Исследование последовательного регистра

Лабораторная работа № 3

Исследование регистров.

Цель работы: изучение структуры и работы регистров.

Теоретические сведения.

Регистром называется устройство, предназначенное для записи, хранения и ⁄ или сдвига информации, представленной в виде многоразрядного кода. Число может быть представлено в любой двоично-кодированной системе счисления: двоичной, двоично-десятичной, восьмеричной и т.д. регистр состоит из набора триггеров. Каждый триггер предназначен для хранения определенных разрядов двоичного кода.

По способу приема информации регистры делят на:

параллельные (статические), в которых информация записывается и считывается только в параллельной форме;

последовательные (сдвигающие), в которых информация записывается и считывается только в последовательной форме;

последовательно-параллельные, в которых информация записывается и считывается как в параллельной, так и в последовательной формах.

Регистры выполняют ряд микроопераций над словами:

1. Прием слова в регистр в прямом и обратном коде, данные хранятся в регистре пока не появится команда на их смену.

2. Выдача слова из регистра в прямом и обратном коде.

3. Выполнение поразрядных логических операций над несколькими словами.

4. Сдвиг кода вправо или влево на требуемое число разрядов, преобразование параллельного кода в последовательный и наоборот.

Параллельный регистр. В параллельных регистрах операции записи и считывания информации осуществляются во всех разрядах одновременно. Информация поступает в виде параллельного кода, т.е. все разряда одновременно по n проводам. Таким образом, информация в параллельном регистре хранится в параллельном коде, поэтому параллельный регистр называют регистром памяти.

Последовательный регистр. В последовательных регистрах запись кода числа начинается с первого разряда путем последовательного продвижения информации с помощью тактовых импульсов. Записываемое число поступает по одному входу в виде последовательного кода, т.е. значение разрядов передаются последовательно тому как мы прочитываем много разрядное число, например: «тысяча триста сорок два» - 1342. В общем виде: n-разрядный регистр запоминает n-разрядное число за n-тактовых импульсов. Поступивший на вход последовательный код преобразуется в регистре в параллельный код: число может быть считано с выходов триггеров. С поступлением каждого тактового импульса записанная информация сдвигается в регистре (движение от входа к выходу), поэтому последовательный регистр называют регистром сдвига.

Сдвиг информации на один разряд равнозначен умножению кода на 2. Например, записано число 101 (в десятичном коде 5), сдвигаем его на один разряд влево и получаем 1010 (десятичном коде 10). Информация, записанная в последовательном регистре, может быть считана с выхода его старшего разряда в виде последовательного кода: если после записи в регистр числа вновь подать тактовые импульсы, число поразрядно будет прочитываться на выходе старшего разряда и оттуда может быть передано к другим считывающим цепям.

Для хранения и обработки информации в микро-ЭВМ широко используются сдвиговые регистры. Сдвиговые регистры обычно реализуются на СИС-устройствах, выполненных с применением RS-, JK- или D – триггеров, и различия между ними связаны главным образом с методом обработки входных и выходных данных.

Порядок выполнения работы.

Отчет сделать в электронном варианте, создав файл MS Word по шаблону «Фамилия_№ группы_Лабораторная 3.docx» и сохранив его в папке «Вычислительная техника» на диске вашей группы. Отчет должен содержать название работы, цели. Далее после фразы «Ход работы», необходимо написать номер своего варианта и по порядку выполнить задания. В отчет поместить ответы на вопросы, скриншоты собранных схем, заполненные таблицы.

Ход работы.

Вариант № ___

1. Ответить на вопросы (ответы поместить в отчет):

1. Что такое регистр?

2. Для какой цели используются регистры?

3. Перечислите виды регистров.

4. Из чего состоит регистр?

5. Как информация поступает и выводится в последовательном регистре?

6. Как информация поступает и выводится в параллельном регистре?

7. Как информация поступает и выводится в последовательно-параллельном регистре?

Исследование последовательного регистра.

2.Собрать схему, изображенную на рис.1. Логические элементы брать во вкладке Misc Digital/TIL, источник питания – во вкладке Sourses/Power_Sourses, изменив его параметр на 5 В, ключи берутся во вкладке Basic/Switch/SPDT, пробники – во вкладке Probe/Probe. Переименовать элементы в соответствии с рисунком, а также назначить клавиши переключения ключей. Сделать скрин.

Рис. 1.

3. С помощью переключателя R установите регистр в исходное состояние (запись нулевого кода).

4. С помощью переключателей C и D последовательно записать в регистр код, соответствующий Вашему варианту. Запись числа начинать со старшего разряда! Делать скрин после записи каждого разряда!

5. Заполнить таблицу состояния регистра (таблица 1).

Таблица 1.