21. Регистры

Регистр – это линейка из нескольких триггеров, в которой в отличие от счетчиков-делителей нет внутренних запрещающих обратных связей. Регистры применяются для накопления и сдвига данных. Регистры, снабженные внешними перемычками, можно использовать как делители частоты.

В простейшем регистре триггеры соединены последовательно: выходы Q и Q_ предыдущего триггера передают бит данных на входы R и S последующего. Все тактовые входы С триггеров соединены параллельно. При таком включении единица, записанная в виде напряжений низкого и высокого уровней по входам R и S первого триггера, после подачи одного тактового импульса перейдет во второй триггер, затем во время следующего тактового импульса она попадет в третий триггер и так проследует далее, до конца регистра.

Регистры, как реверсивные счетчики, могут быть двунаправленными: загруженное слово можно сдвигать по линейке триггеров как вправо, так и влево. Для включения режимов сдвига влево или вправо служит специальный вход команды.

Устройство, называемое регистром, служит в основном для хранения чисел в двоичном коде при выполнении над ними различных арифметических и логических операций. С помощью регистров выполняются такие действия над числами, как передача их из одного устройства в другое, арифметический и логический сдвиг в сторону младших или старших разрядов, преобразование кода из последовательного в параллельный и наоборот и т.д. Функциональная схема и условно - графическое обозначение регистра параллельного типа, собранного на универсальных D-триггерах, приведена на рис.

22. Применение триггеров: Счетчики

Цифровым счетчиком импульсов называют последовательностный цифровой узел, который осуществляет счет поступающих на его вход импульсов. Результат счета формируется счетчиком в заданном кoдe и может храниться требуемое время.

Счетчики строят на Т-триггерах и ТV-триггерах с применением при необходимости логических элементов в цепях межразрядных связей. Количество триггеров N должно быть таким, чтобы множество внутренних состояний счетчика 2^N было не меньше максимального числа импульсов, которое должно быть зафиксировано. С приходом очередного счетного импульса изменяется состояние счетчика, которое в заданном коде отображает результат счета.

Считывание результата параллельным N-разрядным кодом может быть произведено после каждого счетного импульса. Если количество счетных импульсов не ограничивать, то счетчик будет работать в режиме деления их числа на коэффициент (модуль) счета Ксч равный 2^N. Через каждые 2^N импульсов он будет возвращаться в начальное состояние и снова считать импульсы. Эта операция называется делением, а счетчики, ее осуществляющие, делителями.

Если необходимый коэффициент счета не равен 2^N применяют различные способы сокращения числа внутренних состояний счетчика. Для построения счетчика могут применять не только триггеры со счетным входом, но и D-триггеры, и JК-триггеры двухступенчатой структуры или с динамическим управлением.

Счетчики можно классифицировать по ряду признаков. По направлению счета их делят на суммирующие (с прямым счетом), вычитающие

(с обратным счетом) и реверсивные. В суммирующих счетчиках с приходом очередного счетного импульса результат увеличивается на единицу, в вычитающих – уменьшается на единицу. Реверсивными называются счетчики, которые могут работать как в режиме суммирующего счетчика, так и в режиме вычитающего счетчика.

По способу организации переноса различают счетчики с последовательным, параллельным и комбинированным (параллельно-последовательным) переносом.

Конструктивно цифровые счетчики могут быть выполнены в виде совокупности интегральных микросхем-триггepов определенным образом соединенных, и в виде одной микросхемы повышенного уровня интеграции, содержащей сформированную на единой подложке.

Счетчиками называют устройства, ведущие счет числа импульсов.

Счетчики применяют не только для счета, но и для выполнения иных операций, которые можно свести к счету импульсов, а именно: преобразование количества импульсов в определенный код, деление частоты, суммирование или вычитание количества сигналов, распределение сигналов и т.д.

В зависимости от направления счета различают суммирующие, вычитающие и реверсивные счетчики.

В суммирующем счетчике каждый счетный сигнал увеличивает число, записанное в счетчик на единицу (прямой счет), в вычитающем каждый счетный сигнал уменьшает содержимое счетчика на единицу (обратный счет). Реверсивный счетчик – может выполнять как прямой, так и обратный счет.