来源以下内容来源于与 haqreu 的Считаем до трёх: три，仅对其进行翻译，著作权归原作者所有。
三进制计数器设计与实现
项目背景与系列进展
好的，我们继续。本文将介绍如何制作三进制计数器。需要提醒的是，我的目标是打造一个基于三态逻辑的最简可编程硬件设备。
这是第三篇文章，后续内容将陆续发布。目录如下：
和往常一样，本文图片多于文字。以下是今天要讨论的核心硬件实物图：
前情提要
三态多路复用器
需要重申的是，整个系统的唯一基础元件是三态多路复用器，本质上是一个三位置开关。逻辑上它有五个引脚：选择信号（sel）输入三态信号，根据其值将三个输入信号（inN、inO、inP）中的一个传递到输出端（out）：
下图是搭载两个（解）复用器的电路板。按照 原版命名 ，我将其称为「Trimux」（三态复用器）。
若将复用器直接配置为信号跟随器（将-5V、0V、+5V分别接入N、O、P引脚），当S输入端输入三角波时，C输出端将产生阶梯信号：
本文将仅使用两个核心模块：半加器与存储单元。
半加器
在 第一篇文章 中，我们详细分析了半加器的工作原理。其原型板实物如下：
上方为半加器电路，下方为输入输出板。由于需要大量半加器，单独制作原型板效率过低，因此我设计了专用半加器板。其布局图如下：
成品板实物：
该板需要插入三个Trimux模块。这并未违背「仅使用复用器作为基础元件」的原则，因为辅助板上仅包含用于节省布线的连接线。电阻仅作为限流元件，可移除。计算仍由Trimux完成。下图是半加器测试场景，输入输出板也已升级：
最终组装完成的半加器模块如下：
三态存储器
在 第二篇文章 中，我们证明了单个Trimux（包含两个三态复用器）可构成电平触发的存储单元（三态锁存器）。若将两个锁存器主从级联，则可实现边沿触发的动态存储单元（三态主从触发器）。
值得一提的是，在上一篇文章的评论区，用户 mayorovp 提出了一种仅需四个复用器的方案。我承诺尝试并已实现！
以下是经调整后的方案：
当C端时钟信号连续经历N-O、O-P跳变时，该单元将输入A的值锁存至输出Q。
与半加器类似，我设计了专用存储模块，其布局图如下：
该板包含两个独立的三态锁存器。若配置四个跳线，则可实现上述动态存储单元。
成品板实物：
最终模块如下：
简易三进制计数器
至此，我们可脱离复用器抽象层，使用更高阶模块构建系统。取三个存储单元与三个半加器，即可构成基础三进制计数器。
六个模块的连接方式如下：
时钟输入端接入三态锯齿波信号。实际上，存储单元与半加器组合可实现基本分频器。若将红色「+1」替换为「-1」，计数器将执行减法。下图为原型板实物，左侧三个LED显示存储单元状态，右侧开关用于手动触发计数：
以下是遍历计数器27种状态的演示视频：
该计数器的缺点在于：上电时状态不确定（长期断电后通常归零），且复位操作复杂（至少我未找到简单方法）。
进阶改进
感谢 mayorovp 提出的存储单元方案。回顾前文，原动态存储单元比其方案多用了两个复用器。现尝试合并两者：
此计数器功能与前代相同，但多用了两个复用器。为何？因为我乐意！注意灰色标记的Bm与As输入端未使用——主锁存器时钟端永不接正信号，从锁存器时钟端永不接负信号。
若再添加两个复用器：
当输入R为-1时，功能等同前代。但若R为0或+1，锁存器将捕获Bm与As的输入值！
由此得到可双向计数且支持手动写入的三进制计数器。操作演示视频如下：
最终，使用34个复用器（17个Trimux）可构建完整的三进制计数器。每增加一个存储单元与半加器即可扩展一位三态计数。
参考Alexander Shabarshin 的方案
，三进制时钟的分钟计数器需四位三态（81种状态，平衡三进制表示-40至40）。如何表示45分钟？他巧妙提议将其视为「差15分钟整点」！下图右下角的五个复用器用于整点时复位分钟计数器：
本文至此结束，下期尝试实现计算功能。
附：电源设计
电源模块制作简述
在撰写前两篇文章时，为获得双极性电源，我使用了简单的电阻分压器，但它发热严重。由于需要为三角波生成器提供±12V双极性电源，若使用两个自耦变压器（ЛАТР）则过于笨重，因此我决定自制电源模块。从中国订购了现成的电源模块并组装如下：
虽不知必要性，但还是在电源模块前加装了电源滤波器。由于涉及230V高压，必须配备外壳。我选用3mm厚的PVC板，通过镍铬丝加热弯曲成型：
最终得到如下结构的箱体：
内部电源模块布局如下：
成品电源模块已可投入使用：
未精确计算总成本，但粗略估计约为30美元。