2.2 Әмбебап ығыструшы регистр

74194 микросұлбасы – көпмақсатты ығыструшы регистр, ақпараты оңға да, солға да ығыструға қаблетті қасиеттер тән. Мәліметті параллель түрде де, тізбекті түрде де жүктеуге мүмкіндік береді. 74194 бірінші микросұлбаларының каскадты байланыс нәтижелерінде 8-разрядты немесе одан да көп разрядты ығыструшы регистр алуға болады. Осы регистрді ақпаратты сақиналы жылжытуға бейімдеуге болады.

74194 ығыструшы регистрі үшін сұлбалар мен кестелер ұсынылған, 2.4-суретте көрсетілген.

Сипаттамасы.

Бұл екі жақты ығыструшы регистр ығыструшы регистрлерге тән сипаттамалардың барлығын жинаған. 45 вентильді элементтері сұлбаны күрделендіреді, регистр параллель кірістерден, параллель шығыстардан, оңға және солға қарай ығысудың тізбекті кірісінен, режимбі беру кірісінен (басқарушы кірістері) және регистрді тура тазарту кірісінен түрады.

Берілген регистрдің 4 жұмыс режимі мүмкін:

А) параллельді (кеңейтілген) жүктеу.

Б) оңға қарай ығысу (Q_A-дан Q_D бағынында).

В) солға қарай ығысу (Q_D -дан Q_Aбағынында).

Г) бұғаттау режим

Сурет - 2.4 74194 микросұлбасы – 4 разрядты екіжақты

әмбебап ығыструшы регистр.

Синхронды параллель жүктеу мәліметтің 4 разрядын параллелькірістерге беру және S₀ және S₁ екі басқарушы кірістеріне жоғарғы деңгей сигналын орнату арқылы жүзеге асырылады. Мәліметтер сәйкес триггерлерге жүктеледі және тактілі импульс шебі өткеннен кейін, шығыста пайда болады. Жүктеу кезінде мәліметтердің тізбекті орналастрылуына болмайды.

Оңға қарай ығысу S₀ кірісіне жоғары деңгейдегі сигналды, ал S₁ кірісіне төменгі деңгейдегі сигналды орнатқаннан кейін тактілі импульс шебі арқылы синхронды жүргізіледі. Бұл режимде мәліметтер тізбекті түрде оңға ығысу кірісіне түседі. S₀ басқарушы кірісіне төменгі, ал S₁ кірісіне жоғарғы деңгейдегі сигналды орнатқан кезде мәліметтер солға қарай синхронды ығысады, ал жаңа мәліметтер солға қарай ығысу тізбекті кірісіне түседі.

Блоктану режимі екі басқарушы кіріске де төменгі деңгей сигналын бергенде жүзеге асырылады. S54194/74194 микроимпульстің тек жоғарғы деңгейінде өзгертуге болады.

74194 регистрінің сұлбасы 2.4,а-суретте көрсетілген, ал 4-разрядты регистр болғандықтан 4 триггерден тұрады. Бұл әмбебап регистрдің әр-түрлі мүмкіндіктерін іске асыру үшін қосымша логикалық элементтер қажет. 2.4-суретте көрсетілген қарастрылып отырған регистрдің нәтижелерінің орналасу сұлбасы, әр нәтиженің мақсатын анықтауға мүмкіндік береді. Бұл сұлба беріген регистрдің практика жүзінде қолданғанда аса қажет екенін анықтайды.

74194 регистрінің жұмысы туралы толық ақпаратты 2.4,в және г суреттерінде көрсетілген шындық кестесі мен уақыт диаграммасы береді. Олар тазарту, жүктеу, оңға ығыстру, солға ығыстру және блоктау режимдерін бейнелейді.

74194 Ығыструшы регистрінің қолданылуы

2.5,а суретте оңға қарай ығысуы бар тізбікті регистр көрсетілген ол тізбекті ығыструшы регистрдей жұмыс істейді және 2.1-кестені осы регистрдің жағдайын сипаттау үшін қолдануға болады. 74194 микросұлбасы оңға ығыстру режимінде жұмыс атқару үшін S0 және S1 басқарушы кірістері (режимді беру кірістері) 2.5,а-суретте көрсетілген жағдайда болуы керек. (S0=1, S1=0)оңға қарай ығысу Q_A дан Q_D ға ығысу бағытымен анықталады. 2.2.2,а-суреттегі регистр мәліметтерді оңға қарай ығыстрады, Q_D шығысында олар жоғалады.

