Регістри - радіоелектроніка - реферат

1. Загальні положення

Регістром називається послідовних функціональний пристрій, призначений для зберігання двійковій комбінації заданий час. Регістри можна побудувати на базі RS, JK і Dтріггеров. Найбільш зручно будувати регістри на базі D-тригер, тому що вони мають один інформаційний вхід. Число розрядів регістра дорівнює числу використовуваних тригерів тому один тригер зберігає один розряд двійковій комбінації. Одиночний тригер можна розглядати як однорозрядних регістр пам'яті.

Регістри за способом запису і зчитування інформації діляться на паралельні (пам'яті) і послідовні (зсувні).

Регістри насамперед використовуються для зберігання інформації. Але на базі регістрів також можна побудувати різні пристрої.

На регістрах зсуву найбільш просто реалізувати перетворювач послідовного коду в паралельний і навпаки. Їх застосовують в пристроях апаратного множення і ділення двійкових чисел, в які кодують пристроях для синтезу завадостійких кодів, які можуть виявляти і виправляти помилки і т.д.

Регістри зсуву можна використовувати також для побудови лічильників, які носять загально назву кільцеві. Часто їх ще називають по імені використовуваного коду.

2 Паралельні регістри

Паралельним (пам'яті) регістром називається послідовних функціональний пристрій, що складається з набору синхронних тригерів з незалежними інформаційними виходами і загальним синхронизирующим входом і призначене для зберігання двійковій комбінації. Число інформаційних входів і виходів (розрядів) дорівнює числу використовуваних тригерів.

Для створення регістрів пам'яті в інтегральному виконанні використовуються D - тригери статичних і динамічних і називають їх відповідно статичними і динамічними регістрами. Схема трехразрядного динамічного регістра пам'яті, побудованого з динамічних D - тригерів показана на малюнку 1.

Даний регістр працює наступним чином. При появі на синхронизирующем вході C перепаду з 0 на 1 інформація, що знаходиться на виходах D2. D0 записується в тригери і зберігається там до появи наступного перепаду з 0 на 1 на вході C. Запис інформації в регістр пам'яті, побудований з статистичних D - тригерів здійснюється так само, як і в одиночний статичний.

Малюнок 1 Паралельний регістр

Запис і зчитування інформації відбувається за один такт.

У деяких регістрах пам'яті передбачена можливість високоомного стану виходів і установка виходів в нуль (скидання).

Регістри пам'яті застосовують для проміжного короткочасного зберігання даних і для організації паралельного введення-виведення в інформаційно-вимірювальних і обчислювальних пристроях.

Прикладом паралельного регістра в інтегральному виконанні може служити регістр 1533ІР37, УДО якого показано на малюнку 2.

Малюнок 2 Паралельний регістр 1533ІР37

Він являє собою восьмизарядний буферний регістр. Регістр побудований на динамічних D-тригерах, перемикання проводиться позитивним фронтом тактового імпульсу. Регістр має вісім входів даних D0 - D7 і вісім виходів Q0 - Q7. Коли на спеціальний вхід подається низький рівень, то після надходження позитивного перепаду на тактовий вхід З вхідна інформація з'являється на виходах Q. Якщо на встановлений високий рівень, то вихідні буферні каскади переводяться в високоімпедансное стан (стан Z). При низькому рівні тактового сигналу З тригери регістра знаходяться в режимі зберігання інформації, зафіксованої при проходженні попереднього позитивного фронту імпульсу С.

3 Зсувні регістр

Регістром зсуву називається послідовних функціональний пристрій, що складається із сполучених послідовно синхронних тригерів із загальним синхронизирующим входом, і в цьому пристрої відбувається зсув записаної в нього двійковій комбінації на один розряд при появі активного перепаду сигналу на синхронизирующем вході. Розрядність регістра дорівнює числу використовуваних тригерів.

Регістри зсуву в інтегральному виконанні створюються, в основному, з динамічних D - тригерів і можуть зрушувати записану в них інформацію в сторону старших розрядів (вправо), або в обидві сторони. В останньому випадку вони називаються реверсівнимі.У будь-якого регістра зсуву обов'язково є вхід послідовного введення інформації. У реверсивних регістрів таких входів два: один для введення інформації при зсуві вправо, інший - для введення при зсуві вліво. Можливість послідовного виведення інформації так само існує у будь-якого регістра зсуву. Для цього у нього є спеціальний вихід послідовного виведення, а якщо передбачений паралельний висновок інформації, то в якості виходу для послідовного виведення використовується вихід останнього (старшого) розряду регістра.

Схема трехразрядного регістразсуву з послідовним введенням, паралельним виведенням і зрушенням інформації в сторону старших розрядів (вправо), побудована з D - тригерів показана на малюнку 3.

Малюнок 3 Регістр зсуву

Роботу схеми зручніше пояснювати з допомогою тимчасової діаграми, показаної на малюнку 4. При появі активного перепаду імпульсу на синхронизирующем вході C (в даному випадку це перепад з 0 на 1) інформація, що знаходиться в цей момент на вході кожного тригера переписується на його вихід. Стрілки на малюнку 4 показують, яка саме інформація (0 або 1) переписується.

Згідно зі схемою, вхідний інформацією кожного тригера є сигнал з виходу попереднього тригера. Вхід першоготригера є входом послідовного введення DS.

Малюнок 4 Тимчасова діаграма Малюнок 5 Таблиця переходів

Вихід першоготригера вважається молодшим розрядом, а вихід останнього тригера - старшим розрядом регістра.

Нехай перед початком роботи на виходах всіх тригерів і на вході DS знаходяться нулі, тобто в регістрі записана комбінація 000. У момент на входах кожного тригера знаходився нуль, тому він і перепише на виходи всіх тригерів. Комбінація в регістрі після - 000. У момент (коли але вході С з'явився перепад з 0 на 1) на вході DS перебувала одиниця, а на виходах інших тригерів нулі, тому в перший тригер запишеться одиниця, а в другій і третій нулі. Комбінація в регістрі після - 001. У момент на вході DS і на вході третього тригера перебували нулі, а на вході другого -одиниці, тому в перший і третій тригер запишуться нулі, а в другій - одиниця. Комбінація в регістрі після - 010 і т.д. Інформацію на вході DS необхідно встановити до появи активного перепаду на вході C.

Роботу регістра зсуву можна пояснити і за допомогою таблиці станів (функцій переходу), наведеної на малюнку 5. Кожен рядок таблиці відповідає стану виходів регістра до появи активного перепаду (стовпці.) І після його появи (стовпці.). У стовпці DS позначений рівень сигналу на вході DS перед самим появою активного перепаду, а в стовпці - номер імпульсу, який викликав стан. .

Тимчасова діаграма і таблиця стану наочно демонструє рух інформації в регістрі зсуву.

Для розширення функціональних можливостей у регістразсуву може передбачатися паралельний введення інформації, перемикання в високоомне стан виходів, установка в нульове стан і ін.

Регістр зсуву можна використовувати і як регістр пам'яті. Тільки в цьому випадку для введення інформації через послідовний вхід потрібно число тактів рівне розрядності регістру, а не один, як у регістрів пам'яті.

Малюнок 6 Універсальний регістр К155ІР13

Інформація про рефераті «Регістри»