2. Методика выполнения работы

Макет лабораторной работы повтроен на базе микросхемы поло- жительной логики ТТЛ-типа К155ИР1, обеспечивающей исследование регистров наиболее распространенных типов. Схема однофазного 4-разрядного регистра, приведенная на лицевой панели макета, изображена на рис. 7.1. Она содержит четыре двухступенчатых D -триггера и ряд логических элементов, обеспечивающих измене- ние режима работы регистра.

Рис. 7.1

При выполнении лабораторной работы используются органы управ- ления, расположенные слева на наклонной панели в нижней части стенда. Работа регистров исследуется в статическом режиме. Для перевода макета в статический режим работы следует перевести в положение СТАТ переключатель на наклонной панели стенда. Индика- ция состояний триггеров осуществляется по состоянию светодиодов, подключенных к прямым выходам триггеров и изображенных над каж- дым из них (рис. 7.1). Свечение индикатора соответствует состоя- нию I триггера.

2.1. Исследование параллельного регистра

Параллельным называется регистр, в который информация на вхо- ды поступает в параллельной форме (многоразрядное двоичное слово записывается в одном такте) и считывание информации с выходов осуществляется в такой же форме (рис. 7.2). На рис. 7.2 показана запись в регистр 4-разрядного двоичного числа, соответствующего десятичному числу 7.

Для сборки схемы параллельного регистра

следует подать на вход V 2 (в левой части

лицевой панели макета) высокий уровень напря- жения логической I, соединив его коммутацион- ной дужкой с гнездом "I". Все остальные пары гнезд макета должны быть разомкнуты (дужки из них вынуты). В этом случае открытыми окажутся нижние (на схеме рис. 7.1) вентили И, входя- щие в состав группы логических элементов

2-2И-ИЛИ. Двоичные сигналы с тумблеров XI-X4,

расположенных слева на наклонной панели стенда, в данном режиме будут поступать через открытые вентили И на входы J триггеров и после поступления синхроимпульса (после нажатия кнопки СИ1- справа на лицевой панели макета) будут записаны в триггеры ре- гистра.

Для выполнения данного эксперимента следует:

1. Включить тумблер СЕТЬ (справа на наклонной панели стенда). Должна загореться индикаторная лампочка.

2. Подать питание на макет лабораторной работы путем установ- ки переключателя (расположен там же) в положение, соответствую- щее номеру макета. Нумерация макетов идет слева направо и сверху вниз.

3. Набрать на тумблерах XI-X4 двоичное 4-разрядное число, со- ответствующее десятичному номеру бригады студентов в лабораторном журнале, считая тумблер Х4 младшим разрядом. Коду I соответствует верхнее положение рычажка тумблера, а коду о - нижнее.

4. Кратковременным нажатием кнопки СИ1 подать синхроимпульс на синхровходы триггеров и тем самым осуществить запись информации

в регистр;

5. По состоянию индикаторов убедиться, что запись в регистр осуществлена верно и что число на выходах регистра также представ- лено в параллельной форме. Информация с выходов триггеров регистра может быть считана в какое-нибудь другое устройство, например в другой регистр. При этом в данном регистре она сохраняется.

6. Представить полученный результат преподавателю.

7. Сохранить записанное число в регистре для выполнения следу- ющего эксперимента.

46

2.2. Исследование параллельно-последовательного регистра

Запись информации в параллельно-последовательный регистр (рис. 7.3) производится в параллельной форме (т.е. двоичное сло- во на входы регистра поступает в одном такте и записывается в него одновременно всеми разрядами), а считывание - в последова- тельной форме, т.е. поразрядно (в каждом такте в выходную линию поступает один разряд), в данном случае начиная с младшего раз- ряда.

Для выполнения эксперимента следует:

1. Соединить вход V I коммутационной дужкой с гнездом Вх.

2. Соединить гнездо СИ2 (слева вверху на лицевой панели макета) коммутационной

дужкой с входом нижнего (на схеме рис.7.1) вентиля И, входящего в состав элемента 2-2И-ИЛИ, обозначенного буквой А. Синхро-

импульсы на синхровходы триггеров регистра в данном режиме посту- пают с гнезда СИ2, соединенного с тумблером XI (на наклонной па- ' нели стенда). Перевод тумблера XI в верхнее положение (код I) и возврат его в нижнее положение (код 0) обеспечивают подачу одного синхроимпульса. Следует помнить, что запись информации в двухсту- пенчатый триггер ТТЛ производится на срезе синхроимпульса, т.е. при возвращении тумблера XI в нижнее положение.

