Д. Сдвиговые регистры

Регистры сдвига или сдвиговые регистры (англ. shift register) представляют собой, как уже отмечалось, последовательно соединенную цепочку триггеров. Основной режим их работы  это сдвиг разрядов кода, записанного в эти триггеры, То есть по тактовому сигналу содержимое каждого предыдущего триггера переписывается в следующий по порядку в цепочке триггер. Код, хранящийся в регистре, с каждым тактом сдвигается на один разряд в сторону старших разрядов или в сторону младших разрядов, что и дало название регистрам данного типа.

В сдвиговых регистрах реализуют различные направления сдвига: вправо (основной режим, который есть у всех сдвиговых регистров) и влево (этот режим есть только у некоторых, реверсивных сдвиговых регистров). Направление сдвига зависит от внутренней структуры регистров сдвига (см. рис. 10.8) и соответствует той или иной последовательности перезаписи сигналов по цепочке триггеров. Обычно триггеры нумеруются слева направо и этими номерами являются, например для 8-разрядных регистров, 0–7 (или 1–8). В результате сдвиг информации регистром вправо представляет собой сдвиг в сторону разрядов, имеющих большие номера, а сдвиг информации регистром влево  это сдвиг в сторону разрядов, имеющих меньшие номера. Однако, как известно, в любом двоичном числе слева расположены старшие разряды, а справа  старшие разряды. Поэтому сдвиг двоичного числа вправо будет сдвигом в сторону младших разрядов, а сдвиг влево  сдвигом в сторону старших разрядов. Это противоречие сложилось исторически и об этом надо помнить разработчику цифровой аппаратуры.

В стандартные серии цифровых микросхем входит несколько типов сдвиговых регистров, отличающихся возможными режимами работы, записи, чтения и сдвига, а также типом выходных каскадов (2С или 3С). Большинство регистров сдвига имеет восемь разрядов. На рис. 10.9 представлены для примера четыре типа микросхем регистров сдвига.

Регистр ИР8  наиболее простой из регистров сдвига. Он представляет собой 8-разрядную линию задержки, то есть имеет только один информационный вход, на который подается последовательная сдвигаемая информация (точнее, два входа, объединенных по функции 2И), и восемь параллельных выходов. Сдвиг в сторону выходов со старшими номерами осуществляется по переднему фронту тактового сигнала С. Имеется также вход сброса , по нулевому сигналу на котором все выходы регистра сбрасываются в нуль. Таблица истинности регистра ИР8 приведена в табл. 10.8.

Регистр ИР9 выполняет функцию, обратную регистру ИР8. Если ИР8 преобразует входную последовательную информацию в выходную параллельную, то регистр ИР9 преобразует входную параллельную информацию в выходную последовательную. Однако суть сдвига не меняется, просто в ИР9 все внутренние триггеры имеют выведенные параллельные входы, и только один, последний триггер имеет выход (причем как прямой, так и инверсный). Запись входного кода в регистр производится по нулевому сигналу на входе . Сдвиг осуществляется по положительному фронту на одном из двух тактовых входов С₁ и С₂, объединенных по функции 2ИЛИ. Имеется также вход расширения DR, сигнал с которого в режиме сдвига перезаписывается в младший разряд сдвигового регистра. Таблица истинности регистра ИР9 приведена в табл. 10.9.

Таблица 10.8

Таблица истинности регистра сдвига ИР8
Входы				Выходы
R	C	D1	D2	Q0	Q1	….	Q7
0	X	X	X	0	0	….	0
1	0	X	X	Не меняются
1	1	X	X	Не меняются
1	01	1	1	1	Q0	….	Q6
1	01	0	X	0	Q0	….	Q6
1	01	X	0	0	Q0	….	Q6

Таблица 10.9

Режимы работы регистра сдвига ИР9
Входные сигналы			Режим
WR	C1	C2
0	X	X	Параллельная запись
1	1	X	Хранение
1	X	1	Хранение
1	0	01	Сдвиг
1	01	0	Сдвиг