Параллельный сдвиговый регистр как работает

Параллельный регистр

Параллельный регистр служит для запоминания многоразрядного двоичного (или недвоичного) слова. Количество триггеров, входящее в состав параллельного регистра определяет его разрядность.

Схема четырехразрядного параллельного регистра

В условно-графическом обозначении возле каждого входа D указывается степень двоичного разряда, который должен быть запомнен в этом разряде. Точно таким же образом обозначаются и выходы регистра. То, что микросхема является регистром, указывается в центральном поле условно-графического обозначения символами RG.

В приведённом на рисунке условно-графическом обозначении параллельного регистра инверсные выходы триггеров не показаны. В промышленно выпускающихся микросхемах параллельных регистров инверсные выходы триггеров часто не выводятся наружу для экономии количества выводов корпуса.

Условно-графическое обозначение параллельного регистра

При записи информации в параллельный регистр все биты (двоичные разряды) должны быть записаны одновременно. Поэтому все тактовые входы триггеров, входящих в состав регистра, объединяются параллельно. Для уменьшения входного тока вывода синхронизации C на этом входе в качестве усилителя часто ставится инвертор.

Следует помнить, что назначение разрядов является условным. Если по каким либо причинам (например, с точки зрения разводки печатной платы) удобно изменить нумерацию разрядов, то это можно свободно сделать. При перенумерации входов регистров нужно не забывать, точно таким же образом, изменить номера выходов.

Для реализации параллельного регистра можно использовать как триггеры с статическим, так и с динамическим входом синхронизации.

При использовании регистров со статическим входом тактирования следует соблюдать осторожность, так как при единичном потенциале на входе синхронизации C. сигналы с входов регистра будут свободно проходить на его выходы.

Промышленностью выпускаются четырёхразрядные и восьмиразрядные микросхемы параллельных регистров. Для построения восьмиразрядных микросхем обычно используются регистры со статическим входом синхронизации.

Последовательный регистр

Кроме параллельного соединения триггеров для построения регистров используются последовательное соединение этих элементов.

Последовательный регистр (регистр сдвига или сдвиговый регистр) обычно служит для преобразования последовательного кода в параллельный и наоборот. Применение последовательного кода связано с необходимостью передачи большого количества двоичной информации по ограниченному количеству соединительных линий. При параллельной передаче разрядов требуется большое количество соединительных проводников. Если двоичные разряды последовательно бит за битом передавать по одному проводнику, то можно значительно сократить размеры соединительных линий на плате (и размеры корпусов микросхем).

Принципиальная схема последовательного (сдвигового) регистра, собранного на основе D триггеров и позволяющего осуществить преобразование последовательного кода в параллельный, приведена на рисунке 1. Обратите внимание, что если для параллельных регистров подходили как триггеры работающие по потенциалу (триггеры-защелки), так и триггеры, работающие по фронту, то для реализации последовательного (сдвигового) регистра подходят только D триггеры, работающие по фронту!

Рисунок 1. Схема последовательного (сдвигового) регистра

Внутри сдвигового регистра триггеры соединены последовательно, то есть выход первого соединён с входом второго и т.д.

Рисунок 2. Условно-графическое обозначение последовательного (сдвигового) регистра

Входы синхронизации в последовательных (сдвиговых) регистрах, как и в параллельных регистрах, объединяются. Это обеспечивает одновременность смены состояния всех триггеров, входящих в состав последовательного (сдвигового) регистра.

Преобразование последовательного кода в параллельный в последовательном (сдвиговом) регистре производится следующим образом. Отдельные биты двоичной информации последовательно подаются на вход сдвигового регистра D0. Каждый бит сопровождается отдельным тактовым импульсом синхронизации, который поступает на вход синхронизации последовательного регистра C.

