Регистры.
Регистрами называют функциональные узлы, предназначенные для хранения n-разрядных двоичных чисел (слов). Основными видами регистров являются параллельный и последовательный.
Схема четырехразрядного параллельного регистра приведена на рис. 18.10. В этой схеме четыре D триггера объединены по входам С. Входами регистра являются входы D-триггеров. Выходы регистра могут иметь ключевую развязку посредством логических элементов "И".
В
регистр информация поступает в виде
параллельного кода по n
проводам. Входы обозначены по разрядам
кодовой комбинации
.
Одновременно на входыС
всех триггеров подается логический
сигнал "1" – "Запись". Во время
фронта импульса С
срабатывают все триггеры, принимая
состояние входов. Для считывания
информации достаточно на входы 1 всех
логических элементов "И" подать
уровень логической "1". Информация
присутствует на выходах
;
;
;
в виде параллельного кода на интервале
длительности импульса "считывание".
Схема
четырехразрядного последовательного
(сдвигающего) регистра приведена на
рис. 18.11а. На рис. 18.11б приведены временные
диаграммы, поясняющие его работу. 
Для
построения регистра применяются
D-триггеры.
Схема имеет один вход – "x"
и выходы каждого разряда -
.
Тактовые входы всех триггеров объединены
по шине "СС"
– сигнал сдвига. На вход первого разряда
регистра поступает цифровой сигнал
записываемого числа. На вход каждого
следующего разряда поступает сигнал с
выхода предыдущего разряда. Работой
схемы управляет тактовая последовательность
импульсов СС.
Важно, чтобы период следования СС
был равен длительности разряда
записываемого кодового числа.
Пусть
перед записью все D-триггеры
находятся в состоянии
.
Пусть также на входХ
последовательно во времени поступают
разряды кодового числа 1011 (диаграмма
х).
С поступлением первого импульса СС
по его фронту в первый D-триггер
записывается первый разряд кодового
слова – "1". Во все остальные
D-триггеры
регистра будет записан "0". Эта
информация будет храниться до прихода
следующего импульса СС.
К
моменту поступления второго импульса
СС
на вход первого D-триггера
воздействует второй разряд кодового
слова. Он равен "0". На вход второго
D-триггера
воздействует сигнал
.
На вход третьего и четвертогоD-триггеров
воздействует "0". По фронту второго
импульса СС
эта информация и записывается в
соответствующий триггер. Первый разряд
кодового слова сдвинулся во второй
разряд регистра, а в первый разряд
регистра записан второй разряд кодового
слова.
Далее процессы повторяются. Каждый импульс СС продвигает записываемую информацию по разрядам регистра от входа к выходу. Поэтому последовательный регистр часто называют регистром сдвига. Фронтом четвертого импульса СС все разряды кодового числа расположатся в разрядах регистра как показано на рис. 18.11б. В общем случае для записи n разрядов кодового числа потребуется п импульсов СС.
Поступивший
на вход Х
последовательный код может быть считан
с выходов
как параллельный, т. е. последовательный
регистр позволяет преобразовать
последовательный код в параллельный.
Информация, записанная в последовательном регистре, может быть считана с выхода старшего разряда в виде последовательного кода. Для этого достаточно подать n импульсов СС.
Промышленность выпускает регистры в виде интегральных микросхем как параллельные, так и последовательные. Например:
К555 ИР15 – четырехразрядный параллельный регистр;
К555 ИР8 – восьмиразрядный последовательный регистр;
К555 ИР10 – восьмиразрядный сдвиговый регистр, осуществляет
параллельно-последовательную запись информации.