Регистры

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 17:55, 7 января 2015.

Особенностью последовательных логических устройств является зависимость выходного сигнала не только от действующих в настоящий момент на входе логических переменных, но и от исходных значений переменных, которые действовали на входе в предыдущие моменты времени (т.е. значения переменных запоминаются логическим устройством)

Регистр - последовательное устройство, предназначенное для записи, хранения и/или сдвига информации, представленной в виде многоразрядного двоичного кода

Рис. 1. Условное обозначение регистра.

Регистр хранения

Рис. 2. Схема регистра хранения.

Состоит из четырех -триггеров (однотактовые регистры)

- вход записи

- время записи

операция записи происходит одновременно во все триггеры

Регистр сдвига

Рис. 3. Принципы сдвига влево и вправо.

Сдвиг влево - сдвиг в сторону старших разрядов. Сдвиг вправо - сдвиг в сторону младших разрядов.

Схема сдвига влево:

Рис. 4. Схема сдвига влево.

Сдвиговый регистр выдает информацию в последовательном виде (в отличие от регистров хранения, в которых информация выдается в параллельном виде)

Сдвиг - одна из самых быстрых операций, т.к. выполняется за один такт

Аналогично выглядит регистр сдвига вправо:

Рис. 5. Схема сдвига вправо.

При замыкании получим циклический сдвиговый регистр

Реверсивный сдвиговый регистр

Рис. 6. Схема реверсивного сдвигового регистра.

При на всех верхних конъюнкциях, а на нижних - - производится запись информации, начиная с - алгоритм работы регистра сдвига влево

При все верхние конъюнкции равны , а все нижние равны - алгоритм работы регистра сдвига вправо. Таким образом, определяется алгоритм работы в зависимости от того, что подаем на

Время, через которое возможно переключение устройства считается следующим образом: используется для определения максимальной частоты срабатывания устройства

В сдвиговый регистр можно записывать информацию только в последовательном режиме, поэтому требуется универсальный регистр, который мог бы обеспечивать сдвиг и хранение информации

Универсальный сдвиговый регистр (схема для -ого разряда)Универсальный сдвиговый регистр (схема для i   {\displaystyle i\ } -ого разряда)

Рис. 7. Схема i-ого разряда универсального сдвигового регистра.

При нижние конъюнкции равны нулю, остальные равны единице - регистр работает в режиме сдвига.

При по приходу синхронизирующего сигнала записи - верхние две конъюнкции неактивны (смотри временные диаграммы)

Рис. 8. Иллюстрация ошибки в приходе силналов на схему (рис. 7), приводящей к отсутствию записи в триггер.

Решение - использование универсального триггера с асинхронными входами позволяет при переходе сигнала на вход С и при WR = 1, всегда будет осуществляться запись в триггер.

Рис. 9. Схема i-ого разряда универсального сдвигового регистра (правильная).

В независимости от прихода С будет осуществляться запись в информационный канал (при S = 1, следовательно, будет происходить запись 1; при R = 1, следовательно, будет происходить запись 0). Также этот универсальный сдвиговый регистр позволяет осуществлять хранение (если нет сигнала на R, S, C) и сдвиги влево и вправо.

Для получения циклического регистра можно подать сигнал с выхода последнего триггера на вход ("замкнуть").