• Главная
  • rss-лента сайта solo-project.com


Регистры

Регистр – это линейка из нескольких триггеров, в которой в отличие от счетчиков-делителей нет внутренних запрещающих обратных связей. Регистры применяются для накопления и сдвига данных. Регистры, снабженные внешними перемычками, можно использовать как делители частоты.

В простейшем регистре триггеры соединены последовательно: выходы Q и предыдущего триггера передают бит данных на входы R и S последующего. Все тактовые входы С триггеров соединены параллельно. При таком включении единица, записанная в виде напряжений низкого и высокого уровней по входам R и S первого триггера, после подачи одного тактового импульса перейдет во второй триггер, затем во время следующего тактового импульса она попадет в третий триггер и так проследует далее, до конца регистра.

Аналогично продвигается по регистру многоразрядное слово: оно поразрядно вводится на входы R и S первого триггера. Простейший регистр имеет один вход и один выход – последовательные. Вход управления также единственный – тактовый. Если ко входу каждого триггера добавить разрешающую логику, можно получить дополнительные, так называемые параллельные входы одновременной загрузки байта в регистр. Здесь, как правило, используются дополнительные защелки, где фиксируются данные, поступившие на входы после прихода тактового импульса. В такую схему добавляется вход разрешения записи.

Можно предусмотреть также логическую схему параллельного отображения на выходах состояния каждого триггера. Тогда после заполнения регистра от последовательного или параллельных входов, по команде разрешения выхода накопленное цифровое слово можно отобразить поразрядно сразу на всех параллельных выходах. Для удобства поочередной выдачи данных от таких регистров – буферных накопителей в шину данных обрабатывающего устройства – процессора – параллельные выходы регистров снабжаются выходными буферными усилителями, имеющими третье, разомкнутое Z-состояние. По многопроводной шине данных процессор получит цифровое слово – байт от выходов того регистра, которому дана команда разрешения выдачи.

Регистры, как реверсивные счетчики, могут быть двунаправленными: загруженное слово можно сдвигать по линейке триггеров как вправо, так и влево. Для включения режимов сдвига влево или вправо служит специальный вход команды.

Существуют многорежимные регистры. Их входные и выходные линии данных объединены и образуют так называемый порт данных. Это означает, что от шины данных процессора приходит один провод (а не два), который по команде служит или входным или выходным. Число сигнальных входов и выходов микросхемы за счет портовой организации можно уменьшить в 2 раза.

Однотипные регистры могут различаться функциями отдельных входов: синхронным или асинхронным сбросом, инверсными или прямыми входами, наличием выводов наращивания. Существуют специализированные регистровые микросхемы среднего уровня интеграции, например, регистры последовательного приближения для построения АЦП.

Для построения счетчиков и регистров используются синхронные триггеры, переключение которых происходит только при наличии синхронизирующего сигнала (синхроимпульса) на входе С. Наиболее часто для построения регистров и счетчиков используется универсальный D-триггер, имеющий специальный информационный вход D, и динамический вход С (рис. 115).


Рис. 115. D-триггер

Устройство, называемое регистром, служит в основном для хранения чисел в двоичном коде при выполнении над ними различных арифметических и логических операций. С помощью регистров выполняются такие действия над числами, как передача их из одного устройства в другое, арифметический и логический сдвиг в сторону младших или старших разрядов, преобразование кода из последовательного в параллельный и наоборот и т.д. Функциональная схема и условно - графическое обозначение регистра параллельного типа, собранного на универсальных D-триггерах, приведена на рис. 116.


Рис. 116. Параллельный регистр на D-триггерах

По сигналу на входе С информация, поступившая на входы D0-D3, записывается в регистр и хранится в нем до тех пор, пока не произойдет запись другой информации, либо не поступит сигнал на вход R, обнуляющий регистр.

Функциональная схема и условно-графическое обозначение регистра сдвига представлены на рис. 117.


Рис. 117. Функциональная схема и условно-графическое обозначение регистра сдвига

Последовательный информационный код поступит 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.

Существует многочисленное разнообразие регистров сдвига на интегральных микросхемах, например, типа К155ИР1- ИР17, К555ИР9 – ИР22, К561ИР6 – ИР9 и К1500ИР141(максимальная тактовая частота сдвига более 380 МГц, потребляемая мощность 850 мВт при токе потребления от 120 до 380 мА).

Электролюминесцентные индикаторы

Другим распространенным видом элементов индикации являются электролюминесцентные приборы. Имея плоскую...

читать далее

Буквенно-цифровые индикаторы

Для отображения буквенно-цифровой информации широкое применение нашли электролюминесцентные знаковые индикаторы...

читать далее

Газоразрядные приборы

В 30-х годах XIX в. были открыты и выделены в чистом виде инертные газы: неон, аргон, криптон, ксенон. Под воздействием электрического...

читать далее