Триггерное устройство

3 99157 еди нен с пер вым т актирующи м входом вспомогательного триггера и с выходом первого инвертора, вход которого присоединен к первой шине тактовдго сигнала, к первому тактирующему входу второго основного триггера и к второму тактирующему входу вспомога. тельного триггера, выход первого основного триггера соединен с первым информационным входом вспомогатель о ного 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 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 триг 35 гера и с первым информационным входом третьего основного тоиггеоа, второй и третий тактирующие входы второго основного триггера соединены соответственно с выходом первого40 инвертора и с выходом второго инвертора, выход второго основного триггера соединен с вторым информаци онным входом третьего основного триггера, третий и четвертый тактирующиефс входы третьего основного триггера со. единены соответственно с первой и второй шинами. тактового сигнала, пятый тактирующий вход третьего основного триггера соединен с шестым так 5 О 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 триггер 55 ного устройства.На Фиг. 1 представлена схема триг герного устройства; на фиг. 2 - схе 4ма 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- 17 соответственно второго, третьего основных и вспомогательного триггеров, выход 18 триггера 1 соединен с информационными входам 1 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 вспомогательного триггеров и первыми тактирующими входами 28 и 29 третьих групп входной логики 30 и 31 соответственно тоетьего основного и вспомогательного триггеров, информационный вход 32 второй группы вход" ной логики 25 второго основного триг. геоа соединен со счетно-информационной 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 вспомогатель. ного 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 вспомогательного триггеров, выход инвертора 35подается 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 группы входной логики 30 третьего основного триггера соединен с инверсным выходом 6 (Я), 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 единей со счетно-информационной шиной 33 (Т) и через инвертор 48 - с третьим тактирующим входом 49 третьей группы входной логики 31 вспомогательного триггера. 5Для комбинации третий основной вспомогательный триггеры шина 33 являет ся и сточни ком счетного си гнала, а для комбинации второй:основной - вспомогательный триггеры шина,33 яв ляется источни ком инфоомационного си.гнал а.Работа устройства описывается таблицей переходов, которая разделена на столбцы, отражающие состояние 25входных 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- зо ноступенчатого триггера даны их выход. ные состояния и функции логического образованияЗнак (+1) в таблице означает соояние выхода соответствующего триггера в дискретный момент времени следующий за данным. Графа ПЕРЕХОД отображает изменение выходного сигнала (Ц) триггера при переходе входного тактового сигнала из однозго состояния в другое в течение опв ределенного дискретного момента времениПереход триггера из состояния в состояние происходит за время, не . пре вышающее время, ср абаты вани я 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 дискретный55 промежуток времени, середина которого соответствует моменту изменения тактового сигнала в сторону записи во вспомогательный триггер, а дли 9 Ьтел ьност ь не пре вышае т удвоенного времени срабатывания триггера, После окончания дискретного интервала времени связь выхода 5 (Я) 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-ин" формационной шины 33 (Т) 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 11(С) 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 1 Т) =(О-ъ 1) в состоянии изменения, то в третий основной триггер начнется з а пи с ь состояния ин вер сно го выхода 6 Я), а вспомогательный перейдет в состояние память, выходное значение триггера не изменится (вторая строка таблицы), Если сигнал 33 (Т)=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 состоя 7 9915ние память. На выходе триггера 5 (1)образуется переход (9 ф 6) 2. Режи и записи и нформации пошине 33 (Т) вторым тактовым сигналомшины 36 (С ). В этот режим переходосуществляется изменением сигнала36 (С, ) = (0-1), что описываетсяпятой строкой таблицы переходов. Первый тактовый сигнал 11 (С)=0, В момент перехода сигнала 36 (С;.)