Универсальные регистры
Регистры сдвига выполняют обычно как универсальные последовательно-параллельные микросхемы. Это связано с необходимостью записи в регистр параллельного двоичного кода при преобразовании параллельного кода в последовательный.
Переключение регистра из параллельного режима работы в последовательный и наоборот осуществляется при помощи мультиплексора (коммутатора). Использование коммутатора позволяет входы триггеров регистра либо подключать к внешним выводам микросхемы, либо подключать к выходу предыдущего триггера.
Напомню, что двухвходовый мультиплексор можно реализовать при помощи логических элементов “2И-2ИЛИ”. Элементы “И” при этом работают в качестве электронных ключей, а элементы “ИЛИ” объединяют их выходы.
Схема универсального регистра с использованием коммутаторов на логических элементах “2И-2ИЛИ” приведена на рисунке 5.
Рисунок 5. Схема универсального регистра.
Реверсивный регистр
Регистры сдвига предназначены для преобразования информации путем ее сдвига под воздействием тактовых импульсов. Такие регистры представляют совокупность последовательно соединенных триггеров, как правило, двухступенчатой структуры. Число триггеров определяется разрядностью записываемого слова. По направлению сдвига информации различают регистры прямого сдвига (вправо, т. е. в сторону младшего разряда), обратного сдвига (влево, т. е. в сторону старшего разряда) и реверсивные, допускающие сдвиг в обоих направлениях.
Наиболее
широко распространены регистры сдвига
на D-триггерах
со статическим (рис. 2.39) или с динамическим
управлением. Такие регистры имеют один
информационный вход, вход для тактовых
импульсов (импульсов сдвига) и установочный
вход. Выходы в регистре могут быть с
каждого разряда для считывания информации
одновременно со всех разрядов, т. е.
параллельным кодом.
Рис. 2.39. Регистр сдвига: а – функциональная схема; б – условное обозначение
Также может быть один выход с последнего относительно входа разряда для считывания информации последовательно во времени, т. е. последовательным кодом.
Вход регистра для импульсов сдвига получается объединением С-входов вcex триггеров, а установочный вход – R-входов.
тринадцатый. Демультиплексорами называются устройства, которые позволяют подключать один вход к нескольким выходам. Демультиплексор можно построить на основе точно таких же схем логического "И", как и при построении мультиплексора. Существенным отличием от мультиплексора является возможность объединения нескольких входов в один без дополнительных схем. Демультиплексор в общем случае имеет один информационный вход, n адресных входов и 2n выходов. Демультиплексор позволяет преобразовывать параллельный двоичный код в последовательный.
Каскадирование демультиплексоров применяется для увеличения кол-ва каналов. Есть 1 ведущий демультиплексор. Он определяет поочередность работы демультиплексоров 2 разряда.
Демультиплексирвоание – разделение суммарного агрегатного потока на несколько передаваемых по нескольким потокам.
четырнадцатый. Шифраторы – устройства, осуществляющие преобразование десятичных чисел в двоичный код. Шифратор содержит m входов и n выходов. Подача сигнала на один из входов приводит к появлению на выходах n-разрядного двоичного кода, соответствующего номеру возведенного входа.
Табл ист. Для 8-мивходового шифратора
Входы |
Выходы |
||||||||||
X7 |
X6 |
X5 |
X4 |
X3 |
X2 |
X1 |
X0 |
Y3 |
Y2 |
Y1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2)
Регистры - это устройства, выполняющие функции приема, хранения и передачи информации в виде т-разрядного двоичного кода. Последовательно-параллельные регистры имеют один информационный вход для последовательного ввода числа в режиме сдвига и вентили для выдачи n-разрядного числа параллельным кодом. Такие регистры выполняют преобразование последовательного кода в параллельный.
Параллельно-последовательные регистры, информация вводится параллельным кодом с каждым тактом через входные вентили, а выводится в последовательном коде с каждым тактом. Таким образом реализуется преобразование параллельного кода в последовательный.
пятнадцатый. 1) Шифраторы – устройства, осуществляющие преобразование десятичных чисел в двоичный код. Шифратор содержит m входов и n выходов. Подача сигнала на один из входов приводит к появлению на выходах n-разрядного двоичного кода, соответствующего номеру возведенного входа. Шифратор (Ш) может быть неприоритетным, если допускается подача только одного активного сигнала и может быть приоритетным, если допускается подача одновременно нескольких активных сигналов на входы. Неприоритетный Ш осуществляет преобразование десятичного номера активного входа в двоичный эквивалент этого номера.
В приоритетном Ш производится преобразование максимального десятичного номера активного входа в двоичный эквивалент этого номера . Для такого Ш входные сигналы, лежащие снизу от единичной диагонали, по определению не известны ("x" может быть 0 или 1). Следовательно полная таблица истинности, вместо нижних трех строчек должна содержать еще 2+4+8=14 строк см. рис.21. Комбинация 0000 на входах не определена.
Шифраторы применяются в контроллерах прерываний работы микропроцессора внешними устройствами, в параллельном преобразователе напряжения в код и для кодирования номера клавиши.
2) Последовательный регистр (регистр сдвига или сдвиговый регистр) обычно служит для преобразования последовательного кода в параллельный и наоборот. Применение последовательного кода связано с необходимостью передачи большого количества двоичной информации по ограниченному количеству соединительных линий. При параллельной передаче разрядов требуется большое количество соединительных проводников. Если двоичные разряды последовательно бит за битом передавать по одному проводнику, то можно значительно сократить размеры соединительных линий на плате (и размеры корпусов микросхем). Принципиальная схема последовательного (сдвигового) регистра, собранного на основе D триггеров и позволяющего осуществить преобразование последовательного кода в параллельный. Обратите внимание, что если для параллельных регистров подходили как триггеры работающие по потенциалу (триггеры-защелки), так и триггеры, работающие по фронту, то для реализации последовательного (сдвигового) регистра подходят только D триггеры, работающие по фронту!
Преобразование последовательного кода в параллельный в последовательном (сдвиговом) регистре производится следующим образом. Отдельные биты двоичной информации последовательно подаются на вход сдвигового регистра D0. Каждый бит сопровождается отдельным тактовым импульсом синхронизации, который поступает на вход синхронизации последовательного регистра C.
После поступления первого тактового импульса логический уровень, присутствующий на входе D0, запоминается в первом триггере последовательного (сдвигового) регистра и поступает на его выход, а так как он соединён с входом второго триггера, то и на его вход. Если бы последовательный (сдвиговый) регистр был собран на D триггерах, работающих по потенциалу, то этот бит тут же записался во второй D триггер! В нашем случае этого не происходит, так как к этому моменту фронт на входе синхронизации C уже закончился.
После поступления второго тактового импульса логический уровень, присутствующий на входе второго триггера последовательного (сдвигового) регистра, запоминается в нем и поступает на его выход, а так как он соединён с входом третьего триггера, то и на его вход. Одновременно следующий бит входного последовательного кода запоминается в первом триггере последовательного (сдвигового) регистра.
После поступления четвертого тактового импульса в триггерах последовательного (сдвигового) регистра будут записаны логические уровни бит, которые последовательно присутствовали на его входе D0. Теперь этими битами можно воспользоваться, например, для отображения на индикаторах.