29. Що таке регістр? Які типи регістрів ви знаєте? Наведіть приклади.
Поодинокий тригер здатний запам’ятовувати і зберігати інформацію об’ємом у 1 біт, тобто один розряд двійкового числа. Для зберігання багаторозрядного двійкового числа необхідна група тригерів, об’єднаних у один пристрій. Такі пристрої мають назву регістрів. Запис інформації в регістр може здійснюватися паралельно або послідовно.
Паралельний регістр складається з набору D-тригерів, кількість яких визначається розрядністю двійкового числа, яке можна записати у такий регістр. Число, яке необхідно записати, подається на шину вхідних даних (ШВХД), кожний провідник якої відповідає розряду двійкового числа. Коли на С-входи подається команда “ЗАПИС”, тригери сприймають інформацію зі своїх D-входів і кожен з них «запам’ятовує» свій розряд. Після цього сигнал з ШВХД можна зняти. Для зчитування інформації, записаної в регістр, сигнали зчитуються з Q-виходів тригерів і через кон’юнктори подаються на шину вихідних даних (ШВИХД). Зчитування відбувається лише за умови, що на другі входи кон’юнкторів подається сигнал “ЧИТАННЯ” (логічна одиниця). Після зчитування інформація в регістрі зберігається, тому процес зчитування можна повторювати. Для того, щоб стерти записану в регістр інформацію використовують окрему лінію “ВСТАНОВЛЕННЯ 0”, яка з’єднана з R-входами тригерів.
Іншим пристроєм для зберігання двійкових чисел є послідовний регістр, в якому вихід попереднього D-тригера з’єднано безпосередньо з входом наступного (див рис.).
Спочатку усі тригер переводяться у стан Qі=“0” за допомогою лінії “ВСТАНОВЛЕННЯ 0”, що з’єднана з R-входом кожного тригера. Далі на вхід першого тригера послідовно у часі з періодом Т подаються імпульси “0” чи “1”, що відповідають значенням цифр у розрядах числа, яке записується, починаючи з найстаршого розряду. Синхронно з ними на С-входи подаються тактові імпульси “ТАКТ”, які дозволяють тригерам здійснювати запис. При кожному такті раніше записані числа зсуваються праворуч у тригер наступного на старшинством розряду. Коли число закінчується, то запис припиняється і регістр зберігає записане число. Для зчитування інформації знову подають тактові імпульси і на виході регістру з’являються розряди записаного числа у тому ж порядку, що й при записі: від найстаршого розряду до наймолодшого. Процес запису та зчитування трирозрядного числа 011 відбито у таблиці. Для того, щоб черговий акт запису у тригер не заважав одночасній передачі раніш записаного у ньому числа до наступного тригера, усі тригери, з яких складається послідовний регістр, повинні бути затриманими. У розглянутому послідовному регістрі зсув чисел може відбуватися лише праворуч. Більш універсальним є реверсивний регістр, де передбачено можливість зсуву чисел у обидва боки. Для цього на вході кожного тригера ставиться спеціальний логічний елемент, який при надходженні сигналу, що дозволяє запис, з’єднує вхід конкретного тригера з виходом або попереднього, або наступного тригера. Не важко переконатися, що зсув числа, записаного у послідовний регістр, на одну позицію праворуч (тобто у бік старших розрядів) означає його подвоєння (тобто множення на 2), а зсув на одну позицію ліворуч – зменшення числа удвічі. Таким чином використання послідовного реверсивного регістру дає можливість здійснення операцій множення та ділення двійкового числа на 2 простим їхнім зсувом у відповідному напрямку.
Основою зсувного регістру є послідовний регістр. Однак в ньому, окрім послідовного виходу регістру із старшого розряду, кожен з розрядних тригерів має свій власний вихід, з яких можна здійснювати паралельне зчитування інформації через кон’юнктори, як і у паралельному регістрі (на рисунку вони не зображені). Крім того конструкція універсального регістру передбачає можливість паралельного запису інформації за допомогою установчих S-входів (див. рис. 6.60). Таким чином, зсувний регістр може виконувати функцію перетворення послідовного коду у паралельний і навпаки та об’єднує функції послідовного та паралельного регістрів. Отже, зсувний регістр є найбільш універсальним пристроєм для зберігання і, найголовніше, для перетворення цифрової інформації