=(О -1)во втором основном триггере запоминается информация шины 33 (Т), а вовс помог ат ел ьный и в т р ети й основнойтриггеры по информационным входам11 и ч 0 тактирующим сигналом на входах 38 и 37 записывается состояниевторого основного триггера, т.е. состояние шины 33 (Т) в момент перехода,Работавшие в счетном режиме третьигруппы логики 3 1 и 30 вспомогательного и третьего основного триггеровотключаются переходом сигнала 36 (Т)в 1 по входам ч 3 и Й 2 соответственно,Таким образом в работу включается ком 2бинация второй основной - вспомогательный триггеры по вторым группамлогики 25 и 27,. причем в третий основной триггер певторой группе логики 26 записывается такая же информация, что и во вспомогательный поинформационному ч 0 и тактовому 37 вхо.дам. Такая запись сделана с цельюполучения возможности непосредственного обратного переключения в асинхЭ 5ронный счетный режим без потери информации изменением тактового сигнала36 (С-) из 1 в О, Шина 33 (Т) при1 обратном переключении. может бытьили в состоянии 0 или в состоянииЕсли шина 33 (Т) =0, то при переключении из третьего основного триггера информация перепишется во вспомогательный, т,е. ее значение повтори т ся и ост ане т ся прежни м. Е сли шина 33 (Т) =1, то вспомогательный триггер будет помнить прежнюю информацию, а в третий основной запишетсяинверсная информация вспомогательного, После снятия сигнала 36 (С )==(1- О) счетный режим будет готов кработе через время, равное временисрабатывания триггера. Обратный переход в счетный режим описываетсяседьмой и восьмой строками таблицыпереходов, Шестая строка таблицы описывает статическое состояние присигнале 36 (С)= 1 после переходаО - 1 ),79 83. 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 (О), Переход в данный режим производится изменением сигнала 11 (С) = (О-т 1), что описывается девятой строкой таблицы переходов. Сигналы на шинах 36 (С.г) и 33 (Т) могут иметь во время перехода любой уровень. На тактирующих входах 22-24 вторых групп логики 25-27 второго, третьего 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 1 ч, 13 и 12 записывается состояние первого основного триггера. Десятая стро. ка таблицы переходов отображает состояние всех одноступенчатых триггеров при значении сигнала 11 (С) = 1 после его перехода (О-ф 1). Первый, второй, тре ти й, основные и вс помог ат ел ьный триггеры имеют одинаковое состояние О, сигналы на шинах 8 ( О) 36 ( Ст ), 33 (Т) в это время влияние на триггер не оказывают, Если при изменении первого тактового сигнала 11 (С)=(1-0) второй тактовый сигнал 36(С ) = 1,то первый основной триггерперейдет в состояние шины 8 (О),второй основной триггер - в состояние память, в во вспомогательный и в третий основной триггеры перепишется информация второго основноготриггера, т.е. состояние триггера останется прежним. Описанный переход отображает одиннадцатая строка таблицы переходов. Если лри изменении первого тактового сигнала 11 (С)= =(1- 0) второй тактовый сигнал 36 (С )=О, 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 ние 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- 0) второй тактовый сигнал 36 (С. ) =О,а сигнал 33 (Т)=1,то все группы логики всг омог аел ьного триггера будут отключены, он перейдет в состояние памяти прежней инфор мации, в первый и второй основные триггеры запишется состояние шин 8 1 о (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 2 о 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 льного триггеров. Рассмотренные режимц работы триггера позволяют сделать некоторые обоб.щения: 301) Триггер имеет три режима работы: счетный режим по счетно-информационному.