46. Регистры

Регистраминазываются устройства, предназначенные для записи и выдачи информации, представленной в форме цифрового кода. Схемы их выполняют так, чтобы имелась возможность записать и обеспечить выдачу информации в виде параллельного или последовательного кодов. Для этого предусматривают соответствующее количество входных и выходных выводов.

Имеются регистры, у которых входные и выходные выводы объединены между собой. По специальным командам они используются как входные или как выходные. При подобном решении в два раза уменьшается количество проводов, соединяющих регистр с процессором. Такие многорежимные регистры обычно называют «портами данных», а организацию обмена информацией – «портовой».

В зависимости от назначения регистры подразделяются на регистры хранения и регистры сдвига. Регистры храненияобеспечивают запись, хранение и выдачу кода числа. Всдвиговых регистрахзаписанная информация сдвигается вправо или влево при подаче каждого импульса, управляющего сдвигом.

Регистры также подразделяются на статические и динамические.

Статическиерегистры выполняются на триггерах. Они могут как угодно долго хранить записанную информацию. Вдинамическихрегистрах функции элементов памяти выполняют МДП-конденсаторы. Они могут сохранять информацию только в течение определенного промежутка времени. Поэтому в динамических регистрах записанная информация должна постоянно находиться в движении.

Простейший регистр выполняется в виде линейки из RS-,D- илиJK-триггеров. Причем для наиболее распространенных регистров сдвига предпочитают использоватьD-триггеры ввиду меньшего числа межсоединений, связей и дополнительных логических элементов.

47. Функционирование регистров хранения. Схемы и условное графическое обозначение регистров хранения

Регистры хранения. Регистры хранения обеспечивают запись, хранение и выдачу информации в параллельном коде. От количества триггеров, входящих в состав регистра, зависит разрядность записанного числа. Так, при наличии четырех триггеров можно записать четырехразрядное слово, восьми – восьмиразрядное и т.д. Схема простейшего трехразрядного параллельного регистра хранения приведена на рис. 3.13,а.

а) б) в)

Рис. 3.13. Параллельный регистр хранения на JK-триггерах (а),D-триггерах (б) и его условное обозначение (в)

Информация в триггеры ,,записывается по срезу импульса на входе. Так, если все триггеры находятся в нулевом состоянии:,,, а на входах,,имеется логическая единица, то в момент окончания импульса, поданного на вход, на всех выходах появится логическая единица. Код 111 будет храниться в регистре до тех пор, пока не окончится следующий импульс синхронизации на входеи триггеры не примут новые состояния, характеризуемые сигналами на входах. Инверторы,,необходимы для обеспечения нормального функционированияJK-триггеров и подачи логической единицы на входыJиK. При примененииD-триггеров принципиальная схема регистра хранения существенно упрощается (рис. 2.13,б). Так как сигнал на выходеD-триггера определяется сигналов на его входе, то в схему не требуется вводить дополнительные инверторы. Запись числа происходит по фронту на входе синхронизации. Для стирания информации на входследует подать логический нуль. Условное обозначение регистра показано на рис. 2.13,в.

Промышленностью выпускается большое количество микросхем регистров хранения (К1500ИР150, К1500ИР151, К531ИР19П, К531ИР20П, К531ИР22П^*, К555ИР22^*, К555ИР27, К555ИР15^*, К1804ИР1^*, К580ИР82^*и др.). Они различаются количеством разрядов, функциональными возможностями и режимами управления. У отдельных регистров есть выходы, имеющее третье состояние, и соответствующие управляющие входы (они помечены знаком^*).

Ряд микросхем содержат несколько регистров (многорегистровые): К1802ИР1^*, К1002ИР1, К555ИР26^*, К561ИР12^*и др.