Конспекты лекций по цифровой электронике. Насыров И.А. - 34 стр.

7. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УЗЛЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТНЫХ                                                Он содержит N триггеров, входы синхронизации которых объединены между
   ЛОГИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ                                                             собой. На его входы x N −1 , K , x0 и x N −1 , K x0 информация подается в прямом и
7.1 Регистры                                                                        обратном кодах, а с выходов QN-1, …, Q0 снимается только в обратном коде.
Регистром называется последовательностное устройство, предназначенное для           Следовательно, согласно приведенной выше классификации, это однотактный
записи, хранения и (или) сдвига информации, представленной в виде                   регистр с парафазными входами и однофазным инверсным выходом. Запись
многоразрядного двоичного кода.                                                     информации в такой регистр выполняется за один такт синхронизации.
        В соответствии с данным определением в общем случае регистр может
выполнять следующие микрооперации над кодовыми словами:
1. установка в исходное состояние (запись нулевого кода);
2. запись входной информации в последовательной форме;
3. запись входной информации в параллельной форме;
4. хранение информации;
5. сдвиг хранимой информации вправо или влево;
6. выдача хранимой информации в последовательной форме;
7. выдача хранимой информации в параллельной форме.
        Любой N-разрядный регистр состоит из N однотипных ячеек - разрядных схем,
выходной сигнал каждой из которых ассоциируется с весовым коэффициентом
соответствующего разряда двоичного кода. При этом каждая разрядная схема, как                               Рис. 7.1. Схема параллельного регистра
любое последовательностное устройство, состоит из триггерной подсистемы                     Если для записи в данном регистре используется только прямой или обратный
(элемента памяти) и некоторой комбинационной схемы, преобразующей входные           входной код, то запись информации выполняется за два такта синхронизации. По
воздействия и состояния триггерной подсистемы в выходные сигналы регистра.          первому такту необходимо сбросить или установить все триггеры регистра (подачей
        Регистры могут быть классифицированы по различным признакам.                на соответствующие входы активного логического уровня), а по второму - записать в
Рассмотрим основные из них.                                                         регистр новую информацию.
        По способу приема информации регистры подразделяют на:                              Если в данной структуре RS-триггеры заменить на D-триггеры, получим
• параллельные (статические), в которые информация записывается и считывается       однотактный регистр с однофазным входом. Очевидно, что быстродействие такого
    только в параллельной форме;                                                    регистра при использовании однофазного входного сигнала будет в два раза выше,
• последовательные (сдвигающие), в которые информация записывается и                так как для записи информации необходим только один импульс синхронизации.
    считывается только в последовательной форме;                                    Сдвигающий регистр. Параллельный (сдвигающий) регистр является, как правило,
• последовательно-параллельные, в которые информация записывается или               универсальным и может выполнять все доступные для регистров микрооперации. Для
    считывается как в параллельной, так и в последовательной формах.                этого разрядные схемы, входящие в его состав, соединены между собой. Рассмотрим
        По числу каналов передачи информации регистры подразделяют на:              построение такого регистра на примере однотактного сдвигающего регистра с
 • парафазные, в которых информация записывается и считывается в прямом и           возможностью параллельной записи информации (рис. 7.2 (а)). Для упрощения на
     обратном кодах;                                                                рис. 7.2 (а) показаны только две разрядные схемы регистра.
 • однофазные, в которых информация записывается и считывается либо в прямом,
     либо в обратном коде.
        По способу тактирования регистры подразделяют на:
 • однотактные, управляемые одной управляющей последовательностью
     импульсов;
 • многотактные, управляемые несколькими управляющими последовательно-
     стями импульсов.
Параллельный регистр предназначен для выполнения только 1-ой, 3-ей, 4-ой и 7-ой
из перечисленных микроопераций над кодовыми словами, т.е. обрабатывает
информацию только в параллельной форме. Поэтому образующие его разрядные
схемы не связаны между собой.
        Простейший параллельный регистр может быть выполнен на RS-триггерах
(рис. 7.1).
                                                                                        Рис. 7.2. Фрагмент структурной схемы сдвигающего регистра (а); условное
                                                                                                    графическое обозначение сдвигающего регистра (б)
                                       67                                                                                  68