205

Федеральное агентство по образованию

ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина»

Радиотехнический институт - РТФ

Кафедра автоматики и информационных технологий

Схемотехника эвм

Учебное пособие

Часть 2

Научный редактор доц., канд. техн. наук И. В. Хмелевский

Екатеринбург

УГТУ–УПИ

2010

Содержание

СОДЕРЖАНИЕ 112

8. РЕГИСТРЫ 113

8.1. Назначение и классификация регистров 113

8.2. Регистры памяти 113

8.3. Буферы данных 117

8.4. Регистры сдвига 120

9. МУЛЬТИПЛЕКСОРЫ И ДЕМУЛЬТИПЛЕКСОРЫ 125

9.1. Общие сведения 125

9.2. Мультиплексоры 125

9.3. Демультиплексоры 130

10. ШИФРАТОРЫ И ДЕШИФРАТОРЫ 132

10.1. Шифраторы 132

10.2. Дешифраторы 137

11. АРИФМЕТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА 143

11.1. Сумматоры 143

11.2. Инкрементор 148

11.3. Вычитатели (субтракторы) 148

11.4. Компараторы 150

11.5. Арифметико-логические устройства 158

12. ИМПУЛЬСНЫЕ УСТРОЙСТВА НА ИМС 161

12.1. Формирователи импульсов 161

12.2. Схемы нормализации импульсов 161

12.3. Схемы укорачивания импульсов 163

12.4. Схемы задержки импульса 166

12.5. Одновибраторы 167

12.6. Генераторы тактовой частоты 169

13. ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 173

13.1. Общие характеристики устройств 173

13.2. Запоминающие элементы постоянных ЗУ 175

13.3. Оперативные запоминающие устройства 177

13.3.1. Динамические ЗУ 177

13.3.2. Статические ЗУ 178

14. АНАЛОГО-ЦИФРОВЫЕ И ЦИФРО-АНАЛОГОВЫЕ 180

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ 180

14.1. Общие сведения 180

14.2. Цифро-аналоговые преобразователи 180

14.3. Аналого-цифровые преобразователи 184

14.3.1. Характеристики и параметры АЦП 185

14.3.2. АЦП последовательного счета 186

14.3.3. Параллельный АЦП 190

14.3.4. Сигма-дельта АЦП 192

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 196

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 197

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 199

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 204

8. Регистры

8.1. Назначение и классификация регистров

Регистром называется типовой функциональный узел компьютера, предназначенный для приема, временного хранения, преобразования и выдачи многоразрядных двоичных слов. Регистры наряду со счетчиками и запоминающими устройствами являются наиболее распространенными последовательностными устройствами цифровой техники. Регистры обладают большими функциональными возможностями. Они используются в качестве управляющих и запоминающих устройств, генераторов и преобразователей кодов, счетчиков, делителей частоты, узлов временной задержки.

Элементами структуры регистров являются синхронные триггеры D-типа либо RS- (JK)-типа с динамическим или статическим управлением.

Один триггер – это простейший одноразрядный регистр (RG). В многоразрядных регистрах используют наборы или цепочки триггеров. В отличие от счетчиков регистры не имеют внутренних запрещающих обратных связей. Понятие "весовой коэффициент" к разрядам регистра, в отличие от счетчика, применимо не всегда. Однако, обозначение и нумерация входов и выходов аналогично счетчикам. Информационные входы обозначаются D₁,D₂, D₃…(D₀,D₁, D₂…), а выходы – Q₁, Q₂, Q₃…(Q₀, Q₁, Q₂ …).

В наиболее общем случае регистры можно классифицировать по следующим признакам:

• По функциональным свойствам регистры делятся на накопительные (регистры памяти, хранения) и сдвигающие.

• По способу ввода/вывода информации регистры разделяются на параллельные, последовательные и комбинированные (параллельно-последовательные и последовательно-параллельные).

• По направлению передачи (сдвига) информации – однонаправленные и реверсивные.

• По способу управления записью регистры делятся на асинхронные и синхронные.

• По числу тактов для записи слова – одно-, двух- и многотактные.

• По числу линий для представления значения одного разряда слова (бита) – однофазные и парафазные; при однофазном представлении информации значение каждого разряда слова передается по одной линии связи (прямое или инверсное значение), а при парафазном – по двум линиям (одновременно передается прямое и инверсное значение разряда).