Лабораторная работа № 3 исследование параллельного, последовательного и универсального регистров
Цель работы
Изучить принцип действия регистров. Овладеть навыками их экспериментального исследования.
Пояснения к лабораторному стенду
Работа выполняется на платах П2 и ПЗ с технологическими картами 2-5, 2-6 и 3-1, 3-2. Принципиальная схема платы ПЗ приведена на рис. 3.1. Цифры по пунктирному контуру означают номера контактов на разъеме. Блоки индикации и управления относятся к блоку ввода-вывода информации.
Карта 2-5 позволяет исследовать параллельный двухразрядный регистр. Выходная информация подается от тумблера SА1 непосредственно на D-вход первого триггера (см. рис. 2.1) и SАЗ (через SА5, находящийся в "нижнем" по схеме положении) на D-вход второго триггера (DЗ.2). Поэтому тумблер SА5 должен постоянно находиться только в том положении, которое указано на технологической карте. Индикация записанной информации осуществляется светодиодами НL9 и НL7.
Карта 2-6 - исследуется последовательный двухразрядный регистр. Для создания такого регистра D-вход второго триггера (DЗ.2 рис.2.1) подключается к прямому выходу первого триггера (D3.1). Такое подключение осуществляется с помощью тумблера SА5, который при работе с этой картой постоянно должен находиться в верхнем положении.
Карта 3-1 предназначена для исследования последовательного четырехразрядного регистра и кольцевого четырехразрядного счетчика. Универсальный регистр на микросхеме К155ИР1 (D1 рис.3.1) переводится в последовательный режим при сигнале управления V = 0, поэтому при работе с этой картой тумблер SА5 должен находиться в положении "О". Входная информация подается кнопкой SВ2 ( без индикации ). Кнопка "отпущена" О=1, кнопка нажата О = 0. Выходная информация выводится на четырехразрядный светодиодный дисплей НL6-НL9.
Для перевода регистра в режим кольцевого счетчика записывают в него число 0001, а затем соединяют внешней перемычкой У и X (на плате ПЗ). После этого с подачей каждого следующего тактового импульса (SВ1) единица будет последовательно смещаться по разрядам счетчика.
Карта 3-2 позволяет исследовать работу ИМС К155ИР1 в режиме параллельного регистра, для чего на вход управления подают сигнал логической 1 (V = 1). Поэтому тумблер SА5 должен находиться в положении
Рис.3.1. Схема платы ПЗ и ее подключения к основному блоку
"1". Входная информация индицируется светодиодами НL2...НL5, выходная - HL6...HL9.
Домашняя подготовка
Зарисовать логические структуры четырехразрядных параллельного и последовательного регистров. Проиллюстрировать их работу временными диаграммами.
Привести условно-графическое изображение и цоколевку универсального сдвигового регистра К155ИР1. Пояснить назначение всех входов и выходов данной микросхемы.
Зарисовать рабочие схемы для исследования двухразрядных параллельного и последовательного регистров на микросхеме К155ТМ2, преобразователей последовательного кода в параллельный на микросхеме К155ИР1.
Экспериментальная часть
1. С помощью карт 2-5 и 2-6 исследовать двухразрядный параллельный и двухразрядный последовательный регистры. Составить табл. 1-2 зависимостей выходных состояний от сигналов на входах.
Таблица 1. Состояния параллельного регистра
-
Входы
Выходы
Число
Режим
С
Параллельные
HL2
HL1
А
SA1
SA3
X
D1
D2
D1
D2
X
X
X
Таблица 2. Состояния последовательного регистра
-
Номер
такта
Входы
Выходы
Число
Режим
С
SA1
HL1
HL2
А
-
X
X
1
D1
2
D2
-
X
Примечание: D1,D2- двоичный код числа на входах регистра (задается преподавателем), А - двоичный код числа на выходах регистра
Исследовать работу четырехразрядного параллельного и четырехразрядного последовательного регистров на микросхеме К155ИР1 (карты 3-1 и 3-2; табл. 3-4). При этом числа, записанные в регистры, анализировать в двоичной и шестнадцатеричной системах счисления. Научиться записывать в регистры любые наперед заданные двоичные, двоично-десятичные и шестнадцатеричные числа.
Таблица 3. Состояния четырехразрядного регистра
-
Входы
Выходы
Число
Режим
С
Параллельные
Q1
Q2
Q3
Q4
А
SA1
SA2
SA3
SA4
X
D1
D2
D3
D4
D1
D2
D3
D4
X
X
X
X
X
Таблица 4. Состояния четырехразрядного последовательного регистра
-
Номер такта
Входы
Выходы
Число
Режим
С
D
Q1
Q2
Q3
Q4
А
1
D1
2
D2
3
D3
4
D4
Вопросы к защите
Назначение регистров в цифровых устройствах.
Какие операции над двоичной информацией позволяют осуществлятьуниверсальные регистры (на примере К155ИР1)?
С какой целью и каким образом проводят преобразования формы представления чисел из последовательной в параллельную и наоборот?
По какому перепаду синхроимпульса С ( или происходит запись информации в двухразрядный и четырехразрядный регистры?
Библиография
Нефедов А.В. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги:Справочник. - М.: КУбК - а, 1997. - 576 с.
Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника. - М.: Энер-гоатомиздат, 1988. - 320 с.
Техническая электроника: Учеб. пособие/Ю.З.Ковалев, Е.М.Кузнецови др. Омск: Изд. ОмПИ, 1986.-81с.
Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. - М.: Радио и связь, 1989. - 352 с.