входу 33 (Т); режим записипо счетно-инФормационной шине 33 (Т)вторым тактовым сигналом шины 36 (С )режим записи по информационному входу шины 8 (О) первым тактовым сигналом шины 11 (С),2) Каждый иэ этих трех режимовимеет различный приоритет работы:старший приоритет имеет режим записи по шинам 8 (О) и 11 (С); приоритет на ступень ниже имеет режим записи по входам 3 Ь (С ) и 33 (Т); младший приоритет имеет счетный режимпо входу 33 (Т)3). Переключение из режима в режим осуществляется изменением уровней соответствующих тактовых сигналов,причем возврат в режим с меньшим50при орит етом прои сходит бе 3 поте риинформации предыдущего режима. Такаяв азможност ь обе с печи вает ся одновременной з апи с ью и нфор мации и з пер вогоили второго основного триггера соот 55ветственно во вспомогател ьный, второй основной, третий основной триггеры или во вспомогательный, третийосновной триггеры,79 10Ч) Приоритетная работа тактовыхсигналов и одновременная запись ин.Формации во вспомогательный и соответствующие основные триггеры даетвозможность использовать режим работыпо входам 8 (0), 11 (С) как режимзаписи (сдвига, передачи и т.д.)и, как режим установки в исходноесостояние. При изменении первого тактового сигнала 11 (С)=(0- 1) всеодноступенчатые триггеры устанавливаются в состояниешины 8 (0), т.е.производится действие, которое посвоим конечным результатам аналогично действию известных установочныхвходов с той разницей, что в данномслучае, первый основной триггер находится в состоянии память и нетнепосредственной связи выходов триг.гера с входной шиной 8 (0). Из вышеизложенного можно заключить.,что в отдельных установочных входах нет необходимости, особенн дляустройств с большой динамичностьюработы. Функцию установки можно обье.динить с другими Функциями записипо входу 8 (О) на основании логической Формулы О=-УК ХК где К, К,- Укоммутирующие сигналы, а У - сигналустановки.5) Использование одного входа 33(Т) как счетного и, как информационного дает возможностЬ производитьсчет и сдвиг информации вправо по од.ной цепи, Следует отметить одну особенность, которая заключается втом, что при работе в режиме сдвигаизменять информацию на входе 33 (Т)можно только в том случае, если какакой-либо из тактовых сигналов отли 1чен от О. При С С (О О) изменение сигнала 33 (Т)=(1- О) произведет счетв цепи триггеров, В последовательносоединенной цепи такая ситуация может возникнуть только на первом вход"ном триггере цепи, когда изменениевходной информации че синхронно сизменением тактовых сигналов. На остальных входах 33 (Т) цепи изменениеуровня происходит после переходатактового сигнала 36 (С ) в 1,6) В таблице переходов счет по шине 33 (Т)=(1 0),что при обьединениив счетно-сдвигающую цепь дает прямой счет и сдвиг прямой информациивправо. Если сделать счет по изменению сигнала 33 (Т)=:0-1), то в цепи будет обратный счет и сдвиг прямой информации вправо,/) Счетный режим можно сформировать, используя шину 33 (Т) как информационную. а шину 36 (С ) каксчетную. Изменение информации на входе 33 будет происходить с задержкойна время срабатывания триггера и небудет влиять на выходной сигнал триггера. При значении тактового сигнала 36 (Ст) =0 состояние шины 33 (Т)не меняется и может быть О или 1.Гсли О, то третий основной триггерв памяти, а вспомогательный повторяет его состояние, если 1, то вспомогательный триггер в памяти а втретьем основном триггере будет записано инверсное состояние вспомогательного, т.е. изменение состояниявыхода 5 (а) может произойти толькос новым изменением сигнала 36 (С )==(О-ф 1).8) Входы 11 (С), 8 (0) использовать в счетном режиме следует толькодля одного каскада с целью образования на одном триггере двух одновременно работающих счетных входов,один из которых при сигнале 11 (С)= 1блокирует работу другого. Использо=,вать эти входы в счетной цепи нежелательно из-за старшего приоритетавхода 11 (С),На триггере без применения дополнител ьной логи ки можно проводит ьпостроение комбинированных устройствтипа; асинхронный двоичный счетчик,с регистром сдвига вправо и с любойфункцией, работы по входам со старшейприоритетно"тью; счетного каскада,работающего по двум разлицным счет-. Таким образом, предлагаемый триггер позволяет вывести из составатриггера шины управления переключением режимов и с большей эффективностью, т.