DE1263834B - Digital flip-flop switch with set inputs, whereby the counter switch or a certain part of the counter can be set to a certain switching state via the latter - Google Patents
Digital flip-flop switch with set inputs, whereby the counter switch or a certain part of the counter can be set to a certain switching state via the latterInfo
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DEUTSCHESGERMAN
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AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Cl.:Int. Cl .:
H03kH03k
Deutsche Kl.: 21 al-36/22 German class: 21 al -36/22
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E 30586 VIII a/21 al
1. Dezember 1965
21. März 1968E 30586 VIII a / 21 al
December 1, 1965
March 21, 1968
Die Erfindung bezieht sich auf ein digitales Flip-Flop-Schaltwerk mit Setzeingängen, wobei über letztere das Zählerschaltwerk oder ein bestimmter Teil des Zählers in einen bestimmten Schaltzustand unabhängig von früheren Schaltzuständen eingestellt werden kann, weiterhin gegebenenfalls mit Schalteingängen, über die Schaltzustandsänderungen abhängig vom jeweiligen Schaltzustand veranlaßt werden, sowie mit Wirkausgängen, die bei einem bestimmten Zählerstand bzw. Teilzählerstand erregt sind, wobei die den Schaltzustand bestimmenden Flip-Flops aus je zwei kreuzweise gegengekoppelten Verstärkerstufen bestehen, deren Ausgänge über Dioden-UND-Tore mit den Wirkausgängen verbunden sind.The invention relates to a digital flip-flop switching mechanism with set inputs, the latter via the latter the counter switching mechanism or a certain part of the counter in a certain switching state independently can be set from previous switching states, furthermore with switching inputs if necessary, via the switching status changes depending on the respective switching status, as well as with active outputs that are excited at a certain counter reading or partial counter reading, whereby the the switching state determining flip-flops, each made up of two cross-coupled amplifier stages exist, the outputs of which are connected to the active outputs via diode AND gates.
Digitale Flip-Flop-Schaltwerke sind elektrische Schaltungen mit mehreren Flip-Flops und mehreren stabilen Zuständen sowie mit definierter Zustandsfolge. Der Übergang zwischen zwei Zuständen wird entweder durch geeignetes Setzen der den neuen Zustand kennzeichnenden Flip-Flops über einen oder mehrere Setzeingänge bewirkt oder durch Aktivieren von fest verdrahteten Querverbindungen zwischen den Flip-Flops über einen oder mehrere Schalteingänge. Digital flip-flop switchgear are electrical circuits with multiple flip-flops and several stable states as well as with a defined sequence of states. The transition between two states will either by appropriately setting the flip-flops that characterize the new state via an or causes several set inputs or by activating hard-wired cross-connections between the flip-flops via one or more switching inputs.
Schaltwerke der skizzierten Art finden, speziell als Zähler und Sequenzketten ausgebildet, reiche Anwendung in digitalen Steuergeräten für Rechenautomaten, Meßautomaten und Werkzeugmaschinen. Je nach der gewünschten Funktion enthält ein solches Schaltwerk außer den Flip-Flops mehr oder weniger passive logische Elemente, wie UND- und ODER-Tore, vorzugsweise in Form von Diodenkombinationen zwischen den Flip-Flops untereinander sowie zwischen den Flip-Flops und den Ein- und Ausgängen.Switching mechanisms of the type outlined are widely used, specially designed as counters and sequence chains in digital control devices for calculating machines, measuring machines and machine tools. Depending on the Such a switching mechanism contains the desired function, in addition to the flip-flops, more or less passive logic Elements such as AND and OR gates, preferably in the form of diode combinations between between the flip-flops and between the flip-flops and the inputs and outputs.
