ЦИФРОВЫЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ (7)

Посмотреть архив целиком

7. РЕГИСТРЫ

 

Регистры - это устройства, выполняющие функции приема, хранения и передачи информации в виде т-разрядного двоичного кода.

Основным классификационным признаком регистров являются способ записи двоичного кода в регистр и его выдача, т.е. различают параллельные, последовательные (сдвигающие) и параллельно-последовательные регистры. Параллельный регистр выполняет операцию записи параллельным кодом. Последовательный регистр осуществляет запись последовательным кодом, начиная с младшего или старшего разряда, путем последовательного сдвига кода тактирующими импульсами. Параллельно-последовательные регистры имеют входы как для параллельной, так и для последовательной записи кода числа. Кроме того, сдвигающие регистры делятся на одно- и двунаправленные (реверсивные). Однонаправленные регистры осуществляют сдвиг кода влево или вправо,а двунаправленные - и влево, и вправо.

Основой построения регистров являются синхронные RS-триггеры или, предпочтительнее, В-триггеры. Принцип построения простейшего параллельного т-разрядного регистра показан на рис. 208.

В параллельном регистре цифры кода подаются на D-вход соответствующих триггеров. Запись осуществляется при подаче логической единицы на вход С. Код снимается с выходов Q. Параллельные регистры служат только для хранения информации в виде параллельного двоичного кода и для преобразования прямого кода в обратный и наоборот.

Последовательные регистры, помимо хранения информации, способны преобразовывать последовательный код в параллельный и наоборот. При построении последовательных регистров триггеры соединяются последовательно путем подключения выхода Q i-го триггера ко входу D i-го триггера, как это показано на рис. 209.

В последовательных регистрах принципиально необходимо, чтобы новый сигнал на выходе Q ш-го триггера возникал только после окончания синхросигнала. Для выполнения этого условия в последовательных регистрах необходимо применять двухступенчатые триггеры.

При действии каждого очередного тактового импульса код, содержащийся в регистре, сдвигается на один разряд. Для схемы, приведенной на рис.209, сдвиг кода происходит вправо (в сторону младших разрядов). Действительно, сигнал выхода Q i+1-го триггера действует на вход D i-го триггера, а сигнал выхода Q i-го триггера действует на вход D i-1-го триггера. При действии синхросигнала i-й триггер примет состояние i+1-го, а i-1-й - состояние i-го триггера, т.е., произойдет сдвиг кода вправо на один разряд.

Параллельный двоичный код одновременно снимается с выходов Q триггеров. Для сдвига кода влево необходимо, чтобы сигнал с выхода Q i-1-го триггера подавался на вход Q i-го (старшего) триггера.

Реверсивные регистры должны содержать логические схемы управления, обеспечивающие прохождение сигнала с выхода Q i-го триггера на вход D i-1-го триггера при сдвиге кода вправо и прохождение этого же сигнала на вход D i+1-го при реализации сдвига кода влево. Схема построения реверсивного регистра приведена на рис. 210.

Направление сдвига кода определяется подачей требуемых сигналов управления на соответствующие входы. Так, в схеме, показанной на рис. 210, при подаче на вход S0 напряжения логической единицы сдвиг кода будет происходить влево (в сторону старших разрядов), поскольку логическая схема управления 2И - 2И - 2ИЛИ будет разрешать прохождение сигналов с выходов Q i-го триггера на вход D i-го триггера, и наоборот, при подаче на вход S1 напряжения логической единицы будет разрешено прохождение сигнала с выхода Q i-го триггера на вход D i1-го триггера - будет реализовываться сдвиг кода вправо (в сторону младших разрядов).

Условно-графическое обозначение параллельного, сдвигового и реверсивного регистров приведено на рис. 211.

Выводы микросхем, показанных на рис. 211, следующие: D1-DN - входы D-триггеров соответствующих разрядов при записи информации в параллельном коде; Q1-QN - прямые выходы Q-триггеров; С - вход тактовых импульсов; R - вход обнуления; S0,S1 - входы управления направлением сдвига; VR - вход последовательного кода при сдвиге вправо (R - от англ. Right), при сдвиге кода влево применяется обозначение VL - (Left).

Основную массу регистров, применяемых на практике, представляют регистры сдвига, т.к. помимо операции хранения они могут осуществлять преобразование параллельного кода в последовательный и наоборот, прямого кода - в обратный и наоборот, выполнять арифметические и логические операции, временную задержку и деление частоты.

Типы и некоторые параметры регистров, содержащихся в основных сериях применяемых микросхем, приведены в таблице 31.

Таблица 31

 

Условные обозначения регистров, приведенных в таблице 31, показаны на рисунках 212-247

 

7.1. Сдвиговые регистры

 

Микросхема 133ИР1, К155ИР1, КМ155ИР1 (рис. 212), 134ИР1 (рис. 213)

 

Рабочий режим регистра задается уровнем сигнала на входе L. Ввод информации последовательным кодом, а также сдвиг ее вправо производится при L=0. Входная информация подается на вход VR, а тактовые импульсы на вход С1. Сдвиг вправо на один разряд происходит при действии среза тактового импульса. Информация после четырех тактовых импульсов может быть считана с выходов Q1- Q4.

