Регистры сдвига

Регистры с последовательным прие­мом или выдачей информации получили название реги­стров сдвига.

В регистре сдвига вправо первый разряд вводимого числа x₁ подается на вход одного, крайнего слева, раз­ряда регистра Sn и вводится в него при поступлении пер­вого сигнала синхронизации С. С приходом следующего сигнала синхронизации значение х_i с выхода разряда S_n вводится в разряд S_n-1 а в разряд S_n поступает х₂. В каждом такте производится сдвиг поступающей ин­формации на один разряд вправо. После n сигналов синхронизации весь регистр оказывается заполненным разрядами числа X, и первый разряд числа x₁ появится на выходе S1 Если подать последовательность из n сиг­налов синхронизации и на вход разряда Sn податьх=0,то из регистра будет выводиться число Х через выход S1 и в конце вывода регистр будет освобожден от хра­нения числа X. Регистры сдвига реализуются на D-триггерах (рис. 47) или RS-триггерах (рис. 48). В послед­ней схеме для ввода информации в первый разряд вклю­чается схема инвертора.

Для параллельного вывода информации из регистра сдвига необходимо все выходы разрядов регистра сдви­га подключить к различным полюсам Sn, Sn-1,..., S1. Для реализации регистров сдвига применяются также триг­геры с динамическим управлением по входу С. Примене­ние таких триггеров гарантирует нормальную работу регистра сдвига. Схема регистра сдвига влево на D - триггерах с динамическим управлением представлена на рис. 49.

Рис. 47.

Рис. 48.

Рис. 49.

Комбинируя схемы сдвига вправо и влево и исполь­зуя управляющие сигналы, можно построить регистр сдвига в обоих направлениях. Такой регистр называется реверсивным (рис. 50). При подаче разрешающего сиг­нала на управляющий вход V1 включается схема сдви­га вправо. Реверсивный регистр при этом превращается в регистр сдвига вправо. При подаче разрешающего сигнала на управляющий вход V2 включается схема сдвига влево. Реверсивный регистр превращается в ре­гистр сдвига влево.

Рис. 50.

В регистрах сдвига влево и вправо разряды двоично­го кода выходят за пределы разрядности регистра. Если соединить выход крайнего правого разряда регистра со входом крайнего левого разряда, то получится схему коль­цевого (циклического) регистра сдвига. Реверсивные регистры можно использовать для построения стековых регистров, имеющих единственный общий вход и выход. Такие регистры работают по принципу «первый вошел — последний вышел». Стековые регистры называются так­же регистрами магазинного типа.

Возможно также совмещение в одной схеме регистра памяти и регистра сдвига.

СЧЕТЧИКИ

Общие сведения.

Последовательностное цифровое уст­ройство, обеспечивающее хранение слова информации и выполнение над ним микрооперации счета, называет­ся счетчиком. Микрооперация счета заключается в из­менении значения числа С в счетчике на ±1. Счетчик, в котором выполняется микрооперация счета С=С+1, называется суммирующим, а счетчик, реализующий мик­рооперацию С=С - 1— вычитающим. Счетчик назы­вается реверсивным, если реализуются обе микроопера­ции.

Основным параметром счетчика является модуль сче­та Кс, определяемый максимальным числом единичных сигналов, которое может быть сосчитано счетчиком. Счетчик, содержащий n двоичных разрядов, может на­ходиться в состояниях 0,1,2,..,, 2ⁿ—1. При поступлении на вход суммирующего счетчика 2ⁿ-й единицы он перехо­дит из состояния 2ⁿ-1 в состояние 0. Таким образом, n-разрядный суммирующий двоичный счетчик имеет мо­дуль счета Кс=2ⁿ .

Счетчики характеризуются также быстродействием, которое определяется допустимой частотой входных сиг­налов и временем установки состояния счетчика.

Счетчики обычно реализуются на T-триггерах. Одна­ко для их построения могут применяться не только триг­геры со счетным входом, но и D-триггеры, JK-триггеры.

Счетчики можно классифицировать по нескольким признакам. В зависимости от направления счета разли­чаются суммирующие (с прямым счетом), вычитающие (с обратным счетом) и реверсивные (с прямым и обрат­ным счетом). По способу организации схемы переноса различаются счетчики с последовательным, параллель­ным, параллельно-последовательным переносом. В зави­симости от наличия синхронизации различаются син­хронные и асинхронные счетчики.

При маркировке для обозначения счетчика использу­ются буквы ИЕ. Конструктивно счетчики выполняются в виде совокупности интегральных схем — триггеров, со­единенных соответствующим образом, или в виде одной интегральной схемы, содержащей многоразрядный счет­чик.