Тема: Построение регистров на элементах имс

Цель работы – экспериментальное исследование работы регистров, выполненных на интегральных микросхемах.

Общие положения

Регистрами называются цифровые устройства, предназначенные для записи, хранения и (или) сдвига информации, представленной в виде многоразрядного кода. Регистр состоит из нескольких триггеров, соединенных последовательно. В отличие от счетчиков-делителей в регистре нет внутренних обратных связей.

Важнейшими характеристиками регистров являются разрядность и быстродействие. Разрядность регистра соответствует количеству используемых в нем триггеров. Быстродействие характеризуется максимальной тактовой частотой, с которой может производиться запись, чтение и сдвиг информации.

По количеству тактов управления, необходимых для записи кода, различают одно-, двух- и многотактные (n-тактные) регистры.

По количеству каналов, по которым поступает информация на входы разрядов, регистры бывают одно- и парафазными. В однофазных регистрах информация поступает на каждый разряд только по одному каналу (прямому или инверсному), а в парафазных – по обоим каналам. Парафазные регистры реализуются на RS-триггерах, а однофазные – на D-триггерах.

По способу приема, приема и передачи информации различают последовательные, параллельные и параллельно-последовательные регистры.

По виду выполняемых операций, различают регистры для приема, хранения, передачи и сдвига информации. По направлению сдвига информации различают регистры прямого сдвига, т.е. вправо, в сторону младшего разряда, обратного сдвига, т.е. влево, в сторону старшего разряда, и реверсивные, в которых возможен сдвиг в обоих направлениях.

По принципу хранения информации регистры делятся на статические и динамические. Статические регистры построены на триггерах и могут хранить записанную информацию сколь угодно долго при наличии напряжения питания. В динамических регистрах функции элементов памяти выполняют конденсаторы с ключами на полевых транзисторах. Подобный элемент памяти может хранить информацию лишь в течение некоторого интервала времени. Поэтому в динамических регистрах записанная информация находится в постоянном движении.

Регистры хранения

Р егистр с параллельным приемом и выдачей информации называется регистром хранения или памяти. Регистры хранения строят на основе одноступенчатых асинхронных RS- или D-триггеров. Для этого могут применяться и JK- триггеры, но их возможности больше, чем требуется для регистра хранения.

Условное графическое обозначение регистра хранения приведено на рис. 1.

Рис. 1. Условное графическое обозначение параллельного регистра

Принципиальная схема четырехразрядного параллельного регистра, выполненного на D-триггерах, представлена на рис 2

Р исунок 2

Двоичный код, установленный на входах D0 – D3 , записывается в триггеры регистра при положительном перепаде на входе С, и сохраняется в регистре до следующей операции записи. Записанный в регистр код может быть считан с прямых выходов триггеров Q0 – Q3 . После смены сигнала на входе С на ноль (0) триггеры переходят в режим хранения. В это время ко входам D0 – D3 , можно подвести следующее число, которое при появлении единичного сигнала на входе С запишется в регистр, заменив в его триггерах предыдущую информацию. Для нормальной работы триггеров регистра необходимо, чтобы на входах R и S были высокие логические уровни сигналов. Диаграммы напряжений для двух разрядов параллельного регистра хранения приведены на рис.3

С одержание отчета

1. Цель работы.

2. Исследуемые схемы регистров в соответствии со

стандартами.

3. Экспериментальные материалы в виде таблиц и

осциллограмм.

4. Выводы о проделанной работе.

Практическая работа №7