Регистры.

Операционный элемент, состоящий из триггеров и предназначенный для приема и хранения чисел в двоичном коде, называется регистром.

С помощью некоторых видов регистров можно выполнять следую­щие элементарные операции: установку, сдвиг, преобразование.

Основными типами регистров являются:

1) параллельные;

2) последовательные (сдвигающие).

 

1. Параллельный регистр.

В параллельном регистре на тактируемых D-триггерах код запоминаемого числа подается на информационные входы всех триггеров и записывается в ре­гистр с приходом тактового им­пульса. Выходная информация из­меняется с подачей нового слова и приходом следующего импульса записи. Такие регистры используют в ОЗУ. Число триггеров в них равно максимальной разрядности хранимых слов.

 

ИМС К155ТМ7 (в теме D-триггеры) К561ТМЗ можно использовать в качестве параллельных четырехразрядных регистров. Путем простого объединения входов с не­скольких микросхем можно получить парал­лельный регистр на 8 и более разрядов.

 

2. Последовательный регистр на D-триггерах.

 

Рассмотрим работу реверсивного сдвигающего регистра. Такие ре­гистры могут быть построены на D, RS и JK - триггерах, причем один триггер служит для хранения одного разряда числа. Кроме хранения в таком регистре может быть осуществлен сдвиг хранимого числа как вправо, так и влево по цепочке триггеров, В этом случае регистр называ­ется реверсивным. Сдвиг информации необходим при преобразовании по­следовательного кода чисел в параллельный, т.е. при записи в регистр многоразрядного числа, которое поразрядно вводится на первый триггер регистра. Сдвиг информации в регистре нужен таксисе для нормализации

 

Перед записью числа регистр устанавливается в «0» (Q0=Q1=Q2=0) подачей «0» на шину уст. «0», которая соединена с инверсными устано­вочными входами триггеров D3, D6, D9. При записи числа в регистр в параллельном коде информация одновременно подается на входы а, b, c элементов D2, D5, D8. По единичному сигналу на шине «Разрешение за­писи» элементы И-НЕ пропускают информацию на триггеры. В зависи­мости от информации на входах а, b, с на выходах Q2, Ql, Q0 устанав­ливаются «0» или «1». Выходные сигналы триггеров будут сохраняться до тех пор, пока снова не будет подан сигнал уст. «0». Записанный в регистре код можно сдвинуть вправо на один разряд, если подать управляющий сигнал на шину «Сдвиг вправо», а на шину, связанную с син­хронизирующими входами триггеров подать тактирующий (синхро) им­пульс.

Если до подачи импульса, например, в регистре был код Q2=1, Ql=0, Q0=0, то после подачи импульса в регистре образуется код Q2=0, Q1=1, Q0=0. При сдвиге кода вправо, в каждый триггер запишется информация от левого триггера. При подаче управляющего сигнала на шину «Сдвиг влево» в каждый триггер через элемент И-ИЛИ-НЕ запишется инфор­мация из правого триггера.

Сдвиг информации позволяет записать многоразрядное число, путем поочередной подачи каждого разряда начиная с младшего, на шину «Вход» элемент с D1. Под действием трех тактирующих импульсов код младшего разряда пройдет последовательно от триггера D3 к триггеру D9. Запи­санное в регистре число можно считать на прямом выходе триггера D9, на­чиная с младшего разряда, если подать управляющий сигнал на шину «Сдвиг вправо» и подать серию тактирующих импульсов.

Если при считывании числа из регистра необходимо сохранять его (число) в нем, то надо инверсный выход триггера D9 соединить с шиной «Вход» элемента D1. Тогда при каждом тактирующем импульсе код каждого разряда будет поступать не только на выход регистра, но и на вход старшего разряда для перезаписи. В результате получится кольцевой регистр, в котором информация будет перемещаться по кольцу из триггеров.

Из-за большого числа элементарных операций, которые могут выполнять регистры, они стали одними из наиболее распространенных операционных элементов, например, и в ТТЛ(К155), и в КМДП(К561) сериях цифровых микросхем имеется более 10 регистров с различными функциональными возможностями.

Работу регистра на универсальных JК-триггерах рассмотреть самостоятельно стр. 199-200 «Основы промышленной электроники» под ред. Герасимова В. Г. за 1986 г.