48. Функционирование, схемы и условное графическое обозначение регистров сдвига

Регистры сдвига. Регистры сдвига схемотехнически аналогичны счетчикам и чаще всего выполняются на основеD-триггеров.

С их помощью можно: записать и хранить цифровое слово в последовательном коде; изменить положение цифрового слова в разрядах регистра путем сдвига его влево или вправо; преобразовать числа, представленные в параллельном коде, в числа в последовательном коде, и наоборот. Соответственно и считывание информации в них может быть выполнено двумя способами: в течение определенного времени в последовательном коде; одновременно в параллельном коде.

Если схема регистра выполнена так, что записанная информация может сдвигаться только в одном направлении (вправо или влево), то его называют однонаправленным. Если сдвиг цифрового слова возможен в обе стороны (вправо и влево), то говорят, что регистрдвунаправленныйилиреверсивный.

Регистры, в которых возможно сдвигать цифровые слова вправо и влево, записывать их как в последовательном, так и в параллельном кодах и считывать в последовательном и параллельном кодах, называют универсальными.

Принципиальная схема простейшего однонаправленного регистра на D-триггерах приведена на рис. 3.14,а, условное обозначение его показано на рис. 3.14,б.

Рис. 3.14. Схема однонаправленного сдвига (а) и его условное обозначение (б)

Двоичное число, которое требуется записать в последовательном коде, подается на вход . Запись каждого разряда происходит «по фронту» импульсов синхронизации, подаваемых на вход. Они должны следовать с той же частотой, с которой меняются сигналы на входе, но для четкой и уверенной работы должны быть сдвинуты относительно него по фазе так, чтобы фронты импульсов не совпадали. Входиспользуется для установки всех триггеров в нулевое состояние.

Так как в составе регистра имеется четыре триггера – он четырехразрядный. В него может быть записано двоичное число, состоящее из четырех разрядов, например 0101. Так как триггер типа Dесть триггер задержки, то при приходе сигнала старшего разряда числа и импульса на входв первом триггерезапишется его значение. Во втором триггересостояние не измениться, так как новое значение сигнала на выходе триггераи соответственно на входепоявится только через промежуток времени. Все триггеры срабатывают одновременно по фронту импульса синхронизации. Поэтому сигнал, появившийся на их входе через промежуток времени, не может изменить их состояние. И только при следующем импульсе синхронизации сигнал выхода триггеразапишется в триггер. Но он по той же причине не успеет изменить состояние триггера. Нужен третий импульс синхронизации, чтобы значение разряда, записанное в триггерпри первом импульсе, записалось в триггери т.д. Таким образом, при каждом импульсе синхронизации число каждого разряда перемещается направо и записывается в следующий триггер.

Состояние выходов триггеров характеризует записанное двоичное число в параллельном коде. Для получения числа в последовательном коде на входнеобходимо подать дополнительные импульсы синхронизации. При этом выходной сигнал триггерапоследовательно принимает значения, записанные в разрядах регистра.

Промышленностью выпускается большое количество регистров сдвига: К1500ИР141, К531ИР11П, К1533ИР31, К555ИР8, К561ИР2 и др. На входах ряда регистров установлены буферные усилители, у которых есть третье высокоимпедансное состояние.