1. Базовый лабораторный стенд

2. Лабораторный модуль Lab 9дляисследование работы D – триггера

D-триггер имеет 1 информационный вход (D-вход). Бывают только синхронные D-триггеры. Состояние информационного входа передаётся на выход под действием синхроимпульса (вход С)

Рисунок 2.4 - Схема D-триггера на основе синхронного RS-триггера

Таблица переходов D-триггера

C	D	Q(t)	Q(t+1)	Пояснения
0	-	0	0	Режим хранения информации
0	-	1	1
1	0	-	0	Режим записи информации
1	1	-	1

Если на входе D - "1", то по приходу синхроимпульса Q = 1. Если на D "0", то Q =0.

Ответы на вопросы :

1. Динамический триггер представляет собой систему, одно из состояний которой (единичное) характеризуется наличием на выходе непрерывной последовательности импульсов определённой частоты, а другое — отсутствием выходных импульсов (нулевое). Смена состояний производится внешними импульсами (рис. 3). Динамические триггеры в настоящее время используются редко.К статическим триггерам относят устройства, каждое состояние которых характеризуется неизменными уровнями выходного напряжения (выходными потенциалами): высоким — близким к напряжению питания и низким — около нуля.Статические триггеры по способу представления выходной информации часто называют потенциальными.

2. Вторая классификационная схема, независимая от функциональной, характеризует триггеры по способу ввода информации и оценивает их по времени обновления выходной информации относительно момента смены информации на входахКаждая из систем классификации характеризуеттриггеры по разным показателям и поэтому дополняет одна другую. К примеру, триггеры RS-типа могут быть в синхронном и асинхронном исполнении.

3. D-триггер — запоминает состояние входа и выдаёт его на выход. D-триггеры имеют, как минимум, два входа: информационный D и синхронизации С. После прихода активного фронта импульса синхронизации на вход С D-триггер открывается. Сохранение информации в D-триггерах происходит после спада импульса синхронизации С. Так как информация на выходе остаётся неизменной до прихода очередного импульса синхронизации, D-триггер называют также триггером с запоминанием информации или триггером-защёлкой.

4. Синхронный Т-триггер, при единице на входе Т, по каждому такту на входе С изменяет своё логическое состояние на противоположное, и не изменяет выходное состояние при нуле на входе T.  Т-триггер часто применяют для понижения частоты в 2 раза, при этом на Т вход подают единицу, а на С — сигнал с частотой, которая будет поделена на 2.Т-триггер часто называют счётным триггером, так как он является простейшим счётчиком до 2.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО РЕГИСТРА

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Целью работы является исследование работы параллельного регистра.

2. СВЕДЕНИЯ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Параллельные регистры - это устройства, предназначенные для запи­си, хранения и выдачи информации, представленной в виде двоичных ко­дов. Для хранения каждого двоичного разряда в регистре используется од­на триггерная ячейка. Для запоминания многоразрядных слов необходимое число триггеров объединяют вместе и рассматривают как единый функ­циональный узел - регистр. Если регистр построен на триггерах-защелках, то его называют регистр-защелка Типовыми внешними связями регистра являются информационные входы DO- Dn, вход сигнала записи С, вход сброса Rи выходы триггеров: прямые Q0 - Qnи инверс­ные Q0 - Qn. В упрощенном варианте регистр может не иметь входа сбро­са и инверсных выходов.

На рис. 10.1 показана схема четырехразрядного регистра, выполи на D-триггерах и логических элементах 2И. При подаче управляют»?

нала Yl=lцифровой код, установленный на информационных входахD3, записывается в соответствующие разряды четырех О-триггер. YI=Y2=0 цифровой код хранится в регистре, а при Y2=lпроисходит считывание кода, т.е. передача его на выходы QO- Q3.

DO

D

т

Q

С

D1

D

т

1

Q

С

02

D С

Т

Q

D3

D C

Т

Q

Y1

Y2

Рис. 10.1. Четырехразрядный параллельный регистр

Выпускаемые промышленностью регистры иногда объединяетев кристалле микросхемы с другими узлами, совместно с которыми регистр* обычно используются в схемах цифровой аппаратуры. Такой интегральна микросхемой является 4-разрядный параллельный регистр К155ИР15, ус­ловное графическое обозначение которого приведено на рис. 10.2.

Микросхема имеет следующие входы: тактовый С, информационные qq~D3, управления загрузкой Р1 и Р2, сброса Rи считывания выходных _а0НЫХ Е1 и Е2. Операция загрузки происходит синхронно с фронтом так­ого импульса на входе С, если на входах Р1 и Р2 одновременно присутвует сигнал логического 0.

