5.9. Последовательные регистры.

Последовательные регистры или регистры сдвига выполняют операцию сдвига кода хранимого числа в право, в сторону младших разрядов, или влево, в сторону старших разрядов. Сдвиг происходит при подаче тактирующего импульса .

На сдвигающем регистре могут выполняться операции умножения или деления хранимого числа. При сдвиге конца хранимого числа Х на один разряд вправо в сторону младших разрядов, вес каждого разряда уменьшается вдвое, что соответствует операции деления числа на 2. Сдвиг кода числа Х на один разряд влево, в сторону старших разрядов, соответствует операций умножения числа Х на 2. Сдвиг числа можно производить на любое количество разрядов. При этом число Х делится или умножается на , где Р – количество разрядов, на которую производится сдвиг.

Последовательный регистр представляет собой цепочку соединенных между собой синхронных триггеров (рис.5.9.3). Можно использовать различные типы триггеров.

При сдвиге происходит передача информации между соседними i-м и (i+1)-м триггерами. При сдвиге в право i-й триггер принимает информацию от (i+1)-го передающего триггера. Это означает, что после подаче тактирующего импульса i-й триггер переходит из состояния в состояние . При сдвиге влево (i+1)-й триггер принимает информацию от i – го триггера, то есть .

При синтезе в последовательных регистров решается задача определения межтриггерных связей, обеспечивающих нужные переходы принимающих триггеров. Синтез производится в следующем порядке.

1. Составляется таблица переходов, описывающие процесс передачи информации между (i+1)-м и i-м разрядными триггерами.

Таблица 5.9.1

0	0	0
0	1	0
1	0	1
1	1	1

В таблице отмечаются состояние передающего разряда в момент t и состояние принимающего разряда в моменты t и t+1.

Таблица 5.9.1 составлена для сдвига вправо. Здесь – передающий, а – принимающий разряды.

2. Составляется карта переходов, в каждой клетки которой отмечается пара состояний. Первый элемент пары – состояние принимающего разряда, второй – передающего. Для регистра, сдвигающего вправо, это карта рисунок 5.9.1

3. Для заданного типа триггера составляется матрица переходов.

4. В соответствии с картой переходов и матрицей переходов составляются карты Карно для каждого входа триггера принимающего разряда. Карты Карно для i – го разряда регистра на RS – триггерах приведены на рисунке 5.9.2.

5. Минимизацией определяются функции возбуждения входов триггера принимающего разряда. Для регистра на RS – триггерах, сдвигающего вправо, это , = .

Функции возбуждения определяют межтриггерные связи. В регистре, постоянном на RS – триггерах, эти связи предельны просты: прямой выход передающего триггера подключается ко входу S принимающего, инверсный выход – ко входу R (рисунок 5.9.3)

Рисунок 5.9.3

Можно построить реверсивный сдвигающий регистр. В таком регистре одна и та же схема может выполнять сдвиг вправо или сдвиг влево в зависимости от значения управляющего сигнала.

Последовательный регистр можно замкнуть в кольцо. Для этого в схему вводится дополнительная связь, передающая информацию с выхода схемы на ее вход. Под воздействием тактовых импульсов однажды введённый код циркулирует в таком регистре.