8.2 Регистры
Регистры и счетчики являются цифровыми устройствами последовательного типа. Они относятся к цифровым автоматам с памятью.
Числа, которыми оперируют регистры и счетчики, представлены в двоичном коде.
Регистром называют цифровой узел, предназначенный для записи и ,хранения, преобразования и выдачи информации.
По своей структурной схеме и вытекающим отсюда возможностям регистры подразделяются на параллельные, последовательные и последовательно – параллельные.
-
Таблица 13
N
8421
N
8421
0
0000
6
0110
1
0001
7
0111
2
0010
8
1000
3
0011
9
1001
4
0100
10
1010
5
0101
На рис. 8.2 представлена функциональная схема, условное обозначение и временные диаграммы, поясняющие работу последовательного регистра – регистра сдвига.
Регистр сдвига (последовательный регистр) предназначен для записи, хранения, преобразования информации путем ее сдвига под воздействием тактового импульса и выдачи информации.
Перед началом работы все триггеры сигналом по шине “уст.0” устанавливаются в нулевое состояние. С каждым тактовым импульсом информация в виде последовательного кода “продвигается” по Д – триггеру, и после четвертого импульса она оказывается записанной в регистр. Считывать информацию можно в виде параллельного кода с выходов Q4…Q1 или в виде последовательного кода с Q1 после четырех тактовых импульсов
Рис. 8.2 Функциональная схема а), условное обозначение б) и
Временные диаграммы в) регистра сдвига
8.3 Счетчики
Счетчики являются необходимым электронным узлом практически любых систем автоматического регулирования, так как почти все параметры, контролируемые цифровой техникой, преобразуются в число импульсов.
Цифровые счетчики классифицируются следующим образом.
По коэффициенту (модулю) счета: двоичные, двоично – десятичные или с другим основанием счета; с произвольным модулем; с переменным модулем.
По направлению счета: суммирующие, вычитающие, реверсивные.
По способу организации связей: с последовательным переносом, с параллельным переносом, с комбинационным переносом, кольцевые.
Для двоичного счетчика коэффициент счета Ксч, т. е. максимальное подсчитываемое число входных импульсов, определяется разрядностью счетчика, иначе говоря, число триггеров m , Ксч=2m.
Введением
дополнительных связей двоичные счетчики
могут быть преобразованы в недвоичные,
для которых Ксч
2m.
Наибольшее распространение получили
декадные счетчики с Ксч=10.
Десятичный счет осуществляется в
двоично–десятичном коде (двоичный по
коду счета, десятичный по числу состояний).
В электронных часах используются
счетчики с коэффициентом счета Ксч=6
и Ксч=12.
Рис. 8.3 Функциональная схема и временные диаграммы
суммирующего счетчика
На рис.8.3 представлены структурная схема суммирующего счетчика с последовательным переносом и временные диаграммы, поясняющие его работу. Счетчик состоит из Т – триггеров, переключаемых по срезу (по заднему фронту) тактового импульса.
Суть последовательного переноса заключается в следующем: чтобы записать информацию в последний триггер, надо последовательно изменить информацию во всех предыдущих. Это снижает быстродействие счетчика. Примером счетчика с последовательным переносом может служить микросхема 564ИЕ8 КМОП – технологии, которая имеет счетный вход Т, инверсный V, установку нуля R. В структуре счетчика есть декодер, выходы которого Q0...Q9 являются выходами счетчика, выход Р – выходом переноса для подключения к следующему десятичному счетчику