Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Основи електроніки і мікропроцесорної техніки.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
5.55 Mб
Скачать

4.3.4. Регістри

Р егістр - це послідовнісний цифровий пристрій, призначений для прий­мання, зберігання, простих перетворень і передачі двійкових чисел.

Під простими перетвореннями розуміється зсув чисел на задану кількість розрядів, перетворення послідовного двійкового коду у паралельний і паралельного у послідовний. Базовими елементами регістрів є тригери, які доповнюються комбінаційними логічними елементами для реалізації різних зв’язків між розрядами регістра для управління прийманням і передачею операндів. Основне функціональне призначення регістрів - оперативна пам’ять для багаторозрядних двійкових чисел.

Залежно від способу приймання і передачі двійкової інформації розрізняють паралельні, послідовні, послідовно-паралельні, паралельно- послідовні й універсальні регістри.

Паралельні регістри. У паралельних регістрах або регістрах пам’яті, ввід-вивід всіх розрядів числа проводиться одночасно за один такт. При побудові па­ралельних регістрів використовуються прості асинхронні RS-тригери і син­хронні RS- і D-тригери. На рис. 4.30 подано варіанти паралельних регістрів, які відрізняються типом тригерів і складом вхідних-вихідних інформаційних шин. У регістра на основі асинхронних RS -тригерів (рис. 4.30,а) перед занесенням п-розрядного числа з входів х1,..., хn необхідно попередньо провести скидання всіх тригерів у нульовий стан. Скидання проводиться сигналом R= 0. Введення інформації в регістр проходить за сигналом А= 1, R= 1. Якщо на деякому i-му вході Хi= 1, то і даний тригер (з інверсним керуванням) перемкнеться у стан "1". При Хi= 0 і і-тригер збереже стан "0". Виведення інформації із регістра здійснюється за сигналом В=1, який визначає стан виводів . Якщо В = 0, то на всіх виходах встановлюються рівні "логічна 1", а при В = 1 буде . Основний недолік даного регістра -необхідність попередньої його очистки, тому оновлення інформації відбувається за два такти.

Регістр (рис. 4.30, б) також побудований на асинхронних RS -тригерах і не вимагає попередньої очистки інформації, оскільки її поновлення проходить встановленням тригерів у стан "1" і "0" за один такт. Для цього на вході регістра необхідно вдвоє більше логічних елементів і ліній зв'язку. У схемі показаний спосіб видачі інформації у прямому коді (команда В= 1). Асинхронні RS -тригери в поєднанні з вхідними вентилями фактично утворюють варіанти синхронних RS -тригерів.

На рис. 4.30,в наведена схема паралельного регістра на основі синхронних D-тригерів.

Послідовні регістри. У послідовних регістрах (зсуваних) введення-виведення інформації здійснюється через один інформаційний вхід і вихід порозрядно зі зсувом числа. За один такт введена або виведена інформація зсувається на один розряд вправо або вліво. Зсувані регістри, які за командою керування реалізують зсув інформації вправо або вліво, називають реверсивними.

На рис. 4.31,а наведено зсувний регістр на D-тригерах, а на рис. 4.31,6 - часову діаграму зсуву інформації.

Вводити інформацію можна послі­довно із входів х з наступним зсувом її вправо на рдин розряд за синхроім­пульсом по входу С або паралельно із входів А за сигналом І=1 асинхронним записом числа в попередньо очищений регістр (сигнал R=0 асинхронного ски­дання тригерів у стан "0"). Додатний фронт синхроімпульсу С=1 забезпечує запис інформації з входів D і х в три­гери першого ступеня. Вихідні рівні тригерів залишаються незмінними.

Від’ємний фронт синхроімпульсу, входи D-тригерів блокує, а рівні на виходах перемкнуться.

Рис Рис.4.31. Схема зсуваного регістра (а)

і часові діаграми зсуву інформації (б).

Рис.4.30. Схеми паралельних регістрів:

а - на асинхронних RS-тригерах; б - на асинхронних RS-тригерах без необхідності попередньої очистки інформації; в-на синхронних D-

тригерах.

Схеми деяких типів регістрів наведено на рис. 4.32.

Регістр К155ИР1 (К133ИР1, К134ИР1, К555ИР1) (рис. 4.32,а) реалізує дві мікрооперації: приймання коду з входів D при V= 1 і зсув вправо при V= 0, які виконуються за спадом сигналів С1 і С2 відповідно. При інших станах входів V, СІ і СІ здійснюється зберігання інформації.

Рис. 4.32. Графічне позначення мікросхем регістрів:

а - К155ИР1, К133ИР1, К134ИР1, К555ИР1;

б - К133ИР13,К155ИР13;

в - К5$5ИР22(ИР23), К531ИР22(ИР23);

г - К555ИР27.

Регістр К133ИР13 (К155ИР13) (рис. 4.32,6) реалізує наступні мікроопера­ції: встановлення "0" при R=0, зсув вліво при R =S0 = = 1, зсув вправо при R = S1 = = 1, приймання інформації з входів D0-D7 при R = S0 = S1= 1. Ці операції виконуються при наростанні синхроімпульсу по С. При інших комбінаціях на входах R, S0, S1 реалізується режим зберігання.

При запису інформації в регістр К133ИР13 можна у паралельному коді її і зчитати з виходів Q0-Q7.

Регістр К555ИР22 (ИР23) (рис4.32,в) є паралельним і має наступні мікрооперації: запис інформації у регістр без попередньої очистки при РЕ=1 (для ИР23 - за наростанням сигналу), видача інформації на вихід при Е0= 0. Якщо Е0 = 1, то на виходах Q1-Q8 буде високоомний стан.