Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Регистры счетчики их назначение принципы функционирования

Счетчики импульсов и регистры

Счетчики импульсов и регистры — раздел Электроника, Лекция 21 .

Лекция 21

Счетчики импульсов и регистры

Двоичные счетчики

Регистры

Регистрами называют устройства, предназначенные для приема, хранения и преобразования информации. Регистры используются в качестве запоминающих устройств (ОЗУ), также выполняют функции преобразователей кодов, узлов временной задержки.

Регистры по способу записи и считывания информации делятся на: параллельные, последовательные и параллельно-последовательные.

Параллельные регистры

Последовательные регистры

Параллельно-последовательные регистры

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Счетчики импульсов и регистры

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Однофазные параллельные регистры двухтактного действия и однотактного действия. Парафазные параллельные регистры, сдвигающие регистры
На схемах регистры обозначаются буквами RG. В отечественных сериях микросхем регистрам соответствуют буквы ИР. Итак, регистрами называются.. На регистрах могут осуществляться операции преобразования информации из одного.. По этому признаку можно выделить регистры трех типов: параллельные (статические); последовательные (сдвигающие);..

Остановка счетчика, отмотка счетчика
На сайте allrefs.net читайте: «остановка счетчика, отмотка счетчика»

Импульс тела и импульс силы
Выстрелим из пистолета в тележку так, чтобы пуля застряла в песке. В результате тележка покатится по рельсам. Остановим ее и возьмем тяжелую гирю.. Гиря же имела маленькую скорость, но большую массу. Следовательно, количество..

Растущие, волатильные акции, их импульсы
На сайте allrefs.net читайте: «растущие, волатильные акции, их импульсы»

Представление модели, использующее случайные импульсы
На сайте allrefs.net читайте: «представление модели, использующее случайные импульсы»..

Распространение нервных импульсов
От этого тела отходит несколько разветвленных отростков. Большинство таких отростков, называемых дендритами, служат точками контакта для приема.. Один конец этих молекул, отклоняясь, присоединяется к атому-мишени.После этого.. Положительно заряженные ионы натрия проникают внутрь аксона, а ионы калия откачиваются наружу.

Учетные регистры
В учетных регистрах информация, содержащаяся в принятых к бухгалтерскому учету первичных документах, фиксируется, оценивается, накапливается и.. Формы учетных регистров и методика записей в них регламентируется.. Понятие термина «продажа» по своей специфике созвучно термину «реализация» и означает передачу организацией или..

Бифокальный ЭКС (с предсердно-желудочковой последовательностью импульсов)
Если спонтанный интервал RR имеет промежуточную длину между двумя интервалами запирания прибора, то стимулируются лишь предсердия. Если спонтанный.. Орторитмический ЭКС ЭКС берет на себя управление желудочковыми сокращениями.. Управляемая таким способом стимуляция желудочков может подавить импульсы возбуждения, исходящие из эктопического очага..

Орбитальный момент импульса
Резюме.. стационарные состояния частицы в центральном поле характеризуются значениями.. орбитальным азимутальным квантовым числом l..

Матрицы операторов момента импульса
Матрицы операторов момента импульса.. мы хотим найти матрицы спиновых операторов в явном виде для этого решим сначала более общую задачу найдем матрицы..

Диагностическая информация, по значениям разрядов регистра основного состояния и регистра ошибок контроллера исследуемого накопителя.

Диагностическая информация, по значениям разрядов регистра основного состояния и регистра ошибок контроллера исследуемого накопителя.

А что имеется у процессора для управления внешними устройствами: устройствами ввода, вывода, устройствами внешней памяти ?

— Есть всего две команды: IN и OUT («чтение порта» и «запись в порт»).

— Есть аппаратная функция «прерывание» (без которой он в принципе может обойтись).

— Есть еще две команды — INS, OUTS (без которых он в принципе тоже может обойтись).

А что вообще доступно процессору во «внешней среде» ?

— Регистры контроллеров внешних устройств, регистры чипсета и других микросхем.

— Ячейки оперативной памяти (DRAM или ПЗУ BIOS).