2.5,б-суретте осы микросұлбаның өзгеше қолданылуы көрсетілген. Біріншіден, мәліметтер солға қарай ығыстыру тізбекті кірісіне келіп түседі, екіншіден, басқарушы кіріс жағдайы өзгертілген мұнда регистрде мәліметтер әр тактілі импульспен D (Q_D шығысы) разрядына енгізіледі және А (Q_А шығысы) разрядына қарай ығысады. Біз солға қарай ығыстырушы регистр алдық (ақпараттың сақиналы жылжуынсыз).

74194 микросұлбасын екіжақты ығыстырушы параллель регистр ретінде қолдануға болады. Мәліметті регистрге А, В, С және D параллель жүктеу кірістері арқылы жүктеледі. Бір тактылі импульсте төрт биттің барлығы енгізіледі; енгізілген ақпарат индткаторда пайда болады.

Сурет - 2.5 Ығысуы бар тізбікті регистр(а)

және оның өзгеше қолданылуы (б)

Жүктеу екі басқарушы кіріске де (S0, S1) логикалық 1 деңгейін бергенде жүзеге асырылады, бақарушы кірістердің жағдайын үш режимнің біреуін: оңға қарай ығысу, солға қарай ығысу немесе бұғаттауды жүзеге асыру үшін өзгертуге болады. Солға немесе оңға ығыстыру режимінде регистрге нөлдерді енгізу үшін екі тізбекті кірісте де логикалық нөл деңгейі орнатылған S0=0 және S1=0 (бұғаттау режимі) кезінде регистрдегі мәлімет оңға да солға да ығыстырылмай, бұрынғы позициясында қалады. 74194 микросұлбасын қолданған кезде басқарушы кірістің жағдайын үнемі ескеріп отыу керек, себебі олар регистрдің бүкіл жұмысын басқарып отырады. Регистрді тазарту (0000 жағдайына келтіру) СLR кірісіне логикалық 0 берумен жүзеге асырылады. Сонымен қатар басқа кірістердің әрекеті бұғатталады.

Екі 74194 микросұлбасынан оңға қарай ығыстырушы 8-разрядты параллель регистрді жинауға болады. СLR кірісі регистрдің шығысын 0000 0000 жағдайына (регистрді тазарту) келтіру үшін қолданылады. Параллеь жүктеу кірістері (А-Н) бір тактілі импульспен (басқарушы кірістер жағдайы: S0=1, S1=1) 8 бит ақпаратты енгізуге мүмкіндік береді. S0=1, S1=0 кезінде (оңға ығыстыру режимі) регистр мәліметтерді әр тактымен бір позицияға оңға ығыстырады. Н шығысынан (2 регистрінің Q_D шығысы) 1 регистрінің оңға ығыстыру тізбекті кірісіне баратын кері байланыс тізбегіне көңіл аударайық. Осы тізбек арқасында қарапайым регистрде Н шығысында жоғалатын мәліметтер регистрдің А разрядына қайтып оралады. S0=0 және S1=0 болып, регистр бұғаттау режимінде (мәліметтер ығыстырылмайды).

Көріп отырғанымыздай ығыстырудың 4- разрядты екіжақты әмбебап регистрі болып табылатын 74194 микросұлбасы көпфункцияналды құрылғы. Біз тек микросұлбаның бірнеше қолданылуын қарастрдық барлық ығыстырушы региытрде триггерлік жады қолданылуын айта кету керек. Әдетте ығыструшы регистрлер мәліметтерді уақытша сақтау үшін буферлі есте сақтау құрылғысы ретінде қолданылады; оларды, сондай-ақ, мәліметтерді тізбекті түрден параллельдіге және керісінше түрлендіру үшін немесе ақпараттық сигналдарды кідірту(кідіру сызығы ретінде) үшін қолдануға болады. Қарастрылған ығыстырушы регистрлер сонымен қатар кейбір арифметикалық операцияларды орындауға арналған сұлбаларға кіреді және микропроцессорлармен микропроцессорлық жүйелерде кеңінен қолданылады.