1.13. Регистры. Счетчики. Разновидность.

Регистр — последовательностное логическое устройство, используемое для хранения n-разрядных двоичных чисел и выполнения преобразований над ними.

Регистр представляет собой упорядоченную последовательность триггеров, число которых соответствует числу разрядов в слове. С каждым регистром обычно связано комбинационное цифровое устройство, с помощью которого обеспечивается выполнение некоторых операций над словами.

Фактически любое цифровое устройство можно представить в виде совокупности регистров, соединенных друг с другом при помощи комбинационных цифровых устройств.

Основой построения регистров являются D-триггеры.

Классификация регистров

Регистры классифицируются по следующим видам:

• накопительные (регистры памяти, хранения);

• сдвигающие.

В свою очередь сдвигающие регистры делятся:

1. по способу ввода-вывода информации:

• параллельные - запись и считывание информации происходит одновременно на все входы и со всех выходов;

• последовательные - запись и считывание информации происходит в первый триггер, а та информация, которая была в этом триггере, перезаписывается в следующий - то же самое происходит и с остальными триггерами;

• комбинированные;

2. по направлению передачи информации:

• однонаправленные;

• реверсивные.

3. по основанию системы счисления:

• двоичные

• троичные

• десятичные

Счётчик — устройство, на выходах которого получается двоичный (двоично-десятичный) код, определяемый числом поступивших импульсов. Счётчики могут строится на T-триггерах. Основной параметр счётчика — модуль счёта — максимальное число единичных сигналов, которое может быть сосчитано счётчиком. Счётчики обозначают через СТ (от англ. counter).

Счётчики классифицируют:

• по модулю счёта:

o двоично-десятичные;

o двоичные;

o с произвольным постоянным модулем счёта;

o с переменным модулем счёта;

• по направлению счёта:

o суммирующие - выходное число, хранимое в счетчике, увеличивается при поступлении на его вход первого импульса;

o вычитающие - первый входной импульс уменьшает выходное число;

o реверсивные - могут переключаться из режима суммирования в режим вычитания и наоборот;

• по способу формирования внутренних связей:

1. Подсчитываемые импульсы подаются на вход триггера младшего разряда. Его реакция служит воздействием на триггер более старшего (следующего за ним) разряда и т.д. Такой способ называется последовательным переносом.

2. Вся поступающая импульсная последовательность одновременно подается на все разрядные триггеры. Такое воздействие называется параллельным переносом. (Быстрее, но схема сложнее)

3. С комбинированным переносом;

4. Кольцевые;

Счетчики характеризуются емкостью и быстродействием. Емкость счетчика численно равна коэффициенту счета и определяет число импульсов, доступное счету за один цикл.

Быстродействие счетчика определяется разрешающей способностью tраз.сч. и временем установки кода счетчика tуст. Разрешающая способность - это минимальное время между двумя входными сигналами. Величина fmax = 1/tраз.сч. называется максимальной частотой счета. Время установки кода равно времени между моментом поступления входного сигнала и переходом счетчика в новое устойчивое состояние.