Состояние и работоспособность электрической схемы контроллера и накопителя на магнитных дисках можно оценить, получив диагностическую информацию, по значениям разрядов регистра основного состояния и регистра ошибок контроллера исследуемого накопителя. Данные регистры доступны только для чтения, а значения их битов устанавливаются автоматически логикой электрической схемы и отражают состояние контроллера и диска. Назначение разрядов регистров необходимых для определения состояния контроллера жесткого диска (второй диск) приведены в таблице 1.

Бит

Регистр основного состояния

Бит

Регистр уточненного состояния (регистр ошибок)

Ошибка завершения предыдущей команды

Адресный маркер не найден

Ошибка начальной дорожки

Ошибка данных исправлена

Сектор не найден

Читайте так же:
Квитанции для новых счетчиков

Готовность к выполнению команд

Ошибка контрольной суммы данных

Занят выполнением команды

Дефектный блок данных

Правильность функционирования программно-доступных регистров контроллеров можно проверить при помощи профотладчика, например, «AFD». Возможности отладчика «AFD» позволяют создавать программы, контролировать оборудование памяти, контроллеров и внешних устройств. В составе отладчика имеются подпрограммы, запускаемые на выполнение командами отладчика, которые могут быть применены для определения состояния контроллеров внешних устройств и доступности их портов ввода-вывода. Формат таких команд для вызова необходимой подпрограммы содержится в справке отладчика, содержимое которой можно прочитать, воспользовавшись функциональной кнопкой клавиатуры F4. Запись в порт ввода-вывода выполняется по команде отладчика:

Чтение порта ввода-вывода запускается на выполнение командой отладчика:

Пробел между командой и адресом порта не обязателен и используется лишь для удобства наблюдения за форматом команды отладчика. Правильность формата вводимых команд отладчика контролируется, и при ошибке выводится необходимая подсказка. У данного отладчика в наглядной, удобной форме отображается содержимое программно-доступных элементов компьютера — ячеек памяти, ПЗУ, регистров процессора (после каждого изменения их содержимого). Оперативная память отражается в «окнах» экрана монитора (см. рис.1). «Окна» с номерами 1 и 2 показывают по 80 байтов оперативной памяти, адрес байтов, мнемоническое обозначение сегментного регистра в котором задан базовый адрес отображаемого сегмента памяти. Адрес и содержимое байта представляются в шестнадцатеричной системе счисления. Это надо учитывать при использовании десятичных чисел. «Окно» номер 2 дополнительно имеет поле представления содержимого байтов в символьном виде, что облегчает чтение сообщений, содержащихся в программах. «Окно» командной строки отладчика, обозначенное «CMD >», предназначено для набора команд отладчика. «Окно» расположенное под командной строкой отладчика («окно ассемблирования») отображает адреса байтов, содержимое байтов оперативной памяти в шестнадцатеричном виде и в виде команд процессора на языке ассемблера. Это «окно» можно использовать для создания программ на языке ассемблера, предназначенных для проверки и получения дополнительной диагностической информации о состоянии контролируемого устройства. «Окно» обозначенное «Stack» отображает оперативную память, отведенную под стек. Оно показывает четыре ячейки памяти с условным смещением +0,+2,+4,+6. Условное смещение +0 показывает байты вершины стека (адрес вершины стека указывается программным адресом в регистрах процессора SS : SP).

Рис. 1. Информация отладчика AFD на экране монитора после загрузки

В верхней части экрана монитора отображается содержимое регистров процессора. Шестнадцатеричные значения, находящиеся в регистрах CS, DS, ES, SS процессора, являются базовым адресом сегментов оперативной памяти, который выделен операционной системой для загружаемых программ после загрузки отладчика «AFD». Первые 256 байтов (со смещения 000 по 0FF) заняты префиксом программного сегмента (PSP). Они отображаются в «окнах» с номерами 1 и 2 сразу после начальной загрузки программы отладчика «AFD» в оперативную память, как бы предупреждая, что это место занято. Сам отладчик предоставляет пользователям возможность работать в этом сегменте со смещением 100 по отношению к базовому адресу, выделенного операционной системой сегмента оперативной памяти.

Адрес регистра основного состояния контроллера второго жесткого диска (в шестнадцатеричной системе счисления) равен 177. Адрес регистра уточненного состояния (регистра ошибок) равен 171. При помощи программ (отладчика DEBUG или AFD) прочитали содержимое этих регистров. Код байта регистра основного состояния был равен 80 (шестнадцатеричная система счисления). Код байта регистра уточненного состояния был равен 80. Соответствие двоичных разрядов байта читаемых регистров коду шестнадцатеричной системы счисления показано в таблице 2.

