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. 30 приведена типовая схема регистра сдвига. Регистр представляет собой последовательную цепь D-триггеров. Тактовые импульсы (импульсы сдвига) поступают на все триггеры одновремен-но. Информационным входом регистра является вход триггера младшего 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. В 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 сделайте самостоятельно.

Самостоятельно попробуйте сделать и эффект "бегущего огня (тени)", используя кольцевой регистр сдвига и задающий генератор.

Счетчик Джонсона

Счетчик Джонсона представляет собой разновидность кольце-вого регистра сдвига. Он также строится на D-триггерах, но цепочка из n триггеров имеет не n, а 2n состояний. Единственное различие между кольцевым регистром сдвига и счетчиком Джонсона состоит в том, что вход регистра сдвига соединен не с выходом Q последнего триггера, а с выходом (рис. 31). Это, естественно, приводит к различию в действии обоих устройств.

Вместо "перескакивания" с каждым тактовым импульсом единицы из триггера в триггер здесь единичное состояние принимает очередной триггер и так в течение первых n импульсов.

По достижении единичного состояния всеми триггерами счетчика Джонсона в течение следующих n тактовых импульсов будет происходить "заполнение" триггеров нулями. По достижении всеми триггерами нулевого состояния описанный цикл работы счетчика повторяется.

Используя генератор, м ожно создать "волны света и тени".