2.2 Послідовний регістр
Послідовним називають регістр, в якому здійснюється послідовний (розряд за розрядом) прийом і видача інформації. Такий регістр часто іменують регістром зсуву або зрушуючим регістром.
Регістр зсуву являє собою ряд послідовно з'єднаних тригерів, число яких визначається розрядністю записуваного в нього слова. У напрямку зсуву записаної в регістр інформації розрізняють регістри прямого зсуву, тобто вправо (в бік молодшого розряду); зворотного зсуву, тобто вліво (в сторону старшого розряду); реверсивні регістри, що допускають зсув в обох напрямках.
На мал. 2.2 наведено приклад схемної реалізації чотирирозрядний регістра зсуву вправо, побудований на синхронізуються фронтом D-тригерах.
Мал. 2.2. Регістр зсуву вправо: а) схема, б) умовне зображення
При запису в регістр двійкового слова А = а3а2а1а0 перший розряд вводиться слова (а0) подається на вхід крайнього лівого тригера (Т3), Що є одночасно входом регістру в цілому, і записується в нього при вступі першого сигналу (імпульсу) синхронізації С. З приходом наступного сигналу синхронізації значення а0 з виходу розряду Q3 вводиться в розряд Q2, а в розряд Q3 надходить а1.
З приходом кожного чергового синхроімпульса виробляється зрушення надходить на один розряд вправо. Після четвертого синхроімпульса регістр виявляється заповненим розрядами слова А і перший розряд слова (а0) з'явиться на виході Q0. Якщо подати на регістр ще одну послідовність з чотирьох синхроімпульсів, встановивши при цьому на його вході рівень "0", то з регістра (з виходу Q0, що є виходом регістра в цілому) буде послідовно виводитися розряди слова А і регістр будуть звільнено від зберігання слова А (очищений).
Таким чином, в процесі зсуву інформації кожен тригер Тi регістра: а) передає збережену інформацію на тригер Тi-1, б) змінює свій стан за рахунок прийому інформації від тригера Тi +1. Передача інформації з тригера Тi і зміна його стану не можуть відбуватися одночасно. Тому основна складність реалізації операції зсуву полягає в поділі в часі виконання зазначених етапів у кожному розряді тригері регістра. Ця складність виключається за рахунок використання синхронних тригерів з динамічним управлінням записом (як показано на мал. 2.2) або двоступеневих тригерів, внутрішня організація яких передбачає поділ у часі етапів прийому вхідної інформації та зміни вихідний.
На мал. 2.3 наведена схема регістра зсуву вліво, побудована на двоступеневих D-тригерах. Комбінуючи схеми зсуву вправо і вліво і використовуючи керуючі сигнали, можна побудувати реверсивний регістр.
Мал. 2.3. Регистр сдвига влево
Регістри зсуву (мал. 2.3) дозволяють забезпечити перетворення послідовного коду в паралельний - достатньо в схемі передбачити виходи від всіх розрядів (на мал. 2.2 показані пунктирними лініями).
Регістр зсуву легко перетворюється в кільцевої регістр при з'єднанні виходу останнього розряду з входом першого (мал.2.4). Для забезпечення інших видів запису і зчитування застосовуються комбіновані регістри, приклад реалізації одного з яких наведено на мал. 2.5.
Тут двоступеневі логічні елементи І-АБО при V = 1 забезпечують після подачі тактового імпульсу на вхід С передачу сигналу з i-го в i-перше тригер, а при V = 0 забезпечується запис в регістр сигналів, що представляють собою паралельний код. Зчитування записаного довільним способом слова можливе як у вигляді паралельного коду (Q0, Q1, Q2, Q3), так і у вигляді послідовного коду приподачі чотирьох тактових імпульсів.
Мал. 2.4.Структуракільцевогорегістра
Мал. 2.5. Комбінований регістр