Регистры счетчики их назначение принципы функционирования

Основные определения, термины
и понятия по военно-технической подготовке

  • Военно-техническая подготовка
  • Тактитка зенитных ракетных войск
  • Боевое применение зенитного ракетного комплекса

4.2. Основные элементы вычислительной техники

4.2.1. Логический базис И-ИЛИ-НЕ

Нижний уровень в иерархии цифровой аппаратуры занимают логические элементы . Это наименьшие функциональные части, из которых складываются цифровые устройства при их логическом проектировании и конструктивно- технологическом исполнении. Логические элементы реализуют простейшие функции или системы функций в соответствии с формулами алгебры логики (И, ИЛИ, НЕ, и др.).

Базовый элемент

Условное обозначение

4.2.2. Триггеры

Триггеры — это устройства с двумя состояниями. Они предназначены для запоминания двоичной информации. Триггеры широко используются для построения цифровых устройств с памятью, таких как счётчики, последовательные порты или цифровые линии задержки, применяемые в составе цифровых фильтров.

Рис 1. Схема простейшего триггера, построенного на инверторах.

В схеме любого триггера может быть только два состояния — на выходе Q присутствует логическая единица и на выходе Q присутствует логический ноль. Если логическая единица присутствует на выходе Q, то на инверсном выходе триггера будет присутствовать логический ноль, который после очередного инвертирования подтверждает уровень логической единицы на выходе Q. И наоборот, если на выходе триггера Q присутствует логический ноль, то на инверсном выходе будет присутствовать логическая единица.

Читайте так же:
Водоканал требует заменить счетчик
4.2.3. Регистры.

Регистр — устройство, используемое для хранения n-разрядных двоичных данных и выполнения преобразований над ними.

Регистр представляет собой упорядоченный набор триггеров, обычно D-, число n которых соответствует числу разрядов в слове. С каждым регистром обычно связано комбинационное[уточнить] цифровое устройство, с помощью которого обеспечивается выполнение некоторых операций над словами.

Основой построения регистров являются: D-триггеры, RS-триггеры, JK-триггеры.

Операции в регистрах

Типичными являются следующие операции:

  • приём слова в регистр (установка состояния);
  • передача слова из регистра;
  • сдвиг слова влево или вправо на заданное число разрядов в сдвиговых регистрах;
  • преобразование последовательного кода слова в параллельный и обратно;
  • установка регистра в начальное состояние (сброс).

Классификация регистров

Регистры классифицируются по следующим видам:

  • накопительные (регистры памяти, хранения);
  • сдвигающие или сдвиговые.
  • В свою очередь сдвигающие регистры делятся:
  • по способу ввода-вывода информации:
  • параллельные: запись и считывание информации происходит одновременно на все входы и со всех выходов;
  • последовательные: запись и считывание информации происходит в первый триггер, а та информация, которая была в этом триггере, перезаписывается в следующий — то же самое происходит и с остальными триггерами;
  • комбинированные;
  • по направлению передачи информации:
  • однонаправленные;
  • реверсивные.

Типы регистров

Регистры различают по типу ввода (загрузки, приёма) и вывода (выгрузки, выдачи) информации:

  • С последовательным вводом и выводом информации
  • С параллельным вводом и выводом информации
  • С параллельным вводом и последовательным выводом.
  • С последовательным вводом и параллельным выводом.

Использование триггеров с защёлками с тремя состояниями на выходе, увеличенная (по сравнению со стандартными микросхемами серии) нагрузочная способность позволяют использовать (в микропроцессорных системах с магистральной организацией) регистры непосредственно на магистраль в качестве регистров, буферных регистров, регистров ввода-вывода, магистрального передатчика и т. д. без дополнительных схем интерфейса.

Помимо вышеописанных двоичных регистров, регистр может основываться и на иной системе счисления, например троичной или десятичной.

Параллельные регистры

В параллельных (статических) регистрах схемы разрядов не обмениваются данными между собой. Общими для разрядов обычно являются цепи тактирования, сброса/установки, разрешения выхода или приема, то есть цепи управления. Пример схемы статического регистра, построенного на триггерах типа D с прямыми динамическими входами, имеющего входы сброса и выходы с третьим состоянием, управляемые сигналом EZ.