После поступления первого тактового импульса логический уровень, присутствующий на входе D0, запоминается в первом триггере последовательного (сдвигового) регистра и поступает на его выход, а так как он соединён с входом второго триггера, то и на его вход. Если бы последовательный (сдвиговый) регистр был собран на D триггерах, работающих по потенциалу, то этот бит тут же записался во второй D триггер! В нашем случае этого не происходит, так как к этому моменту фронт на входе синхронизации C уже закончился.

После поступления второго тактового импульса логический уровень, присутствующий на входе второго триггера последовательного (сдвигового) регистра, запоминается в нем и поступает на его выход, а так как он соединён с входом третьего триггера, то и на его вход. Одновременно следующий бит входного последовательного кода запоминается в первом триггере последовательного (сдвигового) регистра.

После поступления четвертого тактового импульса в триггерах последовательного (сдвигового) регистра будут записаны логические уровни бит, которые последовательно присутствовали на его входе D0. Теперь этими битами можно воспользоваться, например, для отображения на индикаторах.

Пусть на вход последовательного (сдвигового) регистра поступает сигнал, временная диаграмма которого изображена на рисунке 3, тогда состояние выходов этого регистра будет последовательно принимать значения, записанные в таблице 1.

Рисунок 3. Временная диаграмма работы сдвигового регистра

На рисунке 3 вместе с логическими уровнями записываются значения бит, которые передаются по соединительной линии или присутствуют на выходах сдвигового регистра.

Что такое регистр?

Регистр это устройство, выполненное на триггерах для выполнения ряда действий с двоичными числами. Для тех, кто не знает, что такое триггер, рекомендуем познакомиться с простейшим RS-триггером.

Наиболее простая функция регистров — это запоминание числа и его длительное хранение. Эти устройства так и называются – регистры хранения. Вот простейший пример.

На входы D0 – D2 подаётся число, которое необходимо сохранить. Как только на входе С появляется импульс синхронизации, число записывается в триггер, изменяя их состояние. На рисунке показан трёхразрядный регистр хранения. При подаче на входы числа 111₂ оно же появится на прямых выходах триггеров (Q0 — Q2). На инверсных выходах (Q0 — Q2) будет, естественно 000₂. Сигналом R (Reset) или сброс, триггеры устанавливаются в нулевое состояние.

Обычно используются регистры, состоящие из 4, 8, или 16 триггеров. Изображение четырёхразрядного регистра на принципиальных схемах может быть таким.

На рисунке не показаны инверсные выхода триггеров и сигнал R. Регистры всегда обозначаются латинскими буквами RG. Если регистр сдвигающий, то под обозначением рисуется стрелка направленная влево, вправо или двойная.

Сдвигающие регистры или регистры сдвига.

Регистр сдвига это устройство, состоящее из нескольких последовательно соединённых триггеров, число которых определяет разрядность регистра. Регистры широко используются в вычислительной технике для преобразования кодов. Параллельного в последовательный и наоборот.

Кроме того сдвигающие регистры являются основой (АЛУ) арифметико-логического устройства, так как при сдвиге записанного в регистр двоичного числа на один разряд влево производится умножение числа на два, а при сдвиге числа на один разряд вправо число делится на два. Поэтому наибольшее распространение получили реверсивные или двунаправленные регистры.

Рассмотрим четырёхразрядный регистр сдвига, преобразующий последовательный двоичный код в параллельный. Применение последовательного кода оправдано тем, что по одной линии можно передавать огромные массивы информации. Таким примером может служить универсальная последовательная шина — USB порт любого устройства. Число триггеров в данном регистре может быть любым. Достаточно соединить прямой выход Q3 с D входом следующего триггера и так далее до достижения необходимой разрядности.

Регистр работает следующим образом. Первый информационный бит поступает на вход D0. Одновременно с этим битом приходит тактовый синхроимпульс на вход С. Входы С всех триггеров входящих в регистр, объединены между собой. С приходом первого тактового импульса уровень, находящийся на входе D0 записывается в первый триггер и с выхода Q0 приходит на вход следующего триггера, но записи во второй триггер не происходит, так как синхроимпульс уже закончился.