Es ist Aufgabe der Erfindung, den Aufwand für solche Schaltwerke zu verringern. Dabei wird von der bekannten Tatsache ausgegangen (»Pulse und Digital Circuits«, by Millman and Taub, London, 1956, S. 161), daß man ein Flip-Flop, das aus zwei kreuzweise gegengekoppelten Verstärkerstufen besteht, sowohl durch Steuerung an den Eingängen der Verstärkerstufen, als auch — wegen der Gegenkoppelung — an den Ausgängen der Verstärkerstufen in einen gewünschten Binärzustand versetzen kann. Diese Eigenschaft wurde bisher von der Fachwelt eher als Nachteil gewertet und vielfach zur Unterdrückung einer unerwünschten Signalrichtung — vom Eingang eines Flip-Flops zum Ausgang eines anderen — mit Hilfe von zusätzlichen Ausgangsverstärkerstufen völlig eliminiert. It is the object of the invention to reduce the cost of such switching mechanisms. This is done by assumed the known fact ("Pulse and Digital Circuits", by Millman and Taub, London, 1956, P. 161) that you can have a flip-flop, which consists of two cross-coupled amplifier stages, both through control at the inputs of the amplifier stages, as well as - because of the negative feedback - can put into a desired binary state at the outputs of the amplifier stages. This attribute has so far been seen by the professional world as a disadvantage and often to suppress a unwanted signal direction - from the input of one flip-flop to the output of another - with the help completely eliminated by additional output amplifier stages.
Gemäß der Erfindung wird über die jeweiligen Setzeingänge bzw. über Transistoren zum Setzen
Digitales Flipflopschaltwerk mit Setzeingängen,
wobei über letztere das Zählerschaltwerk oder
ein bestimmter Teil des Zählers in einen
bestimmten Schaltzustand eingestellt werden kannAccording to the invention, the respective set inputs or transistors for setting Digital flip-flop switch with set inputs,
with the latter the counter switch mechanism or
a certain part of the meter into one
certain switching status can be set
Anmelder:Applicant:
Europäische Atomgemeinschaft (EURATOM),
BrüsselEuropean Atomic Energy Community (EURATOM),
Brussels
Vertreter:Representative:
Dipl.-Ing. R. Müller-BörnerDipl.-Ing. R. Müller-Borner
und Dipl.-Ing. H.-H. Wey, Patentanwälte,and Dipl.-Ing. H.-H. Wey, patent attorneys,
1000 Berlin 33, Podbielskiallee 681000 Berlin 33, Podbielskiallee 68
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Michel Combet, Travedona;Michel Combet, Travedona;
Serge Wilhelm, Cocquio, Varese (Italien)Serge Wilhelm, Cocquio, Varese (Italy)
EINS-Potential an die jeweiligen Wirkausgangsleitungen gebracht, derart, daß die jeweiligen Zählstufen in einen Zustand eingestellt werden, der dem jeweiligen Wirkausgang entspricht bzw. zugeordnet ist.ONE potential to the respective active output lines brought so that the respective counting stages are set in a state that the respective Active output corresponds to or is assigned.
Der Grundgedanke der Erfindung liegt also darin, daß die Dioden-UND-Tore, die verschiedene Flip-Flop-Ausgänge zu einem Schaltwerkswirkausgang logisch verbinden, als Entkopplungsdioden betrachtet werden können, wenn man die zugeordneten Flip-Flop-Ausgänge als Flip-Flop-Eingänge und den Wirkausgang als Setzeingang benutzt. Man spart also spezielle Entkopplungsdioden bzw. ODER-Tore an den Flip-Flop-Eingängen, wenn dem zu setzenden Schaltwerkszustand eindeutig ein Wirkausgang entspricht. The basic idea of the invention is that the diode AND gates, the different flip-flop outputs connect logically to a switching mechanism output, considered as decoupling diodes can be if one uses the assigned flip-flop outputs as flip-flop inputs and the Active output used as set input. So you save on special decoupling diodes or OR gates the flip-flop inputs if the switching state to be set clearly corresponds to an effective output.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand dreier Figuren näher erläutert, von denenThe invention is explained in more detail below with reference to three figures, of which
F i g. 1 und 2 eine schematische Gegenüberstellung des Stands der Technik und der Erfindung enthalten, währendF i g. 1 and 2 contain a schematic comparison of the prior art and the invention, while
F i g. 3 einen Untersetzungszähler mit vier Zuständen zeigt, der die erfindungsgemäßen Merkmale enthält. 'F i g. Figure 3 shows a four state reduction counter incorporating the features of the invention. '
In F i g. 1 und 2 ist je ein Schaltwerk mit drei bistabilen Flip-Flops 1, 2 und 3 angedeutet, wobei die die Zustandsfolge definierenden internen Querverbindungen nicht eingezeichnet sind. Die Erfindung ist nämlich bei jedem derartigen Schaltwerk unabhängigIn Fig. 1 and 2 are each a switching mechanism with three bistable flip-flops 1, 2 and 3 indicated, with the the internal cross-connections defining the sequence of states are not shown. The invention is namely with each such rear derailleur independently
809 519/570809 519/570
Λ 263 Λ 263
von der Zustandsfolge anwendbar. Einzige Bedingung ist, daß das Schaltwerk in mindestens ..einen Zustand setzbar sein soll, für den auch ein Wirkausgang existiert.of the sequence of states applicable. The only condition is that the rear derailleur is in at least ... one state should be settable for which an active output also exists.
