5.2. Регистры хранения и сдвига

В ряде случаев регистр хранения содержит устройства, выполняющие также операцию сдвига, образуя таким образом регистр хранения и сдвига. Можно осуществлять сдвиг в сторону старших (влево) и в сторону младших (вправо) разрядов. Причем можно осуществлять сдвиг как двоичных чисел, так и двоичных кодов на один или несколько разрядов. Каждый элемент регистра хранения должен сначала передать хранимую информацию, а затем изменить свое состояние за счет приема информации от предыдущего элемента. Естественно, что передача и прием информации не могут происходить одновременно, поэтому необходимо разделить указанные операции во времени. Эту трудность можно обойти, используя синхронные двухступенчатые триггеры или синхронные триггеры с динамическим управлением записью. В этих триггерах по переднему фронту синхроимпульса происходит прием информации, а по заднему – изменение состояния (рис. 5.4, а, б).

В

Рис. 5.4

ременная диаграмма построена для случая, когда до сдвига на регистре зафиксирован код …101010… . В исходном состоянии промежуточным разрядам регистра соответствует код …101… . После подачи сигнала по шине сдвига “C” через время устанавливается код 010 и т. д. Важным параметром регистра является время сдвига, которое равно отрезку времени от момента поступления импульса на шину “C” до момента установления сдвинутого кода в регистре. Для данного случая .

Последовательный ввод информации и сдвиг вправо несложно можно построить на основе D-триггеров (рис. 5.5). Здесь используется однофазный входной сигнал.

Рассмотрим запись числа 001. При подаче “1” на вход триггер Т3 подготовлен к срабатыванию и после первого тактового импульса перейдет в состояние “1”. Перед вторым тактовым импульсом на вход подается “0”, а на вход – “1”. После окончания второго тактового импульса единица записывается в триггер Т2 и состояние триггеров запишется кодом 010.

Рис. 5.5

При реализации регистра на JK-триггерах информация от разряда к разряду передается одновременно по входам J и K (рис. 5.6).

Рис. 5.6

Рассмотрим функционирование этой схемы более подробно (табл. 5.1).

Таблица 5.1

Первый JK- триггер преобразован в D- триггер, через который передается входной код. Подадим на вход первого триггера информацию , т.е. , а на вход С –единичный импульс. Таким образом, после первого импульса . При подаче на вход новой информации и второго тактового импульса на вход С триггер принимает информацию с выхода , т.е. , а триггер примет новую информацию: = . После третьего синхроимпульса ; ; , после четвертого – : ; ; . Данный регистр состоит из четырех триггеров и может хранить четыре бита информации. После четвертого такта на выходе хранится код . С выходов можно сделать параллельный вывод последовательно введенной информации. Однако возможен и последовательный вывод с триггера при подаче тактовых импульсов под номером 4…7. При этом по этим тактовым импульсам можно ввести и новую информацию.