2.3.3. Сдвигающий регистр

2.3.3.1. Определение

Сдвигающие регистры, предназначены для выполнения операции сдвига слова информации, т. е. для пе­ремещения всех цифр слова в направлении от старших к младшим разрядам (сдвиг вправо) или от младших к старшим разрядам (сдвиг влево). Сдвиг кода влево на один разряд будет соответствовать ум­ножению кода числа на основание системы счисления, а сдвиг вправо — делению. Это объясняется тем, что вес каждого разряда кода для позиционной системы счисления определяется его позицией в коде.

В регистрах, как правило, сдвиг числа на k разрядов осуществля­ется за k тактов или за k микроопераций сдвига. Микрооперация сдвига — сдвиг числа на один разряд вправо или влево относи­тельно принятой разрядной сет­ки. Сдвигающий регистр содер­жит такие же шины передачи по входам, как и регистры приема и передачи информации, но тригге­ры сдвигающих регистров обяза­тельно должны быть сложными, с внутренним запоминанием.

Сдвигающий регистр можно использовать для преобразования параллельного кода, принятого в регистр, в последовательный. Для этого достаточно принятый код сдвигать до тех пор, пока весь он не будет выдвинут из регистра. С точки зрения уменьшения количества и элементов сдвигающие регистры целесообразно строить на D- триггерах.

2.3.3.2.Описание работы схемы.

На рис.2.3 приведена схема сдвигающего регистра для преобразования параллельного кода в последовательный. Схема реализована на логических элементах И и D-триггерах.

- Установка этого регистра в состояние 0 выполняется отрицательным импульсом, подаваемым на вход R ( «Уст.0»).

- Параллельный код поступает на входы Х1-Xn. Запись параллельного кода на информационные входы D-триггеров регистра разрешается синхроимпульсом, поступающим на вход C2.

- Так, как n-й разряд параллельного кода поступает на S-вход n-го D-триггера, то выход Qn регистра установиться в 1, если Xn=1. Или сохранить состояние 0, если Xn=0.

-При воздействии фронта синхроимпульса на C вход D-триггера, значение кода с D-входа D-триггера передается на Q выход.( см. свойства D –триггера). Тогда за (n-1) раз формирования синхроимпульса на входе С1 регистра, на Qn выход регистра последовательно поступят все разряды кода, первоначально записанного на X1-Xn входы регистра, т.е выполняется операция преобразования параллельного кода в последовательный..

Рис2.3 Сдвигающий регистр на D-триггерах

3. Счетчики

3.1. Определение.

Счетчик представляет собой устрой­ство, предназначенное для подсчета чис­ла сигналов, поступающих на его вход, и фиксации этого числа в виде кода, хранящегося в триггерах. Количество разрядов счетчика определяется наибольшим числом, которое должно быть получено в каждом конкретном случае. Для счета и выдачи результатов в счетчиках имеется один, вход и п выходов, в зависимости от количества разрядов.

В общем случае счётчик имеет М =2ⁿ устойчивых состояний, включая нулевое.

Под действи­ем входных сигналов счетчик, установленный в определенное состоя­ние, сохраняет его до тех пор, пока на вход не поступит следующий сигнал. Каждому состоянию счетчика соответствует порядковый но­мер 0, 1, 2, ..., М—1. Если в момент времени t счетчик находится в i-м состоянии, то оно определяет число поступивших на счетчик сиг­налов. При подаче на вход счетчика М-го входного сигнала на выхо­де его возникает сигнал переполнения и счетчик возвращается в на­чальное состояние, т. е. счет единичных сигналов осуществляется в нем по модулю М или с периодом счета T=М.

Счетчики широко применяют в вычислительной технике и раз­личных устройствах автоматики, например для формирования адресов, команд, счета количества циклов выполнения операций, формирования кода в аналого-цифровых преобразователях и т. д.