При поступлении следующего тактового импульса уровень, присутствующий на входе второго триггера запоминается в нём и поступает на вход третьего триггера. Одновременно следующий информационный бит запоминается в первом триггере. После прихода четвёртого тактового импульса в четырёх триггерах регистра будут записаны логические уровни, которые последовательно поступали на вход D0.

Допустим это уровни 0110₂. Тогда это двоичное число можно отобразить, подключив к выходам триггеров светодиоды. Так рассмотренный регистр изображается на принципиальной схеме.

Видно, что на условном изображении присутствует стрелка — указатель того, что это сдвиговый регистр.

Рассмотрим, как работает четырёх разрядный универсальный регистр сдвига К155ИР1 (аналог — SN7495N). Вот его внутреннее устройство.

Регистр содержит четыре D-триггера, которые соединены между собой с помощью дополнительных логических элементов И – ИЛИ, которые позволяют реализовать различные функции. На схеме:

• V2 – вход управления. С его помощью выбирается режим работы регистра.
• Q1 – Q4 выходы триггеров с которых снимается параллельный код.
• V1 – вход для подачи последовательного кода.
• C1, C2 – тактовые синхроимпульсы.
• D1 – D4 – входы для записи параллельного кода.

Алгоритм работы регистра следующий. Если на вход V2 подать низкий потенциал, тактовые импульсы на C1, а на вход V1 подавать информационные биты, то регистр осуществляет сдвиг вправо. После приёма четырёх разрядов на выходах триггеров Q1 – Q4 мы получаем параллельный код. Таким образом осуществляется преобразование последовательного кода в параллельный.

Для обратного преобразования параллельный код записывается по входам D1 – D4, с подачей на вход V2 высокого потенциала и тактовых импульсов на вход С2. Затем подавая на вход V2 низкий потенциал, а тактовые импульсы на вход С1 мы сдвигаем записанный код, а с выхода последнего триггера снимается последовательный код.

По своей структуре это один из самых простых регистров сдвига.

Регистры сдвига в цифровой технике могут послужить основой, на которой собираются узлы с интересными свойствами. Это, например, кольцевые счётчики, которые называются счётчики Джонсона. Такой счётчик имеет количество состояний вдвое большее, чем число составляющих его триггеров. Например, если кольцевой счётчик состоит из трёх триггеров, то он будет иметь шесть устойчивых состояний. На вход счётчика ничего не подаётся кроме синхроимпульсов. В первоначальном состоянии все триггеры «сброшены», то есть на прямых выходах триггеров логические нули, а вот на входе D первого триггера с инверсного выхода третьего триггера находится логическая единица. Начнём подавать тактовые импульсы и процесс пошёл.

На таблице истинности хорошо видно, как изменяется двоичный код при поступлении шести тактовых импульсов.

N	Q2	Q1	Q0
1	0	0	1
2	0	1	1
3	1	1	1
4	1	1	0
5	1	0	0
6	0	0	0

Теперь вы знаете, что такое регистр и как он может использоваться на практике. Основа любого регистра — это триггер. Число триггеров в регистре определяет его разрядность. Те, кто увлекается микроконтроллерами знает, что важнейший элемент любого микроконтроллера, будь то PIC, AVR, STM или MSP, это регистр.

Что такое регистр сдвига: типы и принцип действия

Регистры сдвига представляют собой последовательные логические схемы, способные хранить и передавать данные. Они состоят из триггеров, которые соединены таким образом, что выход одного триггера может служить входом другого триггера, в зависимости от типа регистра сдвига.

Сдвиговые регистры — это, по сути, тип регистра, который способен передавать («сдвигать») данные. Регистры — это, как правило, устройства хранения, которые создаются путем последовательного соединения определенного количества триггеров, и объем данных (количество битов), которые могут храниться в регистре, всегда прямо пропорционален количеству триггеров, поскольку каждый триггер способен хранить только один бит в конкретный момент времени. Когда триггеры в регистре соединены таким образом, что выход одного триггера становится входом другого, то получаем регистр сдвига.

