Вивчення роботи регістрів

Лабораторна робота

Мета: Дослідити роботу послідовного та паралельного 2-розрядного регістрів на основі D-тригерів.

Дослідити роботу послідовного та паралельного 4-розрядного регістрів у інтегральному виконанні (К155ІР1).

Обладнання: Стенд універсальний ОАВТ.

Плата №2, технологічні карти 2-5, 2-6.

Плата №3, технологічні карти 3-1, 3-2.

Перемички.

Техніка безпеки:

ü Напруга живлення стенду "ОАВТ"- 220 В, 50 Гц є небезпечною для життя!!!

ü Стенд перед початком роботи необхідно заземлити.

ü Встановлення до стенду плат та їх заміну проводити тільки при вимкненому живленні стенду.

ü Для уникнення ураження електричним струмом забороняється розбирати стенд та самостійно замінювати плавкі вставки.

ü Забороняється встановлювати до стенду плати, які не вказані в інструкції. Після закінчення роботи вимкнути живлення стенду та відключити стенд від мережі живлення.

Теоретичні відомості:

Регістром називається послідовнісний пристрій, призначений для запису, зберігання та зсуву інформації, представленої у вигляді багаторозоядного двійкового коду.

В загальному випадку регістр може виконувати наступні мікрооперації над двійковими кодами:

- встановлення у вихідний стан (запис нульового коду);

- запис вхідної інформації в послідовній формі;

- запис вхідної інформації в паралельній формі;

- зберігання інформації;

- зсув інформації, що зберігається, праворуч або ліворуч;

- видача інформації, що зберігається в послідовній формі;

- видача, інформації, що зберігається в паралельній формі.

Регістри класифікують наступним чином:

- за способом прийняття інформації: паралельні, послідовн, послідовно-паралельні

- за кількістю каналів передачі інформації: парафазні, однофазні,

- за способом тактування: однотактні, багатоактні.

Паралельний регістр обробляє інформацію лише в паралельній формі. Регістри з паралельним прийомом і видачею інформації служать для зберігання інформації і називаються регістрами пам'яті або зберігання.

а) б) в)

Рисунок 1 – Регістри зберігання, на D -тригерах, синхронізованих рівнем синхроімпульсу (а), фронтом (б) і на RS -тригерах, синхронізованих фронтом (в).

Регістри з послідовним прийомом або видачею інформації називаються регістрами зсуву. Регістри зсуву можуть виконувати функції зберігання та перетворення інформації. Вони можуть бути використані для побудови помножувачів і дільників чисел двійкової системи числення, тому що зсув двійкового числа ліворуч на один розряд відповідає множенню його на два, а зсув праворуч – поділенню на два. Регістри зсуву звичайно реалізуються на D -тригерах або на RS -тригерах

Рисунок 2. – Схеми 4-розрядних регістрів зсуву, реалізованих на D -тригерах (а) і RS -тригерах (б).

Рисунок 3 – Часова діаграма регістра зсуву.

Виведення паралельної інформації з регістра зсуву здійснюється при підключенні всіх тригерів регістра до окремих виводів

Хід роботи:

Підключити до стенду плату №2, після чого можна включити живлення стенду.

Встановити до стенду спочатку технологічну карту 2-5, на якій приведено схему дослідження 2-розрядного паралельного регістру на основі D-тригерів, а потім технологічну карту 2-6, на якій приведено схему дослідження 2-розрядного послідовного регістру на основі D-тригерів. Кнопка SВ1 використовується для запуску генератору одиночного імпульсу синхронізації. При відпусканні кнопки SВ1 (по спаду сигналу від неї) запускається генератор одиночного імпульсу синхронізації, який й надсилає одиночний імпульс до входів синхронізації тригерів. Тому, якщо SВ1 натиснуто або не натиснуто, то переключення тригерів не відбувається. Переключення тригерів може відбутися тільки під час відпускання _і кнопки.

Для кожного регістру виконати такі самі дії. Переконатися, що запис інформації до регістру відбувається саме під час дії фронту синхросигналу на входах синхронізації D.

Скласти таблицю істинності регістру. Запропонувати часові діаграми, які б пояснювали принцип роботи цього регістру.

Включити живлення стенду. Замінити плату №2 на плату №3, після чого можна включити живлення стенду.

Встановити до стенду спочатку технологічну карту 3-1, на якій приведено схему дослідження 4-розрядного паралельного регістру на основі ІМС К155ІР1, а потім технологічну карту 3-2, на якій приведено схему дослідження 4-розрядного паралельного регістру на основі тієї ж ІМС К155ІР1.

Для кожного регістру виконати такі самі дії. Переконатися, що запис інформації до регістру відбувається саме час дії фронту синхросигналу на вході синхронізації регістру.

Скласти таблиці істинності регістру. Запропонувати часові діаграми, які б пояснювали принцип роботи регістру.