того как на входе пройдут шесть импульсов, на выходах этих разрядов появятся единицы; воздействуя на входы S, они установят первый и четвертый разряды в «1» — в счетчик будет занесено число 9. Поэтому седьмым входным импульсом он будет обнулен.

На рассмотренной микросхеме можно выполнить делители и с другими коэффициентами деления, что читателю предоставляется сделать самостоятельно.

3.6.5. Регистры

Регистр предназначен для хранения двоичного числа (слова). Поэтому основу его составляют запоминающие элементы — триггеры. В каждом из них должна храниться цифра определенного разряда числа. Регистр может также осуществлять сдвиг принятого слова, преобразование двоичного кода из прямого в обратный (когда единицы заменяются нулями, а нули — единицами) и наоборот, логические сложение и умножение.

В зависимости от способа ввода и вывода разрядов числа различают регистры параллельные, последовательные и параллельнопоследовательные. В параллельном регистре ввод и вывод слова осуществляются в параллельной форме — одновременно всех разрядов; в последовательном разряды числа вводятся и выводятся последовательно; в параллельно-последовательном регистре ввод числа осуществляется в параллельной форме, а вывод — в последовательной или наоборот.

Ввод и вывод информации в параллельном регистре может осуществляться однофазным и парафазным способами. При однофазном — число представляется в прямом или обратном коде; при парафазном — одновременно в прямом и обратном кодах.

Параллельный регистр. На рис. 3.57 приведена функциональная схема параллельного регистра на RS-триггерах при однофазном способе приема числа хn ,..., х2 , х1 . Так как сигналы, поступающие только на входы S, не могут установить соответствующие триггеры в состояния «0» (из-за чего число будет записано с ошибкой), то перед приемом числа все триггеры регистра обнуляются. Для этого на шину «0» подается логический сигнал. Подготовка к приему новой информации составляет первый такт. Во втором такте по сигналу «1» на шине П («Прием») двоичное число хn ,..., х2 , х1

171

всеми разрядами одновременно (параллельно) через конъюнкторы записывается в разряды регистра. Выдача числа в прямом коде осуществляется по сигналу

«1» на шине Впр, а в обратном — по сигналу

«1» на шине Bобр .

На рис. 3.58 изображена схема одного разряда параллельного регистра при парафазном способе приема числа. Здесь i-й разряд числа в прямом и обратном кодах ( хi и хi ) подается

на оба входа триггера. Этим исключается необходимость предварительной установки триггера в «0», так как теперь его состояние целиком определяется сигналами на S- и R-входах, т.е. цифрой в разряде кода. Такая запись числа осуществляется в один такт и производится намного быстрее, чем двухтактная.

Последовательный регистр. В последовательных регистрах число вводится и выводится последовательно — разряд за разрядом. Разряды такого регистра соединены последовательно. Каждый разряд выдает информацию в следующий и одновременно принимает новую информацию из предыдущего. Для этого каждый раз-

ряд должен иметь два запоминаю-

172

гер (например, JК-триггер) — это совокупность двух запоминающих элементов; поэтому он один может составлять разряд последовательного регистра. Если в цепи таких триггеров выходы одного соединить со входами другого, то по фронту тактового импульса во входную ступень каждого триггера будет заноситься информация из выходной ступени предыдущего триггера, а по спаду импульса она будет переписываться в выходную ступень. Теперь (по фронту следующего тактового импульса) во входной ступени триггера информация может быть заменена новой (из предыдущего триггера) без опасения, что предыдущая будет потеряна.

Функциональная схема последовательного регистра приведена на рис. 3.59, где левый триггер предназначен для хранения старшего разряда числа, а правый — для хранения младшего разряда.

Разряды двоичного числа (в виде высоких и низких потенциалов) начиная с младшего разряда последовательно поступают на входы старшего разряда регистра. Поступление разрядов числа чередуется с поступлением импульсов сдвига, которыми вводимые разряды продвигаются вдоль регистра, пока младший разряд п-разрядного числа не окажется в младшем разряде регистра.

Для выдачи в последовательной форме записанного числа надо на входы старшего разряда регистра подать хi = 0, xi = 1, а на шину импульсов сдвига — n импульсов. Первый импульс выдвинет из младшего разряда регистра младший разряд числа, на его место передвинется второй разряд числа и т.д. — все число сдвинется вдоль регистра на один разряд.

Рис. 3.59. Параллельно-последовательный регистр

173

Одновременно со входов в старший разряд регистра будет записан «0». Второй импульс сдвига выдвинет из регистра второй разряд числа и продвинет «0» из старшего разряда регистра в соседний, более младший, и т.д. После п импульсов сдвига число будет полностью выведено из регистра, в разряды которого окажутся записанными логические нули.

Параллельно-последовательный регистр. Параллельно-последова-

тельные регистры используются для преобразования параллельной формы кода в последовательную, и наоборот. Для решения первой задачи регистр, выполненный по схеме рис. 3.59, должен иметь триггеры с нетактируемыми входами S и R для записи слова в параллельной форме. С подачей импульсов сдвига этот код, разряд за разрядом, будет появляться на выходе триггера младшего разряда. При решении второй задачи число вводится в регистр последовательно, разряд за разрядом, аснимаетсяодновременносвыходоввсехтриггеров.

Регистр, в котором можно осуществить сдвиг числа, называется сдвигающим (сдвиговым). В этом смысле последовательный и параллельно-последовательный регистры относятся к сдвигающим. Сдвигающий регистр может быть однонаправленным (для сдвига числа в сторону младшего разряда — правый сдвиг или в сторону старшего разряда — левый сдвиг), а также реверсивным, обеспечивающим сдвиг в обе стороны.

Если выходы последнего триггера (см. рис. 3.59) соединить со входами первого, то получится кольцевой регистр сдвига. Записанная в его разряды информация под воздействием сдвигающих импульсов будет циркулировать по замкнутому кольцу. Кольцевой регистр ина-

174