Триггеры — это устройства, принцип действия которых аналогичен защелке. Их также можно назвать бистабильным вибратором, который может перемещаться между двумя состояниями (0 или 1) и способен хранить данные в битах. Новые данные считываются в триггер с каждым тактом, а предыдущие данные отправляются на выход.

Из каких триггеров состоят сдвиговые регистры?

Это зависит от типа триггера, поскольку соотношение входа, выхода и тактового цикла между триггерами различается. Существуют разные виды триггеров, но наиболее часто используемыми при создании сдвиговых регистров являются D (Delay)-триггеры.

D-триггером называется триггер с одним информационным входом, работающий так, что сигнал на выходе после переключения равен сигналу на входе D до переключения. Данные на выходе «Q» становятся теми же данными, что и на входе «D». Выход «Q» триггера будет оставаться в этом значении до следующего тактового цикла, после чего он снова изменится на значение (высокое или низкое, 1 или 0) на входе.

В различных электронных проектах на нашем сайте мы наиболее часто использовали регистр сдвига 74HC595. Посмотреть все проекты с его использованием можно по этой ссылке.

Типы регистров в цифровой электронике

Регистры сдвига подразделяются на типы в основном в зависимости от режима их работы: последовательного или параллельного.

Существует шесть (6) основных типов регистров сдвига, которые перечислены ниже, хотя некоторые из них можно разделить в зависимости от направления потока данных: сдвиг вправо или сдвиг влево.

1. Последовательный вход – последовательный выход регистра сдвига (SISO, Serial in – Serial out).
2. Последовательный вход – параллельный выход регистр сдвига (SIPO, Serial In – Parallel out).
3. Параллельный вход – параллельный выход (PIPO, Parallel in – Parallel out).
4. Параллельный вход – последовательный выход (PISO, Parallel in – Serial out).
5. Двунаправленные регистры сдвига.
6. Счетчики.

Рассмотрим каждый из этих типов регистров сдвига более подробно.

1. Последовательный вход – последовательный выход (SISO)

Это тип регистров сдвига, которые вводят данные последовательно (один бит за такт) и выводят данные таким же образом, один за другим.

Простой 4-битный регистр сдвига (состоит из 4 триггеров) с последовательным входом и последовательным выходом показан на следующем рисунке выше.

При запуске регистр сдвига сначала очищается, обнуляя выходы всех триггеров, затем входные данные подаются на вход последовательно, по одному биту за раз.

Существует два основных способа вывода данных через регистр сдвига типа SISO:

1. Неразрушающее считывание.
2. Разрушающее считывание.

• Неразрушающее считывание

Сдвиговые регистры, основанные на неразрушающем считывании, всегда имеют режим работы чтения/записи с добавленной дополнительной строкой, позволяющей переключаться между режимами чтения и записи.

Когда устройство находится в рабочем режиме «записи», регистр сдвига сдвигает каждые данные по одному биту, ведя себя точно так же, как версия деструктивного считывания, и таким образом данные теряются, но когда рабочий режим переключается на «чтение», данные которые сдвигаются на входе, возвращаются в систему и служат входом в сдвиговый регистр. Это может гарантировать, что данные доступны более долгий период времени (пока они остаются в режиме чтения).

При деструктивном считывании данные полностью теряются, поскольку триггер просто пропускает информацию. Предположим, что в рассмотренный выше 4-битный регистр сдвига мы хотим отправить слово «1101». После очистки регистра сдвига выходной сигнал всех триггеров становится 0, поэтому в течение первого тактового цикла, когда мы последовательно применяем эти данные (1101), выходные сигналы триггеров выглядят как в таблицах ниже.

Первый тактовый цикл:

FF0	FF1	FF2	FF3
1	0	0	0

Второй тактовый цикл:

FF0	FF1	FF2	FF3
0	1	0	0

Третий тактовый цикл:

FF0	FF1	FF2	FF3
1	0	1	0

Четвертый тактовый цикл:

FF0	FF1	FF2	FF3
1	1	0	1

Как видите, логика достаточно проста.

