента ИНЕ, с первым выходом первого элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ и первым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с обратным выходом триггера, первым входом второго элемента И элемента ИИЛИ-НЕ и первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ и выходом третьего элемента ИНЕ, второй вход второго элемента И-НЕ соединен с выходом четвертого элемента И-НЕ и вторым входом второго элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с выходом индикации окончания переходных процессов триггера, вход управления фаэовым состоянием триггера соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И-НЕ, выход третьего элемента И-НЕ соединен с вторым входом четвертого элемента И-НЕ и первым входом пятого элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ, второй вход пятого элемента И-НЕ соединен с третьим входом четвертого элемента И-НЕ и выходом шестого элемента И-НЕ, первый, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходами седьмого, восьмого, девятого и десятого элементов И-НЕ, а пятый вход.соединен с выходом четвертого элемента ИНЕ, первый вход седьмого элемента И-НЕ соединен с прямым выходом триггера, второй вход седьмого элемента И-НЕ соединен с первым информационно-настроечным входом триггера и первым входом восьмого элемента И-НЕ, первый, второй, третий и четвертый информационно-настроечные входы триггера соединены соответственно с входами первого, второго, третьего и четвертого элементов НЕ, второй вход восьмого элемента И-НЕ соединен с выходом второго элемента НЕ, первый вход девятого элемента И-НЕ соединен с выходом третьего элемента НЕ, второй вход девятоо элемента И-НЕ соединен с первым входом 5 десятого элемента И-НЕ и обратным выходом триггера, второй вход десятого элемента И-НЕ соединен .с выходом первого элемента НЕ, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных воз можностей триггера, а именно реализации,помимо функций 1 К-, ТЧ-, В-, КЯ- и Т-триггеров, функций РтЧЧ-, Р-триггеров, в него дополнительно введены три элемента И-НЕ, причем выходы одиннадцатого, двенадца того и тринадцатого элементов И-НЕ соединены соответственно с шестым, седьмым и восьмым входами шестого элемента И-НЕ, третий вход седьмого элемента И-НЕ соединен с третьим входом восьмого и первым 20 входом двенадцатого элементов И-НЕ итретьим информационно-настроечным входом триггера, четвертый вход седьмого элемента И-НЕ соединен с вторым входом двенадцатого элемента И-НЕ и выходом 25 четвертого элемента НЕ, четвертый входвосьмого элемента И-НЕ соединен с третьим входом двенадцатого элемента И-НЕ и прямым выходом триггера, третий вход девятого элемента И-НЕ соединен с первыми 30 входами одиннадцатого и тринадцатого элементов И-НЕ и вторым информационно-настроечным входом триггера, второй вход одиннадцатого элемента И-НЕ соединен с выходом первого элемента НЕ, третий вход 35 одиннадцатого элемента И-НЕ соединен.свторым входом тринадцатого элемента ИНЕ и четвертым информационно-настроечным входом триггера, четвертый вход двенадцатого элемента И-НЕ и третий вход 40 тринадцатого элемента И-НЕ соединены соответственно с выходами второго и третьего элементов НЕ,