Регистры. Регистр — это последовательностное логическое устрой­ство, используемое для хранения n-разрядных двоичных чисел и выполнения преобразований над ними

Регистр — это последовательностное логическое устрой­ство, используемое для хранения n-разрядных двоичных чисел и выполнения преобразований над ними.

Регистр представляет собой упорядоченную последовательность триггеров, число которых соответствует числу разрядов в слове. С каждым регистром обычно связано комбинаци­онное цифровое устройство, с помощью которого обеспе­чивается выполнение некоторых операций над словами.

Типичными являются следующие операции:

• прием слова в регистр;

• передача слова из регистра;

• поразрядные логические операции;

• сдвиг слова влево или вправо на заданное число раз­рядов;

• преобразование последовательного кода слова в па­раллельный и обратно;

• установка регистра в начальное состояние (сброс).

Фактически любое цифровое устройство можно пред­ставить в виде совокупности регистров, соединенных друг с другом при помощи комбинационных цифровых уст­ройств.

Регистры классифицируются по следующим видам:

• накопительные (регистры памяти, хранения);

• сдвигающие.

В свою очередь сдвигающие регистры делятся:

• по способу ввода-вывода информации на

—параллельные,

—последовательные,

—комбинированные;

• по направлению передачи информации на

—однонаправленные,

—реверсивные.

Рассмотрим регистр с параллельными вводом и выводом информации (рис. 1).

Y₁ = 1 — параллельная запись;

Y₁ = Y₂ = 0 — хранение;

Y₂ = 1 — параллельное считывание.

Рис. 1

Основой регистра являются D-триггеры, которые на своих выходах повторяют значения сигналов на входах X₁ —Х₄ (инфор­мационные входы) при логическом сигнале 1 на входе синхронизации (т. Е. осуществляется параллельный ввод входной информации в регистр). На четырех двухвходовых элементах «И» реализованы схемы совпадения, вход­ные сигналы которых совпадают с выходными сигналами триггеров в том случае, когда на вход Y₂ подана логичес­кая единица. Таким образом осуществляется параллель­ный вывод информации.

В качестве примера рассмотрим микросхему регистра К155ИР15.

Приведем условное обозначение и таблицы внутренних и выходных состояний (рис. 3.25).

Микросхема К155ИР15 представляет собой четырех­разрядный параллельный регистр памяти с тремя входны­ми состояниями. Микросхема имеет следующие выводы: D₁—D₄— информационные входы, Q₁—Q₄ — выходы ре­гистра, С — вход синхронизации, R — вход сброса триг­геров регистра в нулевое состояние, входы E₁ и Е₂ — для управления режимом работы регистра, Ez₁ и Ez₂ — для пе­ревода выходов регистра в высокоимпедансное состояние.

Рис. 3.25

При El = E2 = 0 осуществляется параллельный ввод информации со входов D₁ —D₄ при воздействии положи­тельного перепада на входе синхронизации С.

Хранение информации осуществляется, если хотя бы на одном из входов Е1 или Е2 действует логическая 1.

При подаче 1 на вход R осуществляется сброс тригге­ров регистра.

Если хотя бы на одном из входов E_Z1 или E_Z2 действу­ет логическая 1, то все выходы отключены, т. е. они пере­ведены в высокоимпедансное состояние.

В ис­ходном состоянии на выходах всех триггеров логический сигнал «О». При подаче логического сигнала «1» младше­го разряда числа на вход 1-го триггера он запоминается в нем в момент действия положительного перепада такто­вого импульса. Состояние же остальных триггеров не ме­няется, так как на их входах были логические сигналы «О». Во время второго тактового импульса на входе первого триггера действует логический сигнал «О», на входе второ­го триггера — логический сигнал «1», на входе третьего и четвертого — логические сигналы «О».

Эти сигналы запо­минаются триггерами, на входе которых они действовали, т. е. осуществляется сдвиг единицы вправо, и т. д. Таким образом, за четыре такта осуществляется последователь­ный ввод в регистр 4-разрядного двоичного числа.

Рис. 3.26

В качестве примера приведем микросхему сдвигающего регистра К155ИР13 и его таблицу состояний (рис. 3.27).

Рис. 3.27

Микросхема К155ИР13 является универсальным вось­миразрядным реверсивным сдвигающим регистром и мо­жет работать в режимах последовательного ввода инфор­мации со сдвигом вправо или влево, параллельного ввода информации, хранения* информации, сброса (установки нулей).

Микросхема имеет следующие входы:

D1—D8 — для параллельного ввода информации, DR и DL — информационные входы для последовательного вво­да информации при сдвиге соответственно вправо или влево, входы S1 и S0 — для выбора режима работы, R — вход сброса триггеров регистра в нулевое состояние и С — вход синхронизации.

Сброс триггеров осуществляется при подаче логичес­кого 0 на вход R.

При S1 = 0 и S0 = 1 осуществляется последовательный ввод информации со входа DR в первый разряд регистра со сдвигом вправо.

При S1 = 1, S0 = 0 осуществляется последовательный ввод информации со входа DL в восьмой разряд регистра со сдвигом влево.

При S1 = S0 = 1 осуществляется параллельная запись информации со входов DI—D8 при воздействии положи­тельного перепада на входе синхронизации С.

При S1 = S0 = 0 осуществляется режим хранения ин­формации.

Контрольные вопросы:

1.Понятие о регистре?

2. Классификация регистров?

3. Параллельные регистры?

4. Сдвиговые?

5. Регистры процессора?

6.Троичные регистры?

7.Операции в регистрах?

Список использованной литературы

1. Радіотехніка: Енциклопедичний навч. Посібник/за ред.. Ю.Л. Мазора, Є.А. Мачуського, В.І. Правди. – К.: В. шк., 1999.- 838 с.

2. 33 схемы с логическими элементами И-НЕ: пер. с болг. – Л.: энергоатомиздат., 1988. – 112 с.

3. Шило В.Л. Функциональные аналоговые интегральные микросхемы. – М.: радио и связь, 1982. – 128 с.

4. Угрюмов Е.П. Цифрова схемотехника. – Спб.: Петербург: БХВ, 2004.- 528 с.

Дата добавления: 2014-01-06