2. Задание

Для экспериментального исследования наиболее распространенных регистров используются четыре D-триггера (К155ТМ2) и ряд логических элементов и ИС реверсивного регистра К155ИР1, установленных на лицевой панели стенда. Работа регистров исследуется в статическом режиме, поэтому для контроля состояния триггеров можно использовать светодиоды, расположенные в верхней части стенда.

Для записи и сдвига информации в качестве источника синхроимпульсов используется управляемый генератор одиночных импульсов (ГОИ), кнопка запуска которого выведена на лицевую панель стенда. Для установки триггеров в нулевое состояние можно воспользоваться одним из источников нулей и единиц, расположенных в нижнем ряду стенда.

1. На базе ИС синхронных D-триггеров (К155ТМ2), спроектировать схему и исследовать работу 4-разрядного параллельного регистра (записать в регистр двоичные числа А₁=15-Б (где Б – № вашей бригады), затем А₂=15-2Б).

2. На базе двухступенчатых D-триггеров спроектировать схему и исследовать работу 2-разрядного последовательного регистра со сдвигом вправо (записать в регистр числа А₁=01, затем А₂=11).

Порядок выполнения пункта 2.2 задания

Двухступенчатые триггеры получите из одноступенчатых D-триггеров, установленных на стенде (см. п.1.2 лабораторной работы 7). Подачу синхроимпульсов осуществите от одного из расположенных на стенде переключателей S_b. Переключение S_b из положения 0 в положение 1 будет соответствовать фронту синхроимпульса, а из положения 1 в 0 – срезу синхроинпульса.

3. Исследовать работу ИС регистра К155ИР1 (Справочные данные по ИС К155ИР1 приведены в Приложении).

3.1. Записать в регистр число (из п.1) в параллельном коде и считать записанную информацию в последовательном коде.

3.2. Записать в регистр то же число в последовательном коде и считать записанную информацию в параллельном коде.

3.3. Преобразовать регистр в кольцевой, соединив выход четвертого разряда (Q₃) с последовательным входом (S₁) и подавая тактовые импульсы (С₂) проверить правильность функционирования регистра.

4. Контрольные вопросы

1. Дайте определение регистра.

2. В чем отличия регистров памяти от регистров сдвига?

3. Какие типы триггеров могут быть использованы для построения схем: а) регистров памяти, б) регистров сдвига?

4. Объясните причину нецелесообразности применения Т-триггеров для построения регистров памяти.

5. Изобразите схему регистра, позволяющего преобразовывать 4-разрядный параллельный код в последовательный. Объясните работу схемы.

6. Объясните каким образом в регистре сдвига каждый синхроимпульс обеспечивает сдвиг информации ровно на один разряд.

7. Почему триггеры, синхронизируемые уровнем, не могут быть использованы для построения регистров сдвига?

8. Перечислите возможности ИС К155ИР1 и необходимые для их реализации действия.

Приложение

М икросхема К155ИР1(рис. П1) – 4-разрядный, сдвиговый регистр. Он имеет последовательный вход данных S1, четыре параллельных входа D0-D3, а также четыре выхода Q0-Q3 от каждого из триггеров.

Рис. П1. ИС регистра К155ИР1

Регистр имеет два тактовых входа С1и С2. От любого из пяти входов данных код поступит на выходы синхронно с отрицательным перепадом, поданным на выбранный тактовый вход. Вход разрешения параллельной загрузки РЕ служит для выбора режима работы регистра. Если на вход РЕ подается напряжение высокого уровня, разрешается работа тактовому входу С2. В момент прихода на этот вход отрицательного перепада тактового импульса в регистр загружаются данные от параллельных входов D0-D3.

Если на вход РЕ подано напряжение низкого уровня, разрешается работа тактовому входу С1. Отрицательные фронты последовательности тактовых импульсов сдвигают данные от последовательного входа S1 на выход Q0, а затем на Q1, Q2 и Q3, т.е. вправо. Сдвиг данных по регистру влево получится, если соединить выход Q3 и вход D2, Q2 и D1, Q1 и D0. Регистр надо перевести в параллельный режим, подав на вход РЕ напряжение высокого уровня. Напряжение на входе РЕ можно менять только, если на обоих тактовых входах уровни низкие. Однако если на входе С1 напряжение низкого уровня, перемена сигнала на входе РЕ от низкого уровня к высокому не меняет состояния выходов.