Контрольные вопросы к разделу 5.4
Назначение счетчиков.
Счетчики с последовательным и параллельным переносом.
Счетчик на сложение и вычитание.
Реверсивные счетчики.
Счетчики с произвольным коэффициентом пересчета.
Двоично-десятичный счетчик.
Прямой, обратный, дополнительный код числа.
Условное обозначение счетчиков.
5.5 Регистры
Регистры – это устройства для регистрации и запоминания кодов. Представление двоичной информации может быть последовательным, когда каждый разряд числа передается по одному проводу (шине) последовательно через определенные промежутки времени (такты) и параллельным, когда каждый разряд числа передается по отдельному проводу (шине) одновременно. Очевидно, что при параллельной передаче скорость обработки выше, чем при последовательной. Соответственно различают регистры последовательного и параллельного типа.
5.5.1 Регистр параллельного типа
Схема регистра параллельного типа приведена на рисунке 5.33.а.
В качестве ячеек памяти в данной схеме используются элементы D4, D5, D6 (R-S триггеры). Элементы D1, D2, D3 (2И) используются для подключения входных шин к входам S триггеров. Элементы D7, D8, D9 предназначены для подключения выходов триггеров к выходным шинам.
CWR – строб записи;
CRD – строб считывания;
SR – установка в исходное состояние
а б
а – схема трехразрядного регистра на R-S триггерах;
б – условное обозначение
Рисунок 5.33 – Параллельный регистр
Перед работой регистр необходимо установить в нулевое состояние подачей сигнала на вход "очистка" (одновременно на входы R всех триггеров). Для записи – на вход "запись" подается "1" при этом входные шины Q1, Q2, Q3 подключены к входам S триггеров. Для определенности запишем число 011 в регистр. При этом на Q1-"1", на Q2-"1", на Q3-"0" и при подаче сигнала "запись" в единичное состояние перейдут триггеры D4, D5, а D6 останется в нулевом состоянии. При подаче сигнала "считывание" выходы триггеров через схемы "И", (D7, D8, D9) подключаются к выходным шинам Q'1, Q'2, Q'3. Условное графическое обозначение регистра приведено на рисунке 5.33.б.
5.5.2 Последовательный регистр
Схема регистра последовательного действия на D-триггерах приведена на рисунке 5.34. Регистр представляет собой последовательно соединенные триггеры. Запись каждого разряда осуществляется с приходом тактового импульса. Рассмотрим работу регистра на D-триггерах.
Пусть необходимо записать в регистр число 101, поступающее на вход D триггера D1 синхронно с тактовыми импульсами (вход "Сдвиг"). С приходом первого импульса на входе D1 будет "1", и она запишется в триггер D1, на входах D2 и D3 будут нули и они своего состояния не изменяют. С приходом второго импульса на входе D1 – "0" на входе D2 –"1" на входе D3 – "0" соответственно, и триггеры запишут эти значения. С приходом третьего импульса на входах D1 – "1", D2 – "0", D3 – "1", соответственно, эти значения и запишутся в триггеры по окончании тактового импульса.
а б
а – принципиальная схема; б – диаграммы работы
Рисунок 5.34 – Регистр последовательного типа на D-триггерах
Таким образом, после трех тактовых импульсов в регистре записывается число 101. Для считывания информации на вход D1 подается "0", а на вход "сдвиг" три тактовых импульса. Временные диаграммы работы регистра представлены на рисунке 5.34б. С регистра последовательного действия можно снимать информацию и в параллельном коде – выходы Q1, Q2, Q3 (рисунок 5.34а).
Схема регистра последовательного типа на J-К триггерах приведена на рисунке 5.35.
Рисунок 5.35 – Регистр последовательного типа на J-K триггерах
Принципиально работа регистра не отличается от работы регистра на D-триггерах. Единственное отличие в способе записи. В этой схеме выходы предыдущего триггера соединены с J, К входами последующего, а перемещение информации осуществляется тактовыми импульсами (см. работу J-К триггера). В этом регистре расширены возможности по применению входных и выходных сигналов.
Снимать можно как последовательный, так и параллельный (прямой и обратный); записывать можно последовательный, прямой и обратные коды.