Хранящийся в регистре цифровой код может быть считан с выхо­дов Q0- Q3, если на входы управления считыванием Е1 и Е2 одновре­менно подан сигнал логического 0. Выходными каскадами данной мик­росхемы являются буферные логические элементы с тремя логическими состояниями, Если хотябы на одном из входов присутствует сигнал ло­гической 1, выходы находятся в высокоимпедансном состоянии (Z- состояние) и считывание информации запрещено. Это позволяет под­ключать выходы регистра непосредственно к шине данных микропро­цессорных устройств.

Режимы работы регистра К155ИР15 при различных значениях вход­ных сигналов приведено в табл. 10.1.

3. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА В состав лабораторного стенда входят:

• базовый лабораторный стенд;

• лабораторный модуль dLablOдля исследования работы парал­лельного регистра.

4 . РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ Подготовьте шаблон отчета в редакторе MSWord.

У становите лабораторный модуль dLablOна макетную плату лабораторной станции N1 ELVIS.

Ответы на вопросы:

1. Регистр (цифровая техника) — последовательное или параллельное логическое устройство, используемое для хранения n-разрядных двоичных чисел и выполнения преобразований над ними.

2. Учетные регистры классифицируются: -по назначению и объему информации (объему содержания); -по видам учетных записей; -по внешней форме; -по строению (форме графления); -по материальной основе

3. Пример схемы построенного на триггерах типа D с прямыми динамическими входами, имеющего входы сброса и выходы с третьим состоянием, управляемые сигналом EZ.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА№ 11

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ РЕГИСТРА СДВИГА

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Целью работы является исследование работы регистра сдвига.

IСВЕДЕНИЯ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ Регистр сдвига (shift register) это регистр, содержимое которого при подаче управляющего сигнала на тактовый вход С может сдвигаться в сторону старших или младших разрядов. Схема сдвигающего регистра из цепочки^| JK-триггеров показана на рис. 11.1.

Рис. 11.1. Схема регистра сдвига

Пусть левый по схеме триггер соответствует младшему разряду регистра, а правый триггер - старшему разряду. Тогда вход каждого триггера (кроме левого) подключен к выходу соседнего младшего триг­гера. Когда на все входы С триггеров поступает срез входного тактового импульса, выход каждого триггера Qi принимает состояние предыдуще­го каскада и, таким образом, информация, содержащаяся в регистре, сдвигается на один разряд в сторону старших разрядов. Триггер младше­го разряда принимает при этом состояние последовательного входа D. Информация, поступившая на вход D схемы, появится на ее выходе Q(m-l) через m тактов.

Существенным является то, что схема построена на двухступенчатых триггерах. Если использовать триггеры с потенциальным управлением, то при активном уровне сигнала С все триггеры будут открыты для записи, и сигнал D успеет пройти столько триггеров, сколько позволит длительность сигнала С.

Ч асто требуются более сложные регистры: с параллельной син­хронной записью информации, реверсивные, с параллельно­последовательной записью. Такие регистры называются универсальны­ми. Примером универсального регистра служит интегральная микро­схема К555ИР11, условное графическое обозначение которой показано на рис. 11.2.

Регистр К555ИР11 может работать в следующих режимах (табл.11.1): сброс, хранение данных, сдвиг влево, сдвиг вправо, и парал­лельная загрузка. Микросхема имеет входы: тактовый (С), параллельной загрузки (DO - D3), выбора режима работы (SO и S1), асинхронного сброса (R). Данные также могут поступать в регистр в последовательно»! коде на входы DL (при сдвиге влево) и DR (при сдвиге вправо). Все опе­рации кроме сброса выполняются в регистре синхронно по фронту так­товых импульсов. Внутренний код регистра может быть прочитан на выходах Q0 - Q3.

Примечания: - символ | обозначает фронт тактового сигнала.

Области применения сдвиговых регистров весьма разнообразны. В двоичной арифметике сдвиг числа на один разряд влево соответствует Умножению его на 2, а сдвиг на один разряд вправо - делению пополам. В аппаратуре передачи данных универсальные регистры преобразуют аллельный код в последовательный и обратно. Передача данных по следовательным

кодом по сравнению с параллельной передачей сущест- венно экономит число линий связи, однако при этом увеличивается вре- мя обмена.

Сдвиг вправо

Сдвиг влево

Режим параллельной загрузки

Режим хранения

Ответы на вопросы :

1. Описанный регистр называется регистром сдвига с последовательным приемом информации. 

2. В параллельные регистры запись (считывание) числа осуществляется параллельным кодом, т.е. во все разряды регистра одновременно. Последовательные регистры характеризуются последовательной записью (считыванием) кода числа, начиная с младшего разряда или старшего путем последовательного сдвига кода тактирующими импульсами. 

3.