Im vorliegenden Beispiel ist ein Wirkausgang 4 gezeigt, der über ein UND-Tor 5 Von den rechten Ausgängen 6, 7 .der Flip-Flops 1- und 3 sowie, von dem linken Ausgang' JT des mittleren Flip-Flops 2 angesteuert wird. Der Wirkausgang ist also erregt bei einem Schaltzustand 101, wenn man EINS-Potential am rechten Ausgang eines Flip-Flops als Anzeichen für den EINS-Zustand des Flip-Flops definiert. Für denselben Zustand ist auch ein Setzeingang 9 vorgesehen, der bisher (F i g. 1) über Entkopplungsdioden, welche Bestandteile von ODER-Toren 10 sind, mit den entsprechenden Eingängen 11 der Flip-Flops verbunden war. Gemäß der Erfindung (Fig. 2) ist dieser Setzeingang 9 aber derart an den Wirkausgang 4 angeschlossen, daß EINS-Pötential an den Wirkausgang gelangt, wenn der Eingang 9 erregt wird. Über das in umgekehrter Richtung betriebene UND-Tor 5, dessen Konjunktionsdioden dabei zu Entkopplungs- oder Disjunktionsdiodeji.werden,.-gelangt das EINS-Potential an die Ausgänge der Flip-Flops und bewirkt, daß sich die Flip-Flops in den bistabilen Zustand versetzen, bei dem wiederum der Wirkausgang 4 erregt ist, auch wenn der Impuls vom Eingang 9 schon abgeklungen ist. Dieser Impuls muß mindestens so lange andauern, bis der Zustand des Schaltwerks wieder stabil ist. Wie man aus einem Vergleich der beiden F i g. 1 und 2 erkennt, entfallen bei der erfindungsgemäßen Lösung die Dioden in den ODER-Toren 10. Bei vielen Schaltwerken, die ein umfangreiches Dekodiernetzwerk an Stelle des UND-Tores 5 besitzen, kann so ein umfangreiches Kodiernetzwerk im Eingang von der Art der ODER-Tore 10 teilweise oder ganz entfallen.In the present example, an active output 4 is shown, which is via an AND gate 5 from the right outputs 6, 7 .of the flip-flops 1- and 3 as well as, from the left output 'JT of the middle flip-flop 2 controlled will. The active output is therefore excited in a switching state 101 when one has ONE potential defined at the right output of a flip-flop as an indication of the ONE state of the flip-flop. For the same state is also provided a set input 9, which was previously (Fig. 1) via decoupling diodes, which components of OR gates 10 are connected to the corresponding inputs 11 of the flip-flops was. According to the invention (Fig. 2) this is Set input 9 but connected to active output 4 in such a way that that ONE potential reaches the active output when input 9 is excited. About the in reversed direction operated AND gate 5, the conjuncture diodes to decoupling or Disjunction Diodeji., .- the ONE potential arrives to the outputs of the flip-flops and causes the flip-flops to switch to the bistable state, in which the active output 4 is again excited, even if the pulse from input 9 has already decayed is. This impulse must last at least until the state of the switching mechanism is restored is stable. As can be seen from a comparison of the two F i g. 1 and 2 recognizes, are omitted in the inventive Solution the diodes in the OR gates 10. With many switchgear that has an extensive Have a decoding network in place of the AND gate 5, so an extensive coding network can in the entrance of the type of OR gates 10 are partially or completely omitted.