Ввод информации параллельным кодом осуществляется при L=1. Тактовые импульсы подаются на вход С2. По срезу тактового импульса информация со входов D1- D4 переписывается на соответствующие выходы Q1- Q4. Состояние входов VR и С1 при этом не имеет значения.

При L=1 можно реализовать преобразование последовательного кода в параллельный со сдвигом влево. Для этого необходимо соединить выходы Q4,Q3,Q2 со входами D3,D2,D1 соответственно, а информацию вводить в регистр через вход D4. Сдвиг кода влево на один разряд происходит при действии среза каждого тактового импульса, подаваемого на синхровход С2.

Во избежание сбоев в работе регистра смена состояний входа L должна происходить только при С1=С2=0. Кроме того, на информационных входах сигналы должны обновляться до прихода фронта тактового импульса.

Используя универсальный сдвигающий регистр типа ИР1, можно строить многоразрядные регистры, для чего необходимо выход последнего разряда одного универсального регистра подключить к входу VR последующего универсального регистра. Пример построения двенадцатиразрядного сдвигающего регистра приведен на рис. 248.

Применяя дополнительный внешний инвертор, можно осуществить деление частоты. На рис. 249 приведены примеры построения делителей частоты на 2, 3, 4, 5, 6, 7. При этом сигнал на выходе L=0.

 

Импульсы, подлежащие делению по частоте повторения, поступают на вход синхронизации С1, а выходные импульсы снимаются с выхода Q старшего разряда, соединенного через инвертор обратной связи со входом VR.

 

Микросхема К134ИР2 (рис. 214)

Регистр предназначен для хранения восьмиразрядного слова. Двоичный код записывается последовательно через инверсный вход V. Для считывания кода в первоначальном прямом виде необходимо использовать инверсный выход регистра, для считывания в инверсном виде - прямой. Считывание, как и запись, производится поразрядно с поступлением фронта каждого последующего тактового импульса на

синхровход С. Обнуление регистра организуется за счет подачи напряжения логического 0 на инверсный вход R.

 

Микросхема 134ИР8, КР134ИР8, 533ИР8, КМ555ИР8, КР1533ИР8 (рис. 215)

Регистр предназначен для хранения восьмиразрядного слова и преобразования последовательного кода в параллельный. Запись последовательного кода поразрядно осуществляется через любой из входов VR по фронту тактового импульса. Считывание параллельного кода производится с выходов Q1-Q8. Последовательный код можно считывать поразрядно с выхода Q8. Обнуление регистра организуется за счет подачи напряжения логического 0 на инверсный вход R.

 

Микросхема 533ИР9, К555ИР9, КМ555ИР9, КР1533ИР9 (рис. 216)

Регистр предназначен для хранения восьмиразрядного слова и преобразования параллельного кода в последовательный. Входная информация, представленная в параллельном коде на входах D1 - D8, записывается в регистр асинхронно. При этом на инверсном входе L должно действовать напряжение лог.0, а состояния других входов могут быть произвольными. После записи на выходе Q8 появляется сигнал, соответствующий сигналу разряда D8 входного кода. Для сдвига информации вправо на один из синхровходов (С1 или С2) подаются тактовые импульсы, по фронту каждого из которых происходит сдвиг кода на один разряд. Регистр может принимать информацию в последовательном коде, для чего задействуется вход последовательного ввода VR и один из синхровходов. На свободном синхровходе устанавливается напряжение логического 0. На входе L так же устанавливается логический 0. Для получения информации в инверсном виде необходимо для вывода кода задействовать инверсный выход Q8.

 

Микросхема 533ИР10, К555ИР10, КМ555ИР10, КР1533ИР10 (рис. 217)

Регистр ИР10 отличается от регистра ИР9 наличием синхронного параллельного ввода информации, а также асинхронного обнуления. Для обнуления регистра необходимо на инверсный вход R подать напряжение логического 0. Кроме того, у регистра ИР10 отсутствует инверсный выход Q8.

 

Микросхема 530ИР12, КР531ИР12 (рис. 219)

Регистр предназначен для хранения четырехразрядного слова, а также преобразования параллельного кода в последовательный и наоборот. Особенностью регистра являются входы J и K, позволяющие принимать информацию в последовательном коде как по одному из них, так и одновременно по обоим при их об`единении. В последнем случае формируется D-вход. Фиксирование и сдвиг данных происходят по фронту тактового импульса. При раздельном управлении входами J и K, ( если J=1, а K=0), по фронту тактового импульса, помимо сдвига информации вправо, на выходе Q1 после сдвига будет присутствовать инверсия его предыдущего состояния. Если же J=0, а K=1, то после сдвига кода состояние разряда Q1 не изменится.


Случайные файлы

Файл
170141.rtf
86102.rtf
19028.rtf
23964.rtf
10134.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.