2. Последовательный вход – параллельный выход (SIPO)

Второй тип регистра сдвига, который мы будем рассматривать, — это сдвиговый регистр с последовательным входом и параллельным выходом, также известный как регистр сдвига SIPO. Эти типы регистров сдвига используются для преобразования данных из последовательного в параллельный вид. Данные поступают один за другим за такт и могут либо сдвигаться и заменяться, либо считываться на каждом выходе. Это означает, что когда данные считываются, каждый считанный бит становится доступным одновременно на соответствующей выходной линии (Q0 – Q3 для 4-битного сдвигового регистра, показанного ниже).

4-битный сдвиговый регистр с последовательным входом и параллельным выходом показан на следующем рисунке.

В следующей таблице показано как данные (1001) сдвигаются из 4-битного сдвигового регистра с последовательным входом и параллельным выходом.

Clear	FF0	FF1	FF2	FF3
1001	0	0	0	0
1	0	0	0
0	1	0	0
0	0	1	0
1	0	0	1

Хорошим примером регистра сдвига с последовательным входом и параллельным выходом является регистр 74HC164, который представляет собой 8-битный регистр сдвига.

Устройство имеет два последовательных входа данных (DSA и DSB), восемь параллельных выходов данных (от Q0 до Q7). Данные вводятся последовательно через DSA или DSB, и любой вход может использоваться как активное разрешение HIGH для ввода данных через другой вход. Данные сдвигаются при переходах от низкого к высокому уровню на тактовом входе (CP). Уровень LOW на главном входе сброса (MR) очищает регистр и переводит все выходы в низкий уровень независимо от состояния входов. Входы включают фиксирующие диоды. Это позволяет использовать токоограничивающие резисторы для сопряжения входов с напряжением, превышающим VCC.

3. Параллельный вход – последовательный выход (PISO)

В регистре сдвига «Параллельный вход — последовательный выход» данные подаются параллельно, например, рассмотрим 4-битный регистр, показанный на следующем рисунке.

Этот регистр можно использовать для хранения и сдвига 4-битного слова, при этом вход управления записью/сдвигом (WS) управляет режимом работы регистра сдвига. Когда на линии управления WS низкий уровень (режим записи), данные могут быть записаны и синхронизированы через D0–D3. Для последовательного вывода данных линия управления WS переводится в ВЫСОКИЙ режим (режим сдвига), затем регистр сдвигает данные на тактовый вход. Параллельный последовательный регистр сдвига также называется регистром сдвига PISO .

Хорошим примером сдвигового регистра с параллельным входом и выходом является 8-битный регистр сдвига 74HC165, хотя он также может работать как регистр сдвига с последовательным входом и выходом.

Устройство имеет последовательный вход данных (DS), восемь параллельных входов данных (от D0 до D7) и два дополнительных последовательных выхода (Q7 и Q7′). Когда на входе параллельной загрузки (PL) низкий уровень, данные от D0 до D7 загружаются в регистр сдвига асинхронно. Когда PL имеет ВЫСОКИЙ уровень, данные последовательно поступают в регистр на DS. Когда вход разрешения синхронизации (CE) имеет низкий уровень, данные смещаются при переходах от низкого к высокому входу CP. ВЫСОКИЙ уровень на CE отключит вход CP. Входы устойчивы к перенапряжению до 15 В. Это позволяет использовать устройство в приложениях с переключением уровня от ВЫСОКОГО к НИЗКОМу.

Структурная схема такого сдвигового регистра показана на следующем рисунке.

А временные диаграммы его работы показаны на следующем рисунке.

4. Параллельный вход – параллельный выход (PIPO)

У регистра сдвига с параллельным входом и выходом выходные данные на параллельных выходах появляются одновременно с подачей входных данных. Этот тип сдвигового регистра также называется регистром сдвига PIPO.

