Последовательный регистр

В последовательных сдвигающих регистрахвыполняется сдвиг информации последовательно во времени, поразрядно, бит за битом.

Различают регистры, сдвигающие в сторону старшего разряда, в сторону младшего разряда и реверсивные.

Информация может поступать в последовательном или параллельном коде и выдаваться с выходных шин в последовательном или параллельном коде.

Следовательно, в сдвигающих регистрах осуществляется преобразование из последовательного кода в параллельный и обратно.

В сдвигающих регистрах используются двухступенчатые (MS) триггеры или триггеры с динамическим управлением. Это гарантирует сдвиг информации на один разряд по каждому импульсу синхронизации.

Функциональная схема трехразрядного сдвигающего триггера (рис. 2, а) содержит три динамических D -триггера, включенных последовательно, запись информации осуществляется по переднему фронту тактового сигнала C.

Обозначение этого регистра на рис. 2, б.

Рис. 2 Трехразрядный последовательный регистр:

а – функциональная схема; б – обозначение регистра

Последовательный код, начиная со старшего разряда, поступает на вход D.

Пример. Пусть по линии связи передается последовательный двоичный код 101 (рис. 3). Необходимо записать его в сдвигающий трехразрядный регистр.

Рис. 3 Временные диаграммы работы трехразрядного последовательного регистра

В момент времени t ₁ по переднему фронту тактового сигнала единица старшего разряда (значение 2²) записывается в первый триггер и, с некоторой задержкой во времени, появляется на выходе Q ₀. Второй триггер сохранил значение Q ₀ до момента переключения первого триггера, поскольку фронт сигнала C к времени переключения первого триггера уже закончился. Это же относится и к третьему триггеру.

В момент времени t ₂ по переднему фронту тактового сигнала единица старшего разряда перемещается во второй триггер. Логический ноль (значение 2¹) считывается с входа D в первый триггер.

В момент времени t ₃ единица младшего разряда (значение 2⁰) записывается в первый триггер, ноль (значение 2¹) во второй, единица старшего разряда (значение 2⁰) – в последний триггер. Запись трехразрядного кода в регистр завершилась за три такта.

Считывание информации можно осуществить в параллельном коде одновременно с выходов Q ₀, Q ₁, Q ₂, или в последовательном коде, подав на вход D =0, а на вход C три тактовых импульса. С выхода Q ₃ информация передается, начиная со старшего разряда поразрядно, бит за битом. После этого, сдвигающий регистр не содержит больше ни­какой информации, во всех разрядах логические нули.

Сдвигающие регистры всегда имеют возможность последовательного вво­да – вывода данных. Без этого свойства схема не может называться сдвига­ющим регистром.

При значении R =1 работа регистра блокируется, и во все триггеры асинхронно записываются нули.