-
Задание 1.4.7, в
-
Условие задачи
В соответствии с рисунком 4.1 на элементах серии КР1554 построить 4-разрядный регистр сдвига, имеющий следующую последовательность состояний:
0 – 1 – 2 – 5 – 11 – 7 – 14 – 12 – 8 – 0.
Рисунок 4.1 – Универсальная диаграмма состояний сдвигового регистра
-
Краткие теоретические сведения
Сдвиговый регистр представляет собой схему, состоящую из связанных между собой однобитовых элементов памяти, расположенных в едином корпусе интегральной схемы (ИС). Элементами памяти являются триггеры, соединенные друг с другом таким образом, что выход одного служит входом другого.
Информация, поступающая в сдвиговый регистр бит за битом, синхронизируется тактовыми импульсами. При поступлении бита в первый триггер другие биты, ранее записанные в регистр, перемещаются на новые места таким образом, чтобы бит, хранящийся в триггере A, переместился бы в триггер B и т. д. до тех пор, пока бит, первоначально хранящийся в триггере D, не будет потерян.
Сдвиговые регистры имеют широкий диапазон применений. Их можно использовать для временного хранения данных, преобразования из последовательной формы хранения в параллельную и наоборот. Как будет показано ниже, они также могут быть использованы в качестве счётчиков и генераторов последовательностей. Также сдвиговые регистры применяются в центрально процессоре микропроцессорных систем, где выполняют различные функции. Например, их очень удобно использовать в микропроцессорных системах для расширения линий вывода данных.
-
Синтез принципиальной схемы
Для построения таблицы истинности всего устройства (таблица 4.2) используем таблицу переходов D-триггера (таблица 4.1).
Таблица 4.1 – таблица переходов D-триггера
|
|
|
D |
|
0 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
Таблица 4.2 – таблица истинности сдвигового регистра
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
11 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
14 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
12 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Исходя из построенной таблицы истинности сдвигового регистра:
Для оставшейся функции
составляем
карту Карно, в избыточных состояниях
ставим кресты.
Рисунок 4.2 – карта Карно для
Таблица 4.3 – таблица избыточных состояний сдвигового регистра
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
6 |
|
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
9 |
|
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
13 |
|
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
3 |
|
10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
4 |
|
13 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
11 |
|
15 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
15 |
Опираясь на универсальную диаграмму состояний регистра сдвига и на переходы таблицы 4.3 можем составить следующий граф.
Рисунок 4.3 – Граф регистра сдвига
Схема приведена на чертеже ГУИР 431232.004 в приложении А.