16.2 Сдвигающие регистры

Сдвигающие регистры представляют собой цепочку последовательно стоящих триггеров, логически определенным образом связанных между собой. Сдвигающие регистры могут выполнять следующие операции: сдвиг информации вправо; сдвиг информации влево; прием и выдача информации последовательным или параллельным кодом; хранение.

Сдвиг информации заключается в том, что цифра, хранившаяся в i-ом разряде регистра до сдвига, после каждого тактового импульса передается в (i+1)-й разряд при сдвиге вправо или в соседний (i–1)-й разряд при сдвиге влево. На функциональных схемах регистры обозначаются буквенным символом RG. Под символом ставится стрелка, указывающая направление сдвига:  вправо,  влево,  двунаправленный (реверсивный). Выше указывалось, что понятие «весовых коэффициентов» к разрядам регистра не применяется и вес каждого разряда считается равным единице или определяется записанной в регистр информацией.

16.2.1 Последовательный регистр сдвига вправо

Принципиальными особенностями такого регистра являются следующие: информационные входы каждого последующего триггера соединены с выходами предыдущего, синхронизирующие входы триггеров объединены, вход начальной установки регистров общий. На рисунке 16.5 приведена схема четырехразрядного сдвигающего регистра с последовательным вводом, выполненного на универсальных JK-триггерах, например, K555TB6. Первый триггер при помощи инвертора включен по схеме D-триггера и служит для приема входной информации по входу D. К исходному состоянию, когда все триггеры регистра включены, регистр приводится с помощью импульса начальной установки нулевого уровня У0, подаваемого на вход R. Пусть на вход D первого триггера установлен уровень лог. 1. С приходом первого после У0 тактирующего импульса ТИ произойдет запись единицы в первый триггер.

а − функциональная схема; б − условное изображение

Рисунок 16.5 – Четырехразрядный сдвигающий регистр с последовательным вводом

Уровень 1 на прямом выходе Q1 этого триггера устанавливается после прохождения заднего фронта ТИ (перепад 1/0) через время tзад (рисунок 16.6), определяемое быстродействием данного типа триггера. Содержимое второго, третьего и четвертого триггеров при этом не изменится, т.к. во время прохождения среза первого ТИ на выходах первого, второго и третьего триггеров был нулевой уровень. Допустим, к приходу второго тактового импульса ТИ2 на входе первого триггера был установлен нуль, тогда после окончания второго импульса на выходе Q1 будет нуль, на выходе Q2 – лог. 1, на выходах Q3, Q4 будут по прежнему низкие уровни напряжения. Пусть в третьем и четвертом тактах (t3 и t4 соответственно) на вход первого триггера поступает высокий уровень напряжения – единица. Третий тактирующий импульс запишет эту единицу в первый триггер, а нуль с выхода Q1 запишется во второй триггер. Единица с выхода Q2 перепишется в третий триггер, а четвертый триггер останется в нулевом состоянии. Четвертый ТИ запишет входную единицу в первый триггер, включит второй триггер и выключит третий, единицу с выхода Q3 перепишет в четвертый триггер.

Рисунок 16.6 – Временные диаграммы последовательного