1.7.2. Построение элементов памяти цифровых устройств.
Рассмотренные схемы работают при наличии входных сигналов, после их снятия исчезает сигнал на выходе, поэтому они могут быть полезны в различных схемах преобразующих двоичные данные, но не решают проблему временного хранения данных.
Для хранения входных, промежуточных и выходных данных необходимы элементы, которые запоминали бы и сохраняли бы двоичный код после снятия напряжения с некоторых участков цепи, т.е. некоторый кратковременный импульс тока переводил бы элемент из одного устойчивого состояния в другое. Такие элементы называются элементами памяти.
Э
лементы
памяти могут быть построены на основе
логических элементов И, ИЛИ, НЕ. Элемент
памяти, который хранит значение одной
булевой переменной называется триггером.
Условное обозначение триггера на схемах
имеет вид:
Рис 1.13. Условное обозначение триггера.
1 и 2 называются входами 3 и 4 выходами. Вход 1 (S) предназначен для записи в триггер единичного значения переменной, вход 2 (R) записывает нулевое значение переменной или обнуляет триггер. На выходах 3 и 4 всегда присутствуют разные значения сигнала, если выходе 3 сигнал равен единицы, то выходе 4 он равен нулю и наоборот. Записать в триггер единицу – значит подать на вход S единицу в этом случае на выходе 3 (единичном ) будет выставлен единичный сигнал. Ноль в триггер записывается подачей единицы на вход R, тогда на единичном выходе (3) будет сигнал нуль.
Триггер служит основой для построения функциональных узлов, способных хранить двоичные коды, осуществлять передачу и запись, а так же выполнять с ними некоторые специальные операции. Такие функциональные узлы называются регистрами.
Регистр
представляет собой набор триггеров,
число которых определяет разрядность
регистра. Разрядность регистра кратна
восьми битам: 8-, 16-, 32-, 64- разрядные
регистры. Кроме этого в состав регистра
входят схемы управления его работой.
На рис. 1.14 приведена схема регистра
хранения. Регистр содержит n
триггеров, образующих n
разрядов. Перед записью
информации регистр обнуляется подачей
единичного сигнала на вход "Сброс".
Запись информации в регистр производится
синхронно подачей единичного сигнала
"Запись". Этот сигнал открывает
входные вентили (схемы "логическое
И") и на тех входах х1…
хn,
где присутствует единичный сигнал,
произойдёт запись единицы. Чтение
информации из регистра так же производится
синхронно, подачей сигнала "Чтение"
на выходные вентили. Обычно регистры
содержат дополнительные схемы, позволяющие
организовать такие операции как сдвиг
информации (регистры сдвига) и подсчёт
поступающих единичных сигналов (регистры
счётчики).