Часть 2. Регистры

Цель работы: изучение способов построения и принципов функционирования параллельных, последовательных и универсальных регистров.

При подготовке к выполнению работы необходимо:

1. Пользуясь справочной литературой, ознакомиться с номенклатурой ИС параллельных, последовательных и универсальных регистров, входящих в серию 155.

2. Выписать для последующего занесения в отчет условно-графические обозначения и таблицы истинности ИС параллельных, последовательных и универсальных регистров из указанной номенклатуры, разобравшись при этом с функциональным назначением и особенностями каждого входа и выхода.

Для выполнения работы необходимо:

1. Установить сменную плату 2 в разъеме на передней панели стенда.

2. Включить питание стенда тумблером на задней панели стенда.

3. Установив технологическую карту 2.5, исследовать работу двухразрядного параллельного регистра. На информационный вход первого триггера информация подается непосредственно с тумблера SA1, а на информационный вход второго триггера - с тумблера SA3 через тумблер SA5, который должен находиться в нижнем положении. Установка перемычки X1 - X2 обязательна. Запись информации происходит по синхроимпульсу, подаваемому кнопкой SB1 через схему подавления дребезга. Результатом исследования является временная диаграмма работы регистра.

4. Установив технологическую карту 2.6, исследовать работу двухразрядного последовательного регистра. Для создания такого регистра информационный вход второго триггера должен быть соединен с выходом первого триггера, это соединение выполняется с помощью тумблера SA5. Который в этом случае должен находиться в верхнем положении. Установка перемычки X1 - X2 обязательна. На информационный вход первого триггера информация подается непосредственно с тумблера SA1. Запись информации происходит по синхроимпульсу, подаваемому кнопкой SB1 через схему подавления дребезга. Результатом исследования является временная диаграмма работы регистра.

5. Выключить питание стенда, заменить плату 2 на плату 3 и включить питание стенда.

6. Установив технологическую карту 3.2, исследовать работу четырехразрядного универсального регистра К155ИР1 в параллельном режиме. Вход V управления режимом работы регистра подключен к тумблеру SA5. Для обеспечения параллельного режима работы необходимо, чтобы V=1, следовательно, тумблер SA5 должен находиться в верхнем положении. Результатом исследования является временная диаграмма работы регистра с обозначением уровней сигналов на всех входах и выходах регистра в каждый момент времени.

7. Установив технологическую карту 3.1, исследовать работу четырехразрядного универсального регистра К155ИР1 в последовательном режиме. Вход V управления режимом работы регистра подключен к тумблеру SA5. Для обеспечения последовательного режима работы необходимо, чтобы V=0, следовательно, тумблер SA5 должен находиться в нижнем положении. Информация записывается в регистр через вход D регистра, на который она подается кнопкой SB2 (0 - кнопка нажата, 1 - кнопка не нажата). Результатом исследования является временная диаграмма работы регистра с обозначением уровней сигналов на всех входах и выходах регистра в каждый момент времени.

8. С этой же картой исследовать работу кольцевого распределителя (кольцевого счетчика). Для этого в регистр следует ввести какую-либо комбинацию, например, 0001, а затем установить на плате внешнюю перемычку X - Y. После этого с подачей каждого тактового импульса кнопкой SB1 единица будет последовательно перемещаться по разрядам регистра, а после достижения последнего разряда вновь переместится в первый (кольцо). Кнопкой SB2 после установки перемычки X - Y ЗАПРЕЩЕНО. Результатом исследования является временная диаграмма работы регистра с обозначением уровней сигналов на всех входах и выходах регистра в каждый момент времени.

9. Установив технологическую карту 3.3, исследовать работу четырехразрядного универсального регистра К155ИР1 в режиме преобразования параллельного кода в последовательный и наоборот. Для этого следует установить регистр в параллельный режим, записать в него параллельно произвольную четырехразрядную кодовую комбинацию, перевести регистр в последовательный режим и , подавая тактовые импульсы кнопкой B1, фиксировать изменение состояний разрядов регистра после подачи каждого тактового импульса. Сопоставить комбинацию, последовательно выдвинутую из четвертого разряда регистра, с комбинацией, которая предварительно была в него параллельно записана. Для исследования возможности преобразования последовательного кода в параллельный необходимо перевести регистр в последовательный режим, через вход D ввести последовательно в регистр произвольную четырехразрядную кодовую комбинацию, которая по завершении ввода может быть параллельно считана с выходов регистра. Результатом исследования являются временные диаграммы работы регистра во всех режимах с обозначением уровней сигналов на всех входах и выходах регистра в каждый момент времени.

Для получения зачета по работе необходимо:

1. Оформить и сдать отчет, содержащий принципиальные схемы и условно-графические обозначения исследованных регистров, таблицы состояний и временные диаграммы их работы. Кроме того, в отчет необходимо включить условно-графические обозначения других ИС регистров серии 155, изученных при подготовке к лабораторной работе.

2. В соответствии с вариантом, заданным преподавателем, выполнить одно из индивидуальных заданий, перечень которых приводится ниже.

Индивидуальные задания к лабораторной работе по теме «Регистры»

1. На синхронных D-триггерах со статическим управлением синтезировать трехразрядный двухтактный регистр сдвига.

2. На синхронных D-триггерах с динамическим управлением синтезировать трехразрядный реверсивный регистр сдвига.

3. На синхронных JK-триггерах с инверсным динамическим управлением синтезировать трехразрядный регистр сдвига.

4. На основе универсального регистра К155ИР1 реализовать четырехразрядный реверсивный регистр.

5. С использованием необходимого количества корпусов микросхем К155ТМ5 построить схему двухтактного четырехразрядного регистра сдвига.

6. С использованием необходимого количества корпусов микросхем К155ТМ8 построить схему восьмиразрядного регистра сдвига.

7. С использованием необходимого количества корпусов микросхем К155ИР13 построить схему 16-разрядного универсального регистра.

8. Изобразить временную диаграмму выходных сигналов триггеров регистра в предложенной схеме (рис. 3.1).

Рис. 3.1

9. С использованием необходимого количества корпусов микросхем К155ИР15 (рис. 3.2) построить принципиальную схему устройства, функциональная схема которого приведена на рис. 3.3.

Рис. 3.2	Рис. 3.3

10. С использованием необходимого количества корпусов микросхем К155ИР1 построить схему 8-разрядного реверсивного регистра сдвига.

11. Изобразить временную диаграмму выходных сигналов триггеров регистра в предложенной схеме (рис. 3.4).

Рис. 3.4

12. С использованием необходимого количества корпусов микросхем К155ИР15 (рис. 3.2) построить принципиальную схему устройства, функциональная схема которого приведена на рис. 3.5.

Рис. 3.5

Методические указания по выполнению задания

Для выполнения индивидуальных заданий к лабораторной работе по теме «Регистры» необходимо изучить и усвоить соответствующие разделы учебного пособия [1, с.113-116]. Кроме того, целесообразно решить соответствующие задачи из учебно-методического пособия для проведения практических занятий [2. рис. 3.1, 3.2, 3.7-3.16].