Сдвигающие (последовательные) регистры

Последовательные (сдвигающие) регистры представляют собою цепочку разрядных схем, связанных цепями переноса. Основной режим работы — сдвиг разрядов кода от одного триггера к другому на каждый импульс тактового сигнала. В однотактных регистрах со сдвигом на один разряд вправо слово сдвигается при поступлении тактового сигнала. Вход и выход последовательные (англ. Data Serial Right, DSR).

Согласно требованиям синхронизации в сдвигающих регистрах, не имеющих логических элементов в межразрядных связях, нельзя применять одноступенчатые триггеры, управляемые уровнем, поскольку некоторые триггеры могут за время действия разрешающего уровня синхросигнала переключиться неоднократно, что недопустимо. Появление в межразрядных связях логических элементов, и тем более, логических схем неединичной глубины упрощает выполнение условий работоспособности регистров и расширяет спектр типов триггеров, пригодных для этих схем. Многотактные сдвигающие регистры управляются несколькими синхропоследовательностями. Из их числа наиболее известны двухтактные с основным и дополнительным регистрами, построенными на простых одноступенчатых триггерах, управляемых уровнем. По такту С1 содержимое основного регистра переписывается в дополнительный, а по такту С2 возвращается в основной, но уже в соседние разряды, что соответствует сдвигу слова. По затратам оборудования и быстродействию этот вариант близок к однотактному регистру с двухступенчатыми триггерами.

4.2.4. Счетчики.

Счётчик числа импульсов — устройство, на выходах которого получается двоичный (двоично-десятичный) код, определяемый числом поступивших импульсов. Счётчики могут строиться на двухступенчатых D-триггерах, T-триггерах и JK-триггерах.

Основной параметр счётчика — модуль счёта — максимальное число единичных сигналов, которое может быть сосчитано счётчиком. Счётчики обозначают через СТ (от англ. counter).

по числу устойчивых состояний триггеров:

  • на двоичных триггерах
  • на троичных триггерах
  • на n-ичных триггерах

по модулю счёта:

  • двоично-десятичные (декада)
  • двоичные
  • с произвольным постоянным модулем счёта
  • с переменным модулем счёта

по направлению счёта:

  • суммирующие
  • вычитающие
  • реверсивные
  • Читайте так же:
    Спутник счетчик посещений сайта

    по способу формирования внутренних связей:

    • с последовательным переносом
    • с ускоренным переносом
    • с параллельным ускоренным переносом
    • со сквозным ускоренным переносом
    • с комбинированным переносом
    • кольцевые

    по способу переключения триггера:

    • синхронные
    • асинхронные
    • счетчик Джонсона

    Рис 2. Двухразрядный двоичный асинхронный суммирующий счётчик с последовательной организацией переноса на JK-триггерах. Наклонная черточка на C-входе JK-триггеров указывает, что изменение состояния триггеров происходит по фронту сигнала.

    4.2.5. Сумматоры.

    Сумматор — устройство, преобразующее информационные сигналы (аналоговые или цифровые) в сигнал, эквивалентный сумме этих сигналов.

    Классификация сумматоров

    В зависимости от формы представления информации различают сумматоры аналоговые и цифровые.

    По способу реализации:

    • механические.
    • электромеханические.
    • электронные.
    • пневматические.

    По принципу действия:

    • На счётчиках, считающие количества импульсов входного сигналах.
    • Функциональные, выдающие на выходах значения логической функции суммы по модулю и логической функции разряда переноса: каждый раз вычисляющие функцию разряда суммы по модулю и функцию разряда переноса с таблицами заранее вычисленных значений функции разряда суммы по модулю и значений функции разряда переноса записанных в: ПЗУ, ППЗУ (аппаратные) или ОЗУ (аппаратные и программные).

