Рис. 1.
Последовательный регистр (регистр сдвига) служит для преобразования последовательного кода в параллельный и наоборот. Применение последовательного кода связано с необходимостью передачи большого количества двоичной информации по ограниченному количеству соединительных линий.
Рис. 2.
Последовательный информационный код поступает на вход D регистра. Импульс команды сдвига С подается одновременно на синхронизирующие входы всех триггеров регистра и переводит каждый триггер в состояние, в котором находился триггер предыдущего разряда. Таким образом, каждый импульс команды сдвига "продвигает" записываемое число на один разряд вправо.
Рис. 3.
Реверсивные регистр (счетчик) изменяет направление счета под воздействием управляющего сигнала или при смене точки подачи считаемых сигналов. Наиболее распространенный способ построения реверсивных счетчиков ñ переключение межразрядных связей. Счетчики прямого и обратного счета различаются лишь точкой съема сигнала, подаваемого с предыдущего разряда на последующий. Если управляющий сигнал перестраивает межразрядные связи, перенося точку съема сигнала с одного выхода триггера на другой, то реализуется схема реверсивного счетчика.
Последовательный счетчик преобразуется в реверсивный путем введения в его структуру элементов реверса. В связи с появлением дополнительных задержек введение реверса снижает быстродействие счетчика.
Эксперимент 2. Исследование принципа работы параллельного регистра.
Рис. 4.
Параллельные регистры осуществляют прием и выдачу информации в параллельном коде, а это значит, что для передачи каждого разряда используется отдельная линия.
Для записи информации в регистр на его входных выводах (D0-D3) нужно установить логические уровни, после чего на вход синхронизации (C) подать разрешающий импульс — логическую единицу. После этого на выходах Q0-Q3 появится записанное слово. Регистры запоминают входные сигналы только в момент времени, определяемый сигналом синхронизации.
Рис. 5.
Комбинированные – последовательный ввод и параллельный вывод (и наоборот). Последовательный регистр (регистр сдвига) обычно служит для преобразования последовательного кода в параллельный и наоборот
После поступления четырѐх синхроимпульсов регистр оказывается полностью заполненным разрядами числа, вводимого через последовательный ввод «Din». В течение следующих четырѐх синхроимпульсов производится последовательный поразрядный вывод из регистра записанного числа, после чего регистр оказывается полностью очищенным (регистр окажется полностью очищенным только при условии подачи на его вход уровня лог. 0 в режиме вывода записанного числа).
Выводы:
1. Регистры предназначены и используются для хранения n-разрядных двоичных чисел и выполнения преобразований над ними.
2. Регистры классифицируются по следующим видам:
– накопительные (регистры памяти, хранения)
– сдвигающие
В свою очередь сдвигающие регистры делятся:
– по способу ввода-вывода информации:
- параллельные - запись и считывание информации происходит одновременно на все входы и со всех выходов;
- последовательные - запись и считывание информации происходит в первый триггер, а та информация, которая была в этом триггере, перезаписывается в следующий - то же самое происходит и с остальными триггерами;
- комбинированные;
– по направлению передачи информации:
- однонаправленные;
- реверсивные.
– по основанию системы счисления
- двоичные
- троичные
- десятичные
3. Операции, выполняемые регистрами.
– приём слова в регистр;
– передача слова из регистра;
– поразрядные логические операции;
– сдвиг слова влево или вправо на заданное число разрядов;
– преобразование последовательного кода слова в параллельный и обратно;
– установка регистра в начальное состояние (сброс).
Кольцевой регистр служит для преобразования последовательного сигнала в параллельный.
Вопросы
1. Является ли элементом памяти выключатель настольной лампы?
2. Если продолжить предыдущий вопрос, то как можно охарактеризовать:
a)кнопочный выключатель (один раз нажал - лампа горит; второй раз нажал - лампа погасла);
b) клавишный переключатель-коромысло: нажал на одно плечо - лампа зажглась или продолжает оставаться горящей; нажал на другое плечо - погасла.
Аналогия с какими видами триггеров напрашивается?
3. Чем отличается работа RS-триггера с прямыми входами от работы RS-триггера с инверсными входами?
4. Почему комбинация сигналов 11 на входах RS-триггера называется «запрещенной»?
5. В чём отличие таблицы переходов триггера от таблицы функций возбуждения?
6. Как свойство запоминания отражается в характеристических уравнениях триггеров?
7. В чём принципиальное отличие работы синхронных триггеров от асинхронных?
8. Какова приоритетность информационных и установочных входов в синхронных триггерах?
9. Почему JK-триггер при J=K=1 не превращается в автогенератор?
10. Почему Т-триггер получил название счетного? Какое число импульсов он может сосчитать?
11. Как работает D-триггер, если D=Q?