In der abschließenden Fig. 3 ist das Schaltbild eines praktisch funktionsfähigen Binärzählers modulo vier als Beispiel eines Schaltwerks im einzelnen gezeigt. Der Zähler besitzt zwei transistorisierte Flip-Flops 12 und 13, die ihren Zustand wechseln, wenn auf die Eingänge 14 beider Teilhälften gleichzeitig ein positiver Impuls gegeben wird. Demgemäß ist die Zustandsfolge bestimmt durch eine Untersetzung der am Zähleingang 15 ankommenden Impulse im Verhältnis 1: 2 in der ersten Stufe 12 und 1:4 in der zweiten Stufe 13.In the final FIG. 3, the circuit diagram of a practically functional binary counter is modulo four shown as an example of a rear derailleur in detail. The counter has two transistorized flip-flops 12 and 13, which change their state when the inputs 14 of both halves at the same time a positive pulse is given. Accordingly, the sequence of states is determined by a reduction of the pulses arriving at the counter input 15 in a ratio of 1: 2 in the first stage 12 and 1: 4 in the second stage 13.
Über einen Setzeingang 9 soll das Schaltwerk in den Zustand 01 zu bringen sein, wobei die Spannung U1 negativer sein soll als U0 und als EINS-Potential definiert sei. Ein Schalttransistor 16 wird von den Setzimpulsen leitend gemacht und erzeugt bei einem Setzimpuls die Spannung U1 an einem Ausgang 4. Dieser ist über UND-Dioden 17 mit solchen Ausgängen der Flip-Flops verbunden, daß er erregt ist, wenn das Schaltwerk gerade den erwähnten Zustand 01 aufweist.The switching mechanism should be brought into state 01 via a set input 9, with the voltage U 1 being more negative than U 0 and defined as a ONE potential. A switching transistor 16 is made conductive by the set pulses and generates the voltage U 1 at an output 4 when a set pulse occurs. This is connected via AND diodes 17 to such outputs of the flip-flops that it is excited when the switching mechanism is just mentioned Has state 01.
Schickt man nun vom Setzeingang 9 her bei einem beliebigen Schaltzustand der Flip-Flops das Potential U1 auf diese Dioden, dann werden sie leitend, und die Flip-Flops werden in den Zustand 01 versetzt. Die Dioden 17 wirken also als UND-Dioden oder als disjunktive Entkoppeldioden, je nachdem, in welcher Richtung sie angesteuert werden. If you now send the potential U 1 to these diodes from the set input 9 in any switching state of the flip-flops, then they become conductive and the flip-flops are set to the state 01. The diodes 17 thus act as AND diodes or as disjunctive decoupling diodes, depending on the direction in which they are driven.
Die Erfindung ist offenbar nicht auf das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern in einer Vielzahl von Erscheinungsformen entsprechend der Vielfalt möglicher Schaltwerksfunktionen realisierbar. Sie ist insbesondere vorteilhaft, wenn eine Vielzahl von Setzeingängen und von Wirkausgängen vorgesehen sind, da dann die Kodiermatrbi für die Setzeingänge mit der Dekodiermatrix für die, Wirkausgänge teilweise oder ganz zusammenfällt.The invention is evidently not limited to the exemplary embodiment shown in FIG. 3, but rather in a variety of forms according to the variety of possible switchgear functions realizable. It is particularly advantageous when there are a large number of set inputs and active outputs are provided, since then the coding matrix for the set inputs with the decoding matrix for the, Active outputs partially or completely coincide.
Anwendungsgebiete sind demgemäß insbesondere verschlüsselte Zähler und Sequenzketten für Programmfortschaltung in elektronischen Rechenmaschinen. Areas of application are in particular encrypted counters and sequence chains for program progression in electronic calculating machines.
Claims (1)
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