Входные данные на каждом из входных контактов от D0 до D3 считываются одновременно, когда устройство тактируется, и в то же время данные, считанные с каждого из входов, передаются на соответствующий выход (от Q0 к вопросу 3).

Регистр сдвига 74HC195 — это многоцелевой регистр сдвига, который способен работать в большинстве режимов, рассмотренных нами, особенно в качестве регистра сдвига с параллельным входом и выходом.

5. Двунаправленные регистры сдвига

Регистры сдвига могут выполнять сдвиг данных вправо или влево, либо и то, и другое, в зависимости от типа сдвигового регистра и его конфигурации. При операциях сдвига вправо двоичные данные делятся на два. Если эту операцию отменить, двоичные данные умножаются на два. При соответствующем применении комбинационной логики последовательный сдвиговый регистр можно настроить для выполнения обеих операций.

Рассмотрим 4-битный регистр на изображении ниже. Пара логических элементов NAND сконфигурированы как вентили ИЛИ и используются для управления направлением сдвига вправо или влево.

Линия управления left/write используется для определения направления сдвига данных: вправо или влево.

Хорошим примером является двунаправленный регистр сдвига 74HC194.Регистр может работать во всех режимах и вариантах последовательного и параллельного ввода или вывода. Функциональная схема 74HC194 с выделением линии управления, часов, входных и выходных контактов показана на следующем рисунке.

Ниже также представлены ​​временные диаграммы работы этого регистра — с их помощью проще понять как линия управления управляет действиями регистра.

6. Счетчики

Счетчики, иногда называемые регистрами сдвига с поворотом, по сути представляют собой регистры сдвига, выходные данные которых возвращаются в устройство в качестве входов таким образом, что эти действия создают определенный шаблон. Регистры такого типа называются счетчиками из-за структуры и последовательности, которые они демонстрируют. Наиболее популярным типом счетчиков, построенных на основе регистра сдвига, являются кольцевые счетчики.

Кольцевой счетчик

Кольцевые счетчики — это, по сути, тип счетчика, в котором выходной сигнал старшего бита передается обратно в качестве входного сигнала для младшего бита. На схеме ниже показан 4-битный кольцевой счетчик с использованием D-триггеров.

При подаче тактового импульса выход каждого каскада переключается на следующий, и цикл продолжается. Когда значение Clear устанавливается на высокий уровень, все триггеры, кроме первого (который устанавливается в 1), сбрасываются в ноль.

Применение регистров сдвига

Регистры сдвига используются во многих приложениях, некоторые из которых;

1. Преобразование из параллельного кода в последовательный , где они используются для уменьшения количества проводов или линий, необходимых для связи между двумя устройствами, поскольку для последовательной связи обычно требуется всего два провода по сравнению с параллельной связью, которая зависит от количества отправляемых битов.

2. Расширение количества контактов ввода-вывода для микроконтроллеров . В современной электронике количество контактов ввода-вывода микроконтроллеров всегда ограничено, а для определенных приложений требуется как можно больше контактов, таких как включение 100 светодиодов или чтение 100 герконов с помощью чего-то вроде Arduino или микроконтроллера Atmeg328p. Например, приведенная ниже принципиальная схема иллюстрирует, как последовательно-параллельный сдвиговый регистр можно использовать для управления 8 светодиодами, используя всего три контакта ввода-вывода микроконтроллера.

3. Они используются в регистрах состояния, применяемых в последовательных устройствах. Подобно автомату с конечной памятью, следующее состояние устройства всегда определяется путем сдвига и вставки новых данных в предыдущую позицию.

4. Р егистры сдвига также используются для задержки времени в устройствах, при этом необходимое время задержки увеличивается за счет каскадного соединения регистров сдвига или уменьшается за счет вывода выходного сигнала из младшего значащего бита.

