51. Регистр хранения и сдвига

Э то регистры с последовательным приемом или выдачей информации. Они могут выполнять функции хранения и преобразования информации. Они могут быть использованы для построения умножителей и делителей чисел двоичной системы счисления. Все регистры сдвига строятся на базе двухступенчатых триггеров или синхронизируемых фронтом синхроимпульса. Разрядность регистров сдвига определяется количеством триггеров, входящих в их состав. По приходу тактового импульса С первый триггер записывает ход Х (0 или 1), находящийся в этот момент на его входе D, а каждый следующий триггер переключается в состояние, в котором до этого находился предыдущий. Так происходит потому, что записываемый сигнал проходит с входа D триггера к выходу Q с задержкой, большей длительности фронта тактового импульса (в течение которого происходит запись).

Н апример, на рисунке после поступления 4 синхроимпульсов регистр оказывается полностью заполненным разрядами числа, вводимого через последовательный ввод D. В течение следующих четырех синхроимпульсов производится последовательные поразрядный вывод из регистра записанного числа. После чего регистр оказывается полностью очищенным (при условии подачи на его вход уровня «0»).

52. Счетчики. Основные понятия. Классификация

Счетчик – устройство, предназначенное для подсчета числа импульсов, поданных на вход. Они, как сдвигающие регистры, состоят из цепочки триггеров. Разрядность счетчика, а следовательно, и число триггеров определяется максимальным числом, до которого он считает. Счетчики могут строиться на двухступенчатых D-триггерах, T-триггерах, JK-триггерах. Счетчики обозначаются CT (counter). Счетчики классифицируют:

- по числу устойчивых состояний триггеров (на двоичных триггерах, на троичных триггерах, на n-ичных триггерах);

- по модулю счета (двоично-десятичные, двоичные, с произвольным постоянным модулем счета, с переменным модулем счета);

- по направлению счета (суммирующие, вычитающие, реверсивные – направление счета в них зависит или от управляющего сигнала или от того, на какой вход: суммирующий или вычитающий подаются импульсы). В виде микросхемы реализуют суммирующие и реверсивные счетчики, вычитающий можно реализовать на суммирующем.

- по способу формирования внутренних связей: с последовательным, параллельным, сквозным и смешанным переносом.

- по способу переключения триггера: синхронные, асинхронные.

53. Двоичный счетчик с последовательным переносом

С четчики с последовательным переносом обладают минимальным быстродействием, при изменении состояния многих триггеров в счетчике эти триггеры меняют состояния последовательно. В результате счетчик перебирает во время переключения все в этом случае возможные состояния. Дальше пример вычитающего счетчика на D-триггерах и временные диаграммы его работы.

Состояние счетчика определяется число Q2Q1Q0, где Q2- старший разряд. Начальное состояние: 000. После действия первого импульса по его нарастающему фронту переходит в единичное состояние сначала триггер Q0, затем под действием нарастающего фронта с выхода Q0 переходит в единичное состояние триггер Q1, затем Q2. Счетчик окажется в состоянии 111. Следующий импульс меняет состояние только младшего разряда и счетчик окажется в состоянии 110. Т.о. состояние счетчика с каждым импульсом уменьшается на единицу.

Чтобы построить суммирующий счетчик достаточно к входу синхронизации каждого следующего триггера подключить инверсный выход предыдущего триггера или снять информацию с инверсных выходов триггера.

Далее изображен суммирующий счетчик на JK-триггерах и временные диаграммы его работы. Предполагается, что JK-триггеры выполнены по технологии ТТЛ. Для того, чтобы превратить JK-триггеры в асинхронные Т-триггеры, на входы J и K следует подать уровень логической единицы. Он формируется подключением входов к источнику напряжения 5В через резистор.

П оскольку триггеры двухступенчатые, выходные триггеры меняют состояния по спадающему фронту сигнала, подаваемого на синхровходы.