    По архитектуре:

    • Четвертьсумматоры — бинарные (двухоперандные) сумматоры по модулю без разряда переноса, характеризующиеся наличием двух входов, на которые подаются два одноразрядных числа, и одним выходом, на котором реализуется их арифметическая сумма по модулю.
    • Полусумматоры — бинарные (двухоперандные) сумматоры по модулю с разрядом переноса, характеризующиеся наличием двух входов, на которые подаются одноимённые разряды двух чисел, и двух выходов: на одном реализуется арифметическая сумма по модулю в данном разряде, а на другом — перенос в следующий (старший) разряд.
    • Полные сумматоры — тринарные (трёхоперандные) сумматоры по модулю с разрядом переноса, характеризующиеся наличием трёх входов, на которые подаются одноимённые разряды двух складываемых чисел и перенос из предыдущего (более младшего) разряда, и двумя выходами: на одном реализуется арифметическая сумма по модулю в данном разряде, а на другом — перенос в следующий (более старший разряд). Такие сумматоры изначально ориентированы только на показательные позиционные системы счисления.

    По способу действия :

    • Последовательные (одноразрядные), в которых обработка разрядов чисел ведётся поочерёдно, разряд за разрядом, на одном и том же одноразрядном оборудовании.
    • Параллельнопоследовательные, в которых одновременно параллельно складываются по несколько разрядов, объединённых в группы.
    • Параллельные (многоразрядные), в которых слагаемые складываются одновременно по всем разрядам, и для каждого разряда имеется своё оборудование.

    По способу организации переноса:

    • С последовательным переносом (Ripple-carry adder).
    • С ускоренным групповым переносом (Carry-lookahead adders).
    • Сумматор с условным сложением (Conditional sum adder).
    • С переключением переноса (с выбором переноса) (Carry-select adder).
    • С сохранением переноса (Carry-save adder).
    4.2.6. Шифраторы.

    Шифратор (кодер) —логическое устройство, выполняющее логическую функцию (операцию) — преобразование позиционного n-разрядного кода в m-разрядный двоичный, троичный или k-ичный код.

    Двоичный шифратор выполняет логическую функцию преобразования унитарного n-ичного однозначного кода в двоичный. При подаче сигнала на один из n входов (обязательно на один, не более) на выходе появляется двоичный код номера активного входа.

    Если количество входов настолько велико, что в шифраторе используются все возможные комбинации сигналов на выходе, то такой шифратор называется полным, если не все, то неполным. Число входов и выходов в полном шифраторе связано соотношением:

    n — число входов,

    m — число выходных двоичных разрядов.

    Троичный шифратор выполняет логическую функцию преобразования унарно n-ичного однозначного (одноединичного или однонулевого) кода в троичный. При подаче сигнала («1» в одноединичном коде или «0» в однонулевом коде) на один из n входов на выходе появляется троичный код номера активного входа.

    Число входов и выходов в полном троичном шифраторе связано соотношением:

    n — число входов,

    m — число выходных троичных разрядов.

    Число входов и выходов в полном k-ичном шифраторе связано соотношением:

    n — число входов,

    m — число выходных k-ичных разрядов,

    k — основание системы счисления.

    Приоритетный шифратор отличается от шифратора наличием дополнительной логической схемы выделения активного уровня старшего входа для обеспечения условия работоспособности шифратора (только один уровень на входе активный). Уровни сигналов на остальных входах схемой игнорируются.

    4.2.7. Дешифраторы.

    Дешифратор (декодер) — комбинационная схема, преобразующая n-разрядный двоичный, троичный или k‑ичный код в kn‑ичный одноединичный код, где k — основание системы счисления.

    Одноединичный код — последовательность бит, содержащая только один активный бит/трит; остальные биты/триты последовательности неактивны.

    Читайте так же:
    Монтажный комплект для счетчика бетар

    Активный бит/трит — бит/трит, равный либо единице, либо нулю (зависит от реализации дешифратора).

    Неактивные биты/триты — биты/триты:

    либо равные значению, инверсному (NOT) значению активного бита/трита;

    либо находящиеся в 3-м, высокоимпедансном состоянии.

    Логический сигнал активен на том выходе, порядковый номер которого соответствует двоичному, троичному или k‑ичному коду.

    Двоичный (k=2) дешифратор работает следующим образом:

    на вход дешифратора двоичное слово из n бит. Количество допустимых входных комбинаций из n бит равно 2n;

    на выходе у дешифратора формируется двоичное слово из числа бит, меньшего или равного 2n. В выходном слове всегда имеется один бит, активный бит, равный 1 или 0, остальные биты неактивны. Активность 0 или 1 зависит от конкретной реализации дешифратора. Неактивные биты либо все имеют состояние инверсное к активному биту, либо переводятся в 3-е, высокоимпедансное состояние.

