19.20.21.Вопрос. Регистры

Регистрами называют устроиством, предназначенные для приёма,временного хранения переобразовония и выдачи n-разрядного двоичного кода.Регистры представляют собаю несколько D-триггеров соиденённых между собою.На схемах регистры обозначаются RG

Основными видами регистров являются параллельный и последовательный.

1. Параллельный регистр. Схема трехразрядного параллельного регистра на синхронных D-триггерах приведена на рис.1

Информация поступает в виде параллельного кода, т. е. все разряды одновременно по n проводам. Пусть n =3, входы обозначим X, Y, Z. На тактовые входы всех триггеров одновременно подается логический сигнал C (команда «запомнить»). Во время фронта импульса C срабатывают все триггеры: Q(n+1)1=X, Q(n+1)2=Y, Q(n+1)3=Z; здесь X, У, Z - значения входных переменных (разрядов записываемого в память числа) в момент поступления импульса С. Информация хранится в параллельном регистре в виде параллельного кода и

может быть считана с выходов триггеров:Q1,Q2,Q3.

Рис.1. Параллельный регистр.,

2. Последовательный регистр (сдвигающий регистр). Схема трехразрядного последовательного регистра и временные диаграммы, иллюстрирующие его работу, приведены на рис. 2.

С

t

Х

t

Q1

t

Q2

t

Q 3

Рис. 2. Параллельный регистр Рис.3. Работа параллельного регистра

Записываемое число поступает по одному входу Х в виде последовательного кода, т.е. значения разрядов передаются последовательно, подобно тому как мы прочитываем многоразрядное число, например: «тысяча двести сорок один»—1241. Последовательный регистр также выполнен на синхронных D-триггерах. При поступлении первого импульса С в момент его фронта в каждом триггере записывается значение логического сигнала на его входе: Q(n+1)1=X (его значение равно 1), Q(n+1)2=Qn1 (его значение в момент прихода первого импульса С равнялось 0), Q(n+1)3=Qn2 (в тот же момент времени (Qn2=0). Эта информация хранится до поступления второго импульса С, когда процесс записи сигнала на входе осуществляется в каждом триггере: Q(n+1)1=X=0. Q(n+1)2=Qn1=1, Q(n+1)3=Qn2=0. Третий импульс C производит запись значений сигналов на входе триггеров в момент поступления импульса: Q(n+1)1=X=1, Q(n+1)2=Qn1=0, Q(n+1)3=Qn2+1.

Рассмотрим временные диаграммы рис.3. Легко заметить следующее:

1) поступившее на вход Х регистра число 101 после третьего импульса С оказывается записанным в разрядах триггера: Q3=1, Q2=0, Q1=1 (перечисляем от старшего разряда к младшему). В общем виде: n-разрядный регистр запоминает n-разрядное число за n тактовых импульсов;

2) поступивший на вход Х последовательный код преобразуется в регистре в параллельный код: число может быть считано с выходов триггеров: Q3, Q2, Q1;

3) с поступлением каждого тактового импульса C записанная информация сдвигается в регистре (движение от входа к выходу), поэтому последовательный регистр называют сдвигающим регистром. Сдвиг информации на один разряд равнозначен умножению кода на 2. Например, записано число 101 (в десятичном коде 5), сдвигаем его на один разряд влево и получаем 1010 (в десятичном коде 10);

4) информация, записанная в последовательном регистре, может быть считана с выхода его старшего разряда в виде последовательного кода: если после записи в регистр числа вновь подать тактовые импульсы, число поразрядно будет прочитываться на выходе старшего разряда и оттуда может быть передано к другим считывающим цепям.

Таким образом, последовательный регистр осуществляет не только запись и хранение информации, но и преобразование формы ее представления. Способность регистра к сдвигу сигналов широко используется в устройствах управления.

13 Вопрос Для инверсных входов активным сигналом является уровень логического "0" (низкий уровень). На уровень логической “1”(высокий уровень) триггер не реагирует. Для прямых входов наоборот активным сигналом является уровень логической “1”. Одним из применений RS триггера с инверсными входами служит схема подавления "дребезга" контактов клавиатуры.

23.вопросСчетчиком называют устройство, сигналы на выходе которого отображают число импульсов, поступивших на счетный входСчетчики предназначены для подсчета числа входных импульсов. Основным элементом при построении счетчиков являются триггерные устройства. Один триггер образует один разряд счетчика. n - триггеров образуют n - разрядный счетчик. Так как каждый триггер имеет два устойчивых состояния, то n - триггеров имеют 2ⁿ состояний. Основным параметром любого счетчика является его емкость (коэффициент пересчета, модуль счета). Счетчик – это последовательностное устройство, которое может иметь не более чем 2ⁿ внутренних состояний, где n - число триггеров, входящих в состав счетчика. Счетчики используются для подсчета числа двоичных импульсов. В ЭВМ они применяются для формирования адресов, подсчета количества циклов и т.д.

Основным параметром счетчика является коэффициент или модуль счета K - это наибольшее число импульсов, которое может быть подсчитано счетчиком и равное максимальному числу внутренних состояний 2ⁿ. В зависимости от модуля счета различают двоичные (K=2ⁿ, где n - число триггеров), декадные или десятичные (K=10^m, где m - число десятичных разрядов), с произвольным постоянным и с переменным модулем.

По способу изменения выходного кода счетчики делятся на суммирующие, вычитающие и реверсивные. У суммирующего счетчика выходной код увеличивается на единицу для каждого нового состояния, а у вычитающего - уменьшается на единицу. Реверсивный счетчик может работать в обоих режимах.

По способу управления внутренними триггерами счетчики подразделяются на асинхронные (последовательные) и синхронные(параллельные).

В асинхронных счетчиках переключение последующего триггера осуществляется выходным сигналом предыдущего, а входные счетные импульсы приходят на вход только младшего (нулевого) триггера.

Рассмотрим работу асинхронного суммирующего счетчика, выполненного на четырех JK-триггерах (рис.13.1,а). Работу счетчика однозначно определяет таблица состояний (табл.13.1) или