2.3 Регистр сдвига

Регистры сдвига представляют собой ряд последовательно соединенных триггеров. Число триггеров определяет разрядность записываемого кода. По направлению сдвига записанной в регистр информации различают регистры прямого сдвига, т.е. вправо, в сторону младшего разряда, обратного сдвига, т.е. влево, в сторону старшего разряда, и реверсивные регистры, допускающие сдвиг в обоих направлениях.

Н а рис. 7 приведена типовая схема регистра сдвига последовательно-параллельного типа. Регистр представляет собой последовательную цепь двухступенчатых D-триггеров. Тактовые импульсы (импульсы сдвига) поступают на все триггеры одновременно. Информационным входом регистра является вход триггера старшего разряда. Число выходов равно числу разрядов.

Триггеры образуют четырехразрядный последовательный регистр. Прямой выход каждого предыдущего триггера соединен с информационным входом последующего триггера. Все входы C триггеров соединяются вместе. Входы R всех триггеров объединены для установки регистра в нулевое состояние путем подачи нулевого сигнала (вход R инверсный). Сдвиг может проходить вправо и влево. Например, начальный код регистра 1011 при последовательном сдвиге вправо будет меняться следующим образом: 0101, 0010, 0001 и 0000; а код 1000 - 0100, 0010, 0001 и 0000. Если первый и последний триггеры регистра соединить (на рисунке соединение показано пунктиром), то получится кольцевой регистр сдвига, единица в последнем примере будет "бегать по кругу". Интересный эффект получится также при сдвиге кодов с последовательной сменой нулей и единиц, например 0101. К кольцевом регистре сдвига нули и единицы будут совершать "возвратно-поступательное движение": 1010, 0101, 1010 и т.д.

Вход D и вход "Уст. 0" следует соединить с переключателями "0 – 1", а вход С – с "кнопкой". Запись числа в регистр осуществляется следующим образом: при помощи переключателя "0 – 1" на входе D устанавливается уровень логического 0 или логической 1 и затем нажатием "кнопки" подается тактовый импульс на вход С. При этом информация записывается в первый триггер, смещая предыдущую информацию вправо.

Для сдвига влево необходимо несколько изменить схему регистра, а именно выполнить следующие соединения: D3 с Q4, D2 с Q3, D1 с Q2. Код записывают по входу D4. Указанные изменения сделйте самостоятельно.

2.4 Счетчики импульсов

Счетчики импульсов, как и регистры, строят на основе триггеров. Они используются в электронно-вычислительной технике для счета команд, счета импульсов в электронных часах, счета числа оборотов двигателя, счета импульсов датчиков радиоактивного излучения и во многих других промышленных и любительских устройствах. В электронном счетчике разрядность определяется числом используемых триггеров. Например, из двух микросхем К155ТМ2 можно собрать четырехразрядный двоичный счетчик. Емкость четырехразрядного счетчика, т.е. максимальное число двоичных кодов, которые могут быть зафиксированы в нем, равна 16, что соответствует записи двоичных кодов от 0000 до 1111.

Ф ункциональная схема четырехразрядного двоичного вычитающего счетчика показана на рис. 8, где D-триггеры включены как T-триггеры.

Здесь первый триггер соответствует младшему разряду числа, а последний - старшему. Поэтому для корректного отображения двоичного кода на индикаторах макетной панели необходимо поменять местами соединения выходов триггеров с входами индикаторов: 4-1, 3-2, 2-3, 1-4.

Входы R объединены, они служат для установки триггеров в нулевое состояние подачей уровня логического 0. Импульсы на вход С следует подавать либо вручную (от "кнопки"), либо от генератора импульсов.

Если вход триггера соединен с инверсным выходом предшествующего, то поступление каждого очередного импульса увеличивает на 1 содержимое счетчика. Такой счетчик называют суммирующий. Соберите схему суммирующего счетчика самостоятельно.

Для обоих видов счетчиков (суммирующих и вычитающих), составленных из триггеров, предел счета, т.е. число возможных состояний, равен 2n. Если на вход поступают новые импульсы, цикл счета повторяется.