Регистры. Регистром называют цифровой узел, осуществляющий приём, хранение и выдачу двоичных чисел в определённом коде

Регистром называют цифровой узел, осуществляющий приём, хранение и выдачу двоичных чисел в определённом коде. В отличие от запоминающих устройств в регистрах информация хранится не более нескольких тактов. Запоминающими элементами в регистрах служат триггеры, число которых равно числу разрядов хранимых чисел. Комбинационные схемы регистров служат для ввода и вывода хранимых чисел, преобразование их кодов, сдвига кодов на то или иное число разрядов.

Регистры подразделяют на параллельные (регистры памяти), последовательные (регистры сдвига) и параллельно – последовательные (в которых, например, ввод осуществляется в параллельном коде, а вывод в последовательном и наоборот).

В регистрах памяти числа вводят и выводят в параллельном коде, регистрах сдвига в последовательном; поэтому в регистрах памяти число вводится (выводятся) за один такт, а в регистрах сдвига – за n –тактов, где n - разрядность чисел.

По способу ввода –вывода различают регистры однофазного и парафазного тактов. В однофазных ввод (вывод) производится только в прямом, так и в обратном кодах. Вид осуществляемого ввода (вывода) определяется сигналами управления.

Исходным состоянием регистра является нулевое. После ввода двоичного числа х₁ триггеры переходят в состоянии, соответствующие значениям разрядов числа х₁, которое хранится до момента передачи его другому устройству либо до ввода в регистр другого числа х₂. В последнем случае в параллельных регистрах можно производить поразрядные логические операции с хранимым числом х ₁вновь вводимым х ₂. Вид логических операций зависит от типа триггеров (RS -, JK -, D - триггеров), составляющих регистр, и комбинациями сигналов управления, подаваемых к регистру.

В последовательных регистрах с помощью сдвигающих (обычно синхронизирующих) импульсов осуществляется сдвиг кода хранимого числа влево и вправо на один разряд при каждом сдвигающем импульсе. При этом разряд за разрядом, начиная с младшего (при сдвиге вправо) или старшего (при сдвиге влево), число выводятся в последовательном коде. В вычислительной технике регистр сдвига применяют для преобразования последовательного в параллельный (и обратно), для умножения и деления многоразрядных двоичных чисел, построение распределителей импульсов, преобразования кодов и т.п.

Параллельный регистр (регистр памяти).

Схема 4-х разрядного регистра на D триггерах показано на рис. 5. Объединение входов каждого триггера общей шиной образует шину гашения (уст. 0). Для установления регистра в состояние 0 необходимо подать сигналы по шине уст.0. Входы - информационные, предназначенные для приема параллельного двоичного кода . С прямых выходов триггеров снимается двоичное число в прямом коде, а инверсного выходов в обратном коде. Запись двоичного числа регистр производится только при подаче на шину «С» синхронизирующего сигнала.

Рабочее задание

5. Собрать схему параллельного регистра (рис. 5). Выполнить следующие действия:

· Выход соединить с любыми гнездами индикатора на вспомогательном устройстве;

· вход «R» соединить с блоком одиночных отрицательных импульсов; соединяя информационные входы с гнездами «1» или «0» на вспомогательном устройстве, подать на вход двоичный код (например, 0110) произвести сброс регистра в нуль подачей отрицательного импульса на вход «R»; подачей положительного импульса на вход «С» записать информацию в регистр;

· выставить по указанию преподавателя несколько (не менее трех) двоичных кодов на входе и записать их в регистр; все значения входных и выходных сигналов занести в таблицу переходов (табл. 4):

Таблица 4

· построить временные диаграммы работы регистра.

Последовательный регистр (регистр сдвига).

Схема 4-х разрядного регистра сдвига на D триггерах показано на рис. 6. В таком регистре используются однофазная передача сигналов. Ввод информации в регистр осуществляется только в прямом коде, подаваемом на информационный вход D, и связь между разрядами регистра производится с прямых выходов предыдущих триггеров на D -входы последующих. Ввод же информации остается парафазным, то есть с прямых выходов триггеров двоичное число снимается в прямом коде, а с инверсных выходов в обратном коде. Установка регистра в исходном нулевом состоянии производится подачи на шину сигнала . Схема приведенного регистра осуществляет сдвиг информации вправо при условии наличие сигнала .

Регистр сдвига широко используется для преобразования последовательного кода в параллельный. Такое преобразование требует подачи последовательного кода на D первого разряда Q 1регистра и подачи сигналов по шине сдвига С.

Рабочее задание

6. Собрать схему последовательного регистра (рис. 6). Выполнить следующие действия:

· выходы соединить с любыми гнездами индикатора на вспомогательном устройстве;

· вход «R» соединить с блоком одиночных отрицательных импульсов, вход «С» соединить с блоком одиночных положительных импульсов;

· информационный вход D соединить с гнездом «1» на вспомогательном устройстве;

· произвести запись сдвига информации в регистре (например, записать в первый разряд «1» и сдвинуть ее в 4-ый разряд для получения кода 1000); для этого на вход С подать один положительный импульс, затем вход D соединить с гнездом «0» на вспомогательном устройстве и, подав на вход С три положительных импульса, сдвинуть сигнал лог.1 в 4-ый разряд; все значения входных и выходных сигналов занести в табл. 5;

Таблица 5

	3
	2
	2

· построить временные диаграммы работы регистра.

Дата добавления: 2015-05-06