    Дешифраторы являются устройствами, выполняющими двоичные, троичные или k‑ичные логические функции (операции).

    Рис 3. Символическое изображение абстрактного дешифратора.

    Регистры счетчики их назначение принципы функционирования

    Основное назначение регистров — хранение и преобразование многоразрядных двоичных чисел. Регистры наряду со счетчиками и запоминающими устройствами являются наиболее распространенными устройствами цифровой техники. При сравнительной простоте регистры обладают большими функциональными возможностями. Они используются в качестве управляющих и запоминающих устройств, генераторов и преобразователей кодов, счетчиков, делителей частоты, узлов временной задержки [7, 8]. Элементами структуры регистров являются синхронные триггеры D- или JK-типа с динамическим или статическим управлением. Одиночный триггер может запоминать (регистрировать) один разряд (бит) двоичной информации. Такой триггер можно считать одноразрядным регистром. Занесение информации в регистр называют операцией ввода или записи. Выдача информации к внешним устройствам характеризует операцию вывода или считывания. Запись информации в регистр не требует его предварительного обнуления.

    Понятие «весовой коэффициент» к разрядам регистра в отличие от счетчика неприменимо, поскольку весовая зависимость между отдельными разрядами целиком определяется записанной в регистр информацией. По этой причине на условных изображениях регистров нумерация информационных входов и выходов наносится подряд.

    Все регистры в зависимости от функциональных свойств подразделяются на две категории — накопительные (регистры памяти, хранения) и сдвигающие. В свою очередь, сдвигающие регистры делятся по способу ввода и вывода информации на параллельные, последовательные и комбинированные (параллельно-последовательные и последовательно-параллельные), по направлению передачи (сдвига) информации — на однонаправленные и реверсивные.

    Наиболее простыми регистрами являются регистры памяти. Их назначение — хранение двоичной информации небольшого объема в течение короткого промежутка времени. Эти регистры представляют собой набор синхронных триггеров, каждый из которых хранит один разряд двоичного числа. Ввод (запись) и вывод (считывание) информации производится параллельным кодом. Ввод обеспечивается тактовым импульсом, с приходом очередного тактового импульса записанная информация обновляется. Считывание производится в прямом или в обратном коде (в последнем случае с инверсных выходов).

    Регистры хранения представляют собой наборы триггеров с независимыми информационными входами и обычно общим тактовым входом. В таком качестве используются синхронные триггеры, составленные из микросхем, содержащих в одном корпусе несколько самостоятельных триггеров, например К155ТМ8 (74175), К155ТМ9 (74179) и другие, которые можно рассматривать как 4—6-разрядные регистры памяти. Наращивание разрядности регистров памяти достигается добавлением нужного числа триггеров, тактовые входы которых подсоединяют к шине синхронизации.

    Рис. 9.40. Схема включения регистра 74173

    Регистр К155ИР15 (74173) является библиотечным компонентом EWB и может служить примером устройства хранения с тремя выходными состояниями. Схема его включения приведена рис. 9.40. Отметим крайне неудачное расположение выводов регистра 74173 и их несоответствие оригиналу [7, 8]. Как видно из рис. 9.40, К155ИР15 — четырехразрядный регистр. Он имеет выходы 1Q. 4Q с третьим Z-состоянием (при сигнале 1 на выводах G2, G1), а его входы 1D. 4D снабжены логическими элементами разрешения записи путем подачи логического 0 на входы М, N (в EWB ошибочно показаны прямыми). Используется регистр как четырехразрядный источник кода, способный обслуживать непосредственно шину данных цифровой системы.

    Загрузка информации в регистр производится синхронно с положительным перепадом тактового импульса, если на входах М, N присутствуют напряжения низ кого уровня. Если на одном из этих входов напряжение высокого уровня, после прихода положительного тактового перепада в регистре должны остаться прежние данные. Вход сброса CLR имеет высокий активный уровень. Если на входы G2, G1 подано напряжение активного низкого уровня, данные, содержащиеся в регистре, отображаются на выходах 1Q. 4Q, присутствие хотя бы одного напряжения высокого уровня на входах разрешения G2 и G1 вызывает Z-состояние (размыкание) для выходных линий. При этом данные из регистров шину данных систем не проходят, выходы регистра не влияют на работу других аналогичных выходов, присоединенных к проводникам шины. На работу входов сброса CLR и тактового С смена уровней на входах разрешения влияния не оказывает.

