36.Паралельные и последовательные регистры.

Регистры – это устройства, выполняющие функции приема, хранения и передачи многоразрядных слов. С использованием регистров могут также выполняться преобразования кодов. Основными элементами внутренней структуры являются триггеры по способу и передачи регистры делятся: параллельные; последовательные (сдвигающие); параллельно-последовательные;

Структура параллельного регистра

Параллельный регистр выполняет функцию записи параллельным входом, т.е. запись информации во все триггеры одновременно по сигналу C на входе записи. Еще данную операцию называют загрузкой регистра. Гашение регистра производится по входу R, при которой происходит установка триггеров в 0.

Структура сдвигающего регистра

Последовательный сдвигающий регистр осуществляет запись последовательным … со входа DR начиная с младшего (или старшего) разряда путем последовательного сдвига кода по сигналу сдвиг на тактирующем входе. Если сдвиг выполняется от младших разрядов к старшим, то говорят сдвиг влево, если сдвиг выполняется от старших разрядов к младшим, то говорят сдвиг вправо и на условном изображении регистров ставят соответствующие стрелки.

Работа сдвигового регистра в режиме кольцевого распределителя

	0	1		2			3			4			5			6			7
C	0	1	0		1	0		1	0		1	0		1	0		1	0		1	0
Q0	1	1	1		1	1		0	0		1	1		1	1		1	1		0	0
Q1	0	1	1		1	1		1	1		0	0		1	1		1	1		1	1
Q2	1	0	0		1	1		1	1		1	1		0	0		1	1		1	1
Q3	1	1	1		0	0		1	1		1	1		1	1		0	0		1	1

37-38 счетчики.

Двоичные счетчики

Счетчиком называют функциональный узел, предназначенный для счетов сигнала, по мере поступления входных сигналов счетчик последовательно перебирает свои состояния.

Количество используемых состояний называют модулем пересчета или основанием пересчета или емкостью счетчика. Одно из возможных состояний, обычно нулевое, применяется за начальное состояние счетчика. Если счетчик начал считать с начального состояния, то через каждый модуль пересчета в нем снова устанавливается начальное состояние. Различные схемы счетчиков могут перебирать свои в самом различном порядке. Чаще всего применяют двоичные счетчики, у которых порядок смены состояний триггеров соответствует последовательности двоичных чисел, обычно счетчик перебирает свои состояния в возрастающем состоянии, тогда его называют суммирующим. Если состояние перебираются в убывающем состоянии, то – вычитающий. Если направление перебора может изменяться, то счетчик называют реверсивным. Счетчики, которые в процессе работы для переключения требуