Регистр хранения

Структура регистра хранения на D-триггерах показана на рисунке 1.

Рис. 1 - Регистр хранения на D-триггерах

Каждый триггер служит для хранения одного разряда числа. Вход R служит для установки триггеров в нулевое состояние перед записью информации. Входное двоичное число подается на входы D0-D2 и при подаче импульса на вход С в триггеры записывается этот код, т. е. информация. Эта информация может храниться сколь угодно долго, если на вход С не поступают импульсы (или если не обрубят питание). Информация может выводиться как в прямом (с прямых выходов триггеров), так и в инверсном коде (с инверсных выходов). Вроде все понятно.

Регистр сдвига

Другая разновидность регистров - регистр сдвига. Регистр сдвига предназначен для преобразования информации путем ее сдвига под воздействием тактовых импульсов. Посмотрим на структуру регистра сдвига на D-триггерах:

Рис. 2 - Регистр сдвига на D-триггерах

Как видно из рисунка, в регистре сдвига также объединяются входы R и C триггеров. Перед записью информации регистр устанавливается в нулевое состояние. Информация подается на D-вход первого триггера. При подаче импульса на вход С бит информации (лог. 0 или лог. 1) записывается в триггер. При подаче следующего импульса этот бит записывается в следующий триггер. При этом в первый триггер записывается следующий бит информации и т. д. Другими словами, при воздействии тактовых импульсов информация продвигается по регистру от первого триггера к последнему. При заполнении всех триггеров число в параллельном коде можно вывести с выходов Q0-Q2. При этом первый бит информации будет присутствовать на выходе Q2, второй - на выходе Q1 и т. п.

Схемы на рисунках 1 и 2 можно объединить. Если между входами и выходами триггеров поставить схемы электронных переключателей, то при воздействии управляющего сигнала регистр можно переводить из последовательного в параллельный и наоборот.

Показанный на рисунке регистр сдвигает информацию только в одну сторону. Такие регистры называют регистром со сдвигом вправо или регистр со сдвигом влево (смотря куда он сдвигает). Существуют регистры, сдвигающие информацию в обе стороны. Направление сдвига определяется управляющим сигналом, подаваемым на специальный вход (подобно реверсивным счетчикам.)

Регистр последовательных приближений

Обычно такие регистры используют в аналого-цифровых преобразователях (АЦП). Структура такого регистра довольно сложна, поэтому на рисунке обобщенно показан вариант регистра последовательных приближений.

Рис. 3 - Регистр последовательных приближений

Вот такая штуковина. RG обозначает, что это регистр. На вход D поступает информация с устройства сравнения. Запись информации производится за два такта на каждый разряд регистра. Вход С - вход этих самых тактов. Например, на вход D подается уровень лог. 1 и при воздействии тактового импульса в разряд, скажем, Q11 записывается эта единичка. Во втором такте этот бит либо подтверждается, либо отменяется, в зависимости от состояния входа D (его потенциала). После этого в третий такт уровень лог. 1, если он, конечно, есть на входе D, записывается в следующий разряд - Q10, а во втором такте также либо подтверждается, либо отменяется и так далее. После 24 тактов на выходе регистра, а именно на выходах Q0-Q11, записанное число оказывается цифровым эквивалентом аналоговой величины, воздействующей на входе устройства сравнения. Вход Е служит для разрешения работы регистра, вход S - вход стартового запуска (обычно эти сигналы инверсные), выход D0 - выход последовательного кода, С0 - выход конца преобразования.

Помимо рассмотренных существуют так называемые многоцелевые регистры или сверхоперативные запоминающие устройства. Это устройства, содержащие в себе несколько параллельных регистров и две выходные шины. Информацию из любого регистра можно вывести на одну шину, из другого регистра - на другую. При этом в любой регистр можно одновременно вести запись.

Запоминающие устройства (ЗУ) служат для приема, хранения и выдачи информации. Запоминающие устройства по выполняемым функциям делятся на оперативные и постоянные. Оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) осуществляют запись, хранение и считывание информации и работают только при включенном питании, т. е. ОЗУ являются энергозависимыми. Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) хранят информацию при отключении питания, т. е. ПЗУ являются энергонезависимыми.

ОЗУ по виду хранения информации разделяются на статические и динамические. В статическом ОЗУ в качестве элемента памяти используется триггер, в динамическом - конденсатор. По-буржуйски ОЗУ называется RAM (random access memory - память с произвольным доступом). Статическое ОЗУ соответственно SRAM, динамическое DRAM.