    Читайте так же:
    Где находиться номер счетчика меркурий

    Регистр К155ИР15 потребляет ток 72 мА и имеет тактовую частоту до 25 МГц; вариант 74LS173 потребляет ток 30 мА, его тактовая частота 30 МГц. Режимы работы генератора в схеме на рис. 9.40 и некоторые кодовые комбинации показаны на рис. 9.41.

    Вторым наиболее распространенным классом регистров являются регистры сдвига, которые отличаются большим разнообразием как в функциональном отношении, так и в отношении схемных решений и характеристик. Регистры сдвига, помимо операции хранения, осуществляют преобразование последовательного двоичного кода в параллельный, а параллельного — в последовательный, выполняют арифметические и логические операции, служат в качестве элементов временной задержки. Своим названием они обязаны характерной для этих устройств операции сдвига. С приходом каждого тактового импульса происходит перезапись (сдвиг) содержимого триггера каждого разряда в соседний разряд без изменения порядка следования единиц и нулей. При сдвиге информации вправо после каждого тактового импульса бит из более старшего разряда сдвигается в младший, а при сдвиге влево — наоборот.

    На отечественных схемах символом регистра служат буквы RG. Для регистров сдвига указывается также направление сдвига: > — вправо; — реверсивный (двунаправленный).

    Работу регистра сдвига рассмотрим на примере библиотечного регистра 74195 (К155ИР12), схема включения которого показана на рис. 9.42. ИМС 74195 — быстродействующий регистр для выполнения операций сдвига, счета, накопления и взаимного параллельно-последовательного преобразования цифровых слов. Через вход LD/SH загружаются параллельные данные и производится их сдвиг вправо. Если на этом входе присутствует напряжение высокого уровня, через входы первого триггера J и К в регистр вводятся последовательные данные. Вход J имеет высокий актив ный уровень, вход К — низкий; если эти входы соединить, получим простой D-вход. Данные сдвигаются в направлении от QA к QB, QC, а затем к QD после каждого положительного перепада на тактовом входе CLK.

    Если на входе LD/SH присутствует напряжение низкого (активного) уровня, все четыре триггера регистра запускаются одним тактовым перепадом (от низкого уровня к высокому). Тогда данные от параллельных входов A. D передаются на соответствующие выходы QA. QD. Сдвиг данных влево обеспечивается в схеме, где каждый выход Qn соединен внешней перемычкой со входом Dni, т.е. схема включения на рис. 9.42 соответствует только режиму приема и хранения данных.

    Схема включения ИМС в режиме сдвига показана на рис. 9.43, режимы работы генератора слова — на рис. 9.44. Для режима сдвига напряжение на входе LD/SH надо зафиксировать на высоком уровне. Из-за того, что все операции в регистре ИР12 строго синхронны и запускается он фронтом импульса, логические уровни на входах J, К, Dn, LD/SH можно произвольно изменять до прихода фронта запуска. Низким уровнем на входе CLR всем выходным сигналам присваивается низкий уровень.

    Напряжение низкого уровня на входе CLR означает также запрет на действие тактового импульса CLK, для правильного сброса данных надо выбрать момент, когда на входе CLK присутствует напряжение низкого уровня.

    Контрольные вопросы и задания

    1. Что такое регистр, какие функции он может выполнять?

    2. Назовите типы регистров и их возможные применения.

    3. Проведите моделирование регистра 74133 по схеме на рис. 9.40. При моделировании необходимо выбрать с помощью генератора слова двоичные комбинации, которые позволяют проверить все режимы его работы. Целесообразно также составить так называемую таблицу состояния, напоминающую таблицу истинности [7, 8].

    4. Проведите моделирование регистра 74195 в режиме приема данных (рис. 9.42).

    5. Для приведенной на рис. 9.43 схемы исследуйте следующие режимы сдвига [7]:

    1 — сдвиг и установка по первому каскаду (JK=11); 2 — сдвиг и сброс по первому каскаду (JK=00); 3 — сдвиг и переключение первого каскада (JK=10); 4 — сдвиг и хранение в первом каскаде (JK=01). При этом, как указывалось выше, CLR=1, LD/SH=1, состояние входа А безразлично.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector