Регистры приема и передачи информации.

Двухтактный регистр на RS- триггерах.

Схема двухтактного регистра, осуществляющая прием и передачу информации, приве­дена на рис.2.1. В этой схеме используются RS-триггеры, группа входных И1 и выходных И2, И3 схем. Информация в регистр заносит­ся по шинам X1,X2….,Xn только в том случае, когда на шину Прподан управляющий сигнал приема информации. При этом через схемы И1 проходят сигналы установки триггеров в состояние 1 только в тех разрядах, где X1=1. Чтобы в остальных разрядах был записан 0, необходимо предварительно все разряды устанавливать в нулевое состояние. Записанный в регистр код слова будет храниться в нем до тех пор, пока не будет снова подан сигнал установки регистра в состояние 0.

Прямой код хранимого в регистре слова будет выдан при наличии на шине ВПуправляющего сигнала «Выдача прямого кода». При этом код слова с прямых выходов триггеров ре­гистра пройдет через группу схем И2 и в каждом разряде на выходе будет

_

выработан сигнал Qi =Xi. Сигнал выдачи инверсного кода ВИпозволяет через группу схем Из получить инверсное значение кода, хранимого в регистре; при этом в каждом его

Рис. 2.1. Схема регистра на RS-триггерах.

_

разряде вырабатыва­ется значение кода Qi =Xi.

Парафазный регистр

Установка триггеров регистра в состояние 0, прежде чем записать в них информацию, ведет к затратам времени. Для увеличения быст­родействия регистров используется парафазная передача информа­ции с регистра на регистр. При этом используются оба входа триг­гера и по ним одновременно подаются сигналы 1 и 0. Схема передачи парафазных кодовых сигналов в регистрах приведена на рис.2.2. Код, записанный в регистр Рг1, передается при наличии на шине Пруправляющего сигнала приема информации в регистр Рг2.

Передача кода осуществляется через группу схем И1 и И2 (при этом через схемы И1передаются прямые, а через схемы И2 — инверсные значения переменных). На единичных и нулевых входах каждого триггера регистра Рг2 возникают комбинации I и 0или 0 и 1 входных сигналов, устанавливающих триггеры этого регистра в требуемое состояние независимо от их исходного состояния.

Qn=Xn

Q n-1=Xn-1

Q2=X2

Q1=X1

Рис.2.2. Схема передачи парафазных кодовых сигналов в регистрах.

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 ипередачи 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.

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

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 tсчетчик 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.

Классификация счетчиков.

2.2.1. По целевому назначению счетчики подразделяют простые (суммирующие и вычитающие) и реверсивные. На прос­тые счетчики сигналы поступают с одним знаком, т. е. эти счетчики имеют переходы от состояния к состоянию только в одном направле­нии.

Суммирующий счетчик предназначен для выполнения счета в прямом направлении, т. е. для сложения. С подачей на вход очеред­ного единичного сигнала показание счетчика увеличивается на еди­ницу.

Вычитающий счетчик предназначен для выполнения счета единичных сигналов в режиме вычитания. Каждый сигнал, посту­пающий на вход такого счетчика, уменьшает его показание на еди­ницу.

Реверсивные счетчики предназначены для работы в режиме сложения и в режиме вычитания.

2.2.2. По способу организации счета счетчики под­разделяют на асинхронные н синхронные.

В асинхронных счетчиках сигнал от разряда к разряду передается естественным путем в различные интервалы времени в зависимости от со­четания входных сигналов.

В синхронных счетчиках сигналы от разряда к раз­ряду передаются принуди­тельным путем с помощью тактовых сигналов.

2.2.3. По способу организации цепей переноса между разрядами различают счет­чики с последовательным, параллельным и частично-параллельным переносом (только в группах разря­дов).