е. с более высокой функци О онал ьной загрузкой, испол ьзов ат ьсчетные, информационные и тактовыешины, в свою очередь это уменьшаетколичество внешних связей, позволяетупростить и ускорить процесс переключения режимов, сократить габаритно-массовые показатели предлагаемоготриггера по отношению к известному.при одинаковом характере выполняемых функций Т в исчислении к применяемым корпусам интегральных микрос;емприблизительно в два раза), кроме то-,го, упрощается общий процесс проектирования устройства с комбинированными режимами, так как не требуется блок 25 управления переключением режимов, атактовые сигналы независимы от сигналов управления переключением режимов и могут включаться независим".друг от друга с учетом взаимного ЭО приоритета и времени срабать:вг,:,триггера, если требуется фикса,;ия конечной информации данного режи а.Это позволяет более эффектив;-о испол ь зоват ь применяемые эле нен гы и создает удобство дл я обслужи э а ни я , комбинированных устройств,работающих от несинхронных тактовых сиг алов с различными частотами следования . Выход Выходные сигналы 18 8 36 СТ(+1) переход а О т а О аОа 1 О Сигналы на внешних шинах 1579 12ным входам, из которых один имеетбольший приоритет; различных устройств;с меньшими возможностям,Ъ Выходы одн осту пе нц аты хтриггеров,В 3.5 У 9 1 йродолжение таблицы Сигналы на внешних шинах ЯЩ Выход(+1) Т а а О О Я-У О О 0 0 х Логическая функци Тригге хо е еет 5 ЮЮШЮ Етт Е Ь Еа) СИ ч С (С Я. ч С. (Т И. уй. т СМчС (С ИчС (Т чСиче (С,Тч С ДСОЧСМ б 1 М 1.Новое состояние существует только в ди интервале перехода, после окончания пе оно обращается в состояние памяти ф 2.Символы обозначают: х - любое состоянир и ме ч а н кретноехода бретения формул опервым тактирующим входом вспомога-.тельного триггера и с выходом первого инвертора вход которого присоединен к первой шине тактового сигнала к первомутактирующему входу второго основного триггера и к второму 5тактирующему входу вспомогательноготриггера, выход первого основного триггера соединен с первым.информационным входом вспомогательного триггесодержащее основной, ательный тригвыходы ин- О ОСНОВНОГО вой информай вход пер. соединен с Триггерное устройствопервый основной, второйтретий основной и вспомоггеры прямой и инверсныйФормационный вход первогтриггера соединен с перционной шиной, тактирующивого ;основного триггера 4 (5) 3 (Из) 2 (М) ыходы одноступенчатых триггеров15 991 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 вспомогательного триг гера и с выходом второго инвертора, вход которого присоединен к второй шине тактового сигнала и к четверто. Му тактирующему входу вспомогатель О ного триггера, выход третьего основного триггера соединен с третьим информационным входом вспомогательного триггера, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения управления режимами работы триггера, в триг. гер введена счетно-информационная шина, которая соединена с первым информационным входом второго основного триггера, с вторым тактирующим входом о третьего основного триггера и с входом третьего инвертора, выход которого присоединен к пятому тактирующему входу вспомогательного триггера, выход первого основного триггеРа сое. д динен с вторым информационным входом 1 второго основного триггера и с первым Информационным входом третьего основного триггера, второй и тоетий так 79тирующие 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 экспертизе1. Патент США й 3917961,кл. Н 03 К 3/286, 307/243, 19752. Авторское свидетельство СССРпо заявке Ь" 2909410,кл. Н 03 К 3/28 Ь,16.04.80,Е дакт вано Тираж 93нного комитета СССРетений и открытийЖ,Рауаская наб.,писное М ал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,Заказ 162/75 ВНИИПИ Государстве по делам изоор 113035, Москва, ост ави тел ь И. Певче н коехред Т, Фанта Корректор О. Бит