3. Подать на вход V 2 низкий уровень логического 0, соединив его коммутационной дужкой с гнездом "0". В этом случае на выходе инвертора В (рис. 7.1) будет I, что обеспечит открытое состояние верхних (на схеме рис. 7.1) вентилей И, входящих в состав группы элементов 2-2И-ИЛИ. В результате выходы Q триггеров окажутся со- единенными через эти вентили И с входами D соседних справа триг- геров, т.е. образуется последовательный регистр со сдвигом храни- мого числа вправо.

4. На вход VI подать уровень логического 0, установив тумблер ХЗ (на наклонной панели стенда) в нижнее положение. Поскольку тумблер ХЗ соединен с гнездом Вх, то при этом логический 0 посту- пит на вход VI.

5. Последовательно подавая четыре синхроимпульса с тумблера XI, обеспечить последовательное считывание четырехразрядного чис- ла, записанного в регистр при выполнении предыдущего эксперимен- та. Следует иметь в виду, что выводимые на выход регистра разря-

ды хранимого числа нигде не фиксируются, а значит теряются. Об- ратите внимание на то, что при считывании числа из регистра в последовательной форме информация в регистре утрачивается.

6. Повторить запись.числа в регистр в параллельной форме (по методике, изложенной в п. 2.1). Вновь перевести регистр в режим последовательного считывания (см. п.п. 1-4) и продемонстировать процесс считывания преподавателю.

2.3. Исследование последовательного регистра (регистра сдвига вправо)

В последовательном регистре и запись, и считывание информации осуществляются в последовательной форме (рис. 7.4). Таким образом,

для записи четырехразрядного чис- ла в четырехразрядный регистр требуется четыре такта. При сдви- ге вправо число записывается в ре- гистр и считывается из него, начи- ная с младшего разряда.

Сборка последовательного реги-

стра осуществляется на стадии считывания при выполнении предыдуще- го эксперимента.

Для выполнения данного эксперимента следует:

1. Записать в регистр в последовательной форме двоичное число (четырехразрядное), соответствующее номеру бригады. Для этого требуется:

а) установить на тумблере ХЗ значение младшего разряда числа,

б) путем двойной коммутации (включение I и выключение 0) тумб- лера XI записать младший разряд числа в триггер TTI (левый на рис. 7.1),

в) повторить операции а) и б) для 2-го, 3-го и, наконец, для 4-го (старшего) разрядов числа,

г) убедиться, что после каждого синхроимпульса с тумблера XI число в регистре сдвигается на разряд вправо.

2. Считать число из регистра в последовательной форме. Для этого:

а) подать на вход D триггера старшего разряда (TTI) уровень логического 0, установив тумблер ХЗ в нижнее положение,

б) манипулируя тумблером XI, обеспечить четыре акта сдвига хранимого числа на один разряд вправо.

3. Повторить операции I и 2, продемонстировав их преподава- телю.

304 47

.2.4. Исследование кольцевого регистра

Кольцевой последовательный регистр сдвига вправо образуется путем соединения выхода Q триггера младшего разряда (ТТ4 на рис. 7.1) с входом триггера старшего разряда (TTI). Тогда число, записанное тем или иным образом в регистр, будет циркулировать в нем под действием сигналов "сдвиг вправо" (под действием синх- роимпульсов) (рис. 7.5).

Для выполнения данного экспери- мента следует:

I. Записать в регистр в последо- вательной форме двоичное четырех- разрядное число, соответствующее десятичному номеру бригады (так же как при выполнении предыдущего эксперимента).

2. Вместо гнезда Вх (рис. 7.1) подключить с помощью шнура вы- ход Y 4 триггера ТТ4 к гнезду VI (к входу D триггера TTI).

На вход V 2 по-прежнему подается логический 0.

3. Манипулируя тумблером XI, обеспечить подачу на синхровходы триггеров последовательности синхроимпульсов, что приведет к цик- лическому сдвигу вправо хранимого в регистре числа.

4. Результат продемонстрировать преподавателю.

3. Содержание отчета

1. Схема лицевой панели лабораторного макета (см. рис. 7.1).

2. Условные рисунки исследуемых в работе регистров (типа рис. 7.2-7.5) с изображением на них кода числа, соответствующего номеру бригады.

Отчет представляется один на бригаду.

4. Рекомендуемая литература

1. Гольденберг Л.М. Импульсные устройства. - М.: Радио и связь, 1981, - с. 104-108.

2. Каледин Г.Г. Основы электроники. ч. П/МЭИС, 1979, - с. 52- -57.

49