Паралельні і послідовні регістри, homeelectronics
Всім доброго часу доби! У минулому пості я писав про тригери, а сьогодні практично продовження цієї теми - регістри. Чому продовження? Тому що регістри (англ. Register) представляють собою кілька тригерів з'єднаних між собою різними способами.
Взагалі регістрів буває два основних види:
- паралельний регістр;
- послідовний регістр або регістр зсуву.
У позначеннях мікросхем для регістрів виділено суфікс ІР, наприклад, К555ІР9, К555ІР27, К1533ІР35.
паралельний регістр
Схема з'єднання тригерів в паралельному регістрі
В даному типі регістрів тригери з'єднані паралельно, тобто кожен внутрішній тригер має свій вхід D і свій вихід Q, що не залежать від інших тригерів, а також вхід С, який називається тактовим входом і для всіх вхідних в регістр тригерів він є загальним. Паралельні регістри бувають двох типів:
- тактовані регістри. які спрацьовують по фронту сигналу управління (вхід С);
- стробовані регістри. які спрацьовують за рівнем вхідного сигналу (вхід С);
Найбільшого поширення набули тактовані паралельні регістри.
Регістри, що спрацьовують по фронту сигналу
Дані типи регістрів практично нічим не відрізняються від D тригерів. Нагадаю, що на виході Q встановлюється такий рівень напруги, який був на вході D, в момент позитивного фронту тактового сигналу на вході С. Так як регістр складається з декількох D тригерів, то і кількість (4,6,8,16) запам'ятовуються сигналів (біт) у регістра більше.
Паралельні регістри, що спрацьовують по фронту імпульсу.
Більшість регістрів восьмібітних і в основному розрізняються відсутністю або наявністю інверсії сигналу на виході, входом скидання (R). входом дозволу записи (WE). типом виходів (2C або 3C) і входом EZ. Таблиці істинності тактіруемих регістрів практично не відрізняються від таблиці істинності D тригерів і мають такий вигляд
Таблиця істинності регістра з входом дозволу записи WE
Дані типи регістрів застосовуються в схемах, де необхідно запам'ятати на якийсь час вхідний сигнал, а весь інший час транслювати на вихід схеми вхідний сигнал. Даний функціонал дуже часто необхідний, наприклад, при побудові пристроїв сполучення з портами персонального комп'ютера. Стробіруемий регістр продовжує на деякий час вхідний код, а решту часу працює як буфер або повторювач.
Регістр зсуву (послідовний регістр)
Регістр зсуву або зсувний регістр (англ. Shift Register), являє собою схему, в якій внутрішні тригери з'єднані послідовно. Схема роботи зсувного регістру полягає в наступному: по імпульсу тактового сигналу відбувається зсув на один розряд цифрового коду, який записаний на вхідному виводі. У звичайних зсувних регістрів, зсув відбувається від молодших розрядів до старших, але є також і реверсивні зсувні регістри. у яких зрушення йде, навпаки, від старших розрядів до молодших.
Схема зсувного регістру від молодших розрядів до старших.
Більшість регістрів зсуву мають вісім розрядів, розрізняються режимами роботи, режимами запису, читання і зсуву, а також типом вихідного каскаду.
Розглянемо деякі типи зсувних регістрів. Перший з них це мікросхема типу К555ІР8, яка представляє собою звичайний регістр зсуву від молодшого розряду до старшого. Вона має два інформаційних входи об'єднані за схемою 2 І, вхід скидання R, по негативному імпульсу якого всі виходи даного регістра встановлюються в нуль. Зрушення розрядів відбувається по фронту імпульсу надходить на тактовий вхід регістра С.
Другий тип зсувного регістру - це мікросхема К555ІР9, як видно по зображенню даної мікросхеми вона виконує дії зворотні мікросхемі К555ІР8, тобто якщо ІР8 з послідовного коду перетворює в паралельний. то ІР9 перетворює вхідний паралельний код в вихідний послідовний код. Мікросхема К555ІР9 реалізує наступний режим роботи: при низькому логічному рівні на вході дозволу записи WR відбувається запис вхідного коду. Для здійснення зсуву необхідно перевести вхід WR в високий логічний рівень і на один з тактових входів С, об'єднаних по 2ИЛИ, подавати тактові імпульси. Додатковий інформаційний вхід DR. дозволяє з нього записати інформацію в молодший розряд регістра зсуву.
І нарешті, ще один тип зсувного регістру, яким є мікросхема К555ІР13. Вона є як би об'єднанням двох попередніх регістрів зсуву. По-перше, дана мікросхема має вісім паралельних входів і вісім паралельних виходів. причому зсув може здійснюватися як в сторону збільшення розрядів (вхід SR), так і в бік зменшення розрядів (вхід SL) по фронту сигналу на вході С. За допомогою інформаційних входів DR і DL є можливість записати сигнал як в молодший розряд так і в старший розряд. К555ІР13 є реверсивним регістром. Зрушення бітів від молодшого розряду до старшого здійснюється по фронту сигналу на вході С при низькому рівні на і високому на SR входах, а у зворотний бік зрушення йде при одиниці на вході SL і нулі на вході SR. У разі ж одиничного рівня сигналу на входах SL і SR одночасно, даний регістр перетворюється в повторювач сигналу, тобто інформація з входів мікросхеми переноситься на її виходи.
Головна сфера використання всіх регістрів зсуву є перетворення послідовного коду в паралельний код або з паралельного в послідовний, така необхідність часто виникає, коли необхідно передати інформацію на значні відстані, а вся обробка відбувається паралельним кодом в мікропроцесорних системах. Як відомо швидше за все обробляється інформація в паралельному вигляді, а передавати на відстані найкраще в послідовному коді.
Теорія це добре, але теорія без практики - це просто струс повітря. Перейшовши за посиланням все це можна зробити своїми руками