Временная задержка обычно рассчитывается по формуле;

t = N * (1 / fc)

N — номер каскада триггера, на котором принимается выходной сигнал, Fc — частота тактового сигнала, а t — это значение времени, на которое выходной сигнал будет задержан.

При выборе регистра сдвига для конкретной задачи из-за широкого диапазона и типа важно выбрать тот, который соответствует вашим конкретным потребностям, учитывая такие вещи, как режим работы, размер бита (количество триггеров), правый, левый или двунаправленный и т. д.

Некоторые из самых популярных регистров сдвига :

1. 74HC 194 4-битный двунаправленный универсальный сдвиговый регистр
2. 74HC 198 8-битный двунаправленный универсальный регистр сдвига
3. 74HC595 Регистр сдвига с последовательным входом и параллельным выходом
4. 74HC165 Регистр сдвига с параллельным входом и последовательным выходом
5. IC 74291 4-битный универсальный сдвиговый регистр, двоичный реверсивный счетчик, синхронный.
6. IC 74395 4-битный универсальный регистр сдвига с выходами с тремя состояниями.
7. IC 74498 8-битный двунаправленный регистр сдвига с параллельными входами и выходами с тремя состояниями.
8. IC 74671 4-битный двунаправленный сдвиговый регистр.
9. IC 74673 16-битный сдвиговый регистр с последовательным входом и выходом с выходными регистрами хранения.
10. IC 74674 16-битный сдвиговый регистр с параллельным входом и последовательным выходом и выходами с тремя состояниями.

Регистры

Несколько триггеров можно объединить в регистр — узел для хранения чисел с двоичным представлением цифр разрядов. Основными видами регистров являются параллельные и последовательные (сдвигающие).
В параллельном регистре на тактируемых D-триггерах рисунок 1 код запоминаемого числа подается на информационные входы всех триггеров и записывается в регистр с приходом тактового импульса. Выходная информация изменяется с подачей нового входного слова и приходом следующего синхроимпульса. Такие регистры используют в системах оперативной памяти. Число триггеров в них равно максимальной разрядности хранимых слов.
Рисунок 1 Схема последовательного регистра и временная диаграмма, иллюстрирующая его работу, приведены на рисунке 2. По приходу тактового импульса С первый триггер записывает код X (0 или 1), находящийся в этот момент на его входе D, а каждый следующий триггер переключается в состояние, в котором до этого находился предыдущий. Так происходит потому, что записываемый сигнал проходит со входа D триггера к выходу Q с задержкой, большей длительности фронта тактового импульса (в течение которого происходит запись). Каждый тактовый импульс последовательно сдвигает код числа в регистре на один разряд. Поэтому для записи N-разрядного кода требуется N тактов. На диаграмме видно, что четырёх разрядное число 1011 было записано в соответствующие разряды регистра (1-Q4, 0-Q2, 1-Q2, 1-Q1) после прихода четвёртого тактового импульса. До прихода следующего тактового импульса это число хранится в регистре в виде параллельного кода на выходах Q4-Q1. Если необходимо получить последовательную информацию в последовательном коде, то её снимают с выхода Q4 в момент прихода следующих четырёх импульсов такой режим называется режимом последовательного считывания. Очень удобны универсальные регистры, позволяющие производить как последовательную, так и параллельную запись и считывание. Такие регистры можно использовать в качестве преобразователя параллельного кода в последовательный и обратно. Например микросхема К155ИР1 — четырёх разрядный универсальный сдвиговый регистр рисунок 3. Регистр работает в режиме сдвига по тактовым импульсам, поступающим на вход С1, если на входе имеется напряжение низкого уровня. Вход V1 служит для ввода информации в первый разряд в этом режиме. Если же на входе V2 напряжение высокого уровня, то регистр производит параллельную запись информации со входов D1-D4 по импульсам синхронизации, поступающим на вход С2.
Рисунок 2
Рисунок 3

GIG Опубликована: 2005 г. 0 0

Вознаградить Я собрал 0 0

Оценить статью

• Техническая грамотность

Оценить Сбросить

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.