Лабораторна робота №11

Мета роботи: вивчити принцип роботи паралельних та регістрів зі зсувом.

11.1Короткі теоретичні відомості

11.1.1Дуже часто потрібно не просто формувати задані сигнали або обробляти інформацію, а зберігати інформацію деякий час. Найпростішими запам'ятовуючими пристроями є регістри, які призначені для зберігання малих обсягів інформації і тому володіють максимальною швидкодією. Елементарним регістром, що дозволяє зберігати один біт інформації, є D-тригер.

11.1.2 Регістри за способом запису інформації діляться на паралельні, послідовні і універсальні (паралельно-послідовні). При паралельній передачі всі розряди передаються одночасно по декількох лініях, а при послідовній – по одній інформаційній лінії послідовно.

11.1.3Простий паралельний регістр містить декілька динамічних тригерів, у яких поєднано входи синхронізації (Рисунок 39). У основному полі УГП таких тригерів вказується кількість інформації, що зберігається, яка дорівнює кількості тригерів.

Рисунок 39 – Принцип побудови регістрів (1/2 КР1533ТМ7)

11.1.4Тригери, що входять до складу паралельного регістру, можуть бути як статичними, так і динамічними (Рисунок 40). Також вони можуть мати входи асинхронного скидання, які при побудові регістра також об'єднуються. Іноді регістри будуються з виходами на 3 стани ("1, "0", стан високого імпедансу). При цьому у таких регістрів (Рисунок 40) з'являється вхід керування цим станом (наприклад, у КР1533ИР22 виходи регістру підключено до відповідних виходів внутрішніх тригерів тільки при подачі "0" на вхід, в іншому випадку можна вважати, що виходи регістра нікуди не підключені).

Рисунок 40 – Приклади паралельних регістрів

11.1.5

50

Регістри зі зсувом застосовуються для перетворення інформації з послідовного вигляду в паралельний вигляд і навпаки. Регістри зі зсувом отримуються послідовним, з точки зору передачі інформації, з'єднанням динамічних D – тригерів (Рисунок 41). Обсяг інформації, що зберігається, дорівнює кількості тригерів, що використовуються. При надходженні синхроімпульсів інформація зсувається на один тригер (розряд).

Рисунок 41 – Приклад побудови регістру зі зсувом

11.1.6Регістри зі зсувом прийнято поділяти за напрямками зсуву інформації. Для різних напрямів прийняті наступні позначення в основному полі УГП:  – зі зсувом у бік старших розрядів;  – зі зсувом у бік молодших розрядів;  – реверсивний зсув.

11.1.7Універсальні регістри володіють властивостями паралельних і регістрів зі зсувом, і крім цього можуть виконувати перетворення паралельного коду в послідовний. У напрямі зсуву універсальні регістри поділяються так само, як і зсувові. Для побудови таких регістрів необхідно використовувати D – тригери з двома синхронними групами входів, інформація з яких трактується диз’юнктивно (Рисунок 42).

51

Рисунок 42 – Приклад побудови універсального регістру

11.1.8Однак схема побудови, наведена на Рисунок 42, застосовується рідко – оскільки не передбачена можливість спільної роботи послідовного і паралельного регістрів (пріоритети статичної і динамічної частини тригерів рівні і тому виникає конфлікт керування). Тому частіше застосовується інша схема, в якій вхід SD має пріоритет перед С.

11.2Виконання роботи

Намалюйте УГП регістру, який має входи керування і кількість інформації, що зберігається, згідно з варіантом по Таблиця 15.

Таблиця 15 – Варіанти завдань

Параметри
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
Вид	Паралельний регістр																				Послідовний
Вхід С	ф	ф	ф	ф	ф	с	с	с	с	с	п	п	п	п	п	і	і	і	і	і	ф	ф	ф	ф	ф	с	с	с	с	с
Входи R	п	і	п	і	-	п	і	п	і	-	п	і	п	і	-	п	і	п	і	-	п	і	п	і	-	п	і	п	і	-
Кількість інформації	4	5	6	7	8	4	5	6	7	8	4	5	6	7	8	4	5	6	7	8	4	5	6	7	8	4	5	6	7	8

Примітка: тут R – вхід скидання; С – вхід синхронізації; “і” – інверсний, “п” – прямий; “-” – відсутній, “ф” – прямий динамічний, “с” – інверсний динамічний.

52

Намалюйте часові діаграми, реалізуйте за допомогою будь-якого типу тригерів. За допомогою Electronics Workbench переконайтеся, що отримана схема виконує свої функції. Дослідження краще всього проводити, якщо на входи подавати “1” та “0” за допомогою перемикачів, а з виходу отриманої схеми подати сигнали до логічного аналізатора.

11.3Результати роботи

Звіт по виконаній роботі має включати у себе : титульна сторінка з назвою роботи; мета роботи; УГП регістру, що розробляється, часові діаграми, синтезована у підрозділі 11.2 схема; висновки.

11.4Контрольні запитання

11.4.1Як будуються паралельні регістри? Навести приклад такого регістра.

11.4.2Як будуються регістри зі зсувом? Навести приклад такого регістра.

11.4.3Як будуються універсальні регістри? В чому полягає їх універсальність.

53

Перелік навчальних посібників та довідників

1. Цифровая и вычислительная техника / Под.ред. проф. Евреинова Э.В. -М.: Радио и связь, 1991.- 326 с.

2. Проектирование импульсных и цифровых устройств радиотехнических систем/Под.ред. Казаринова Ю.М. - М.: Радио и связь,1985.- 289с.

3. Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах: Справочник.-М.: Радио и связь, 1990. – 304 с.

4. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство // Пер. с нем.- М.: Мир, 1983. –512с.

5. Интегральные микросхемы ТТЛ, ТТЛШ: Справочник.- М.:Машиностроение, 1993.-256 с.: ил.

6. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. – М.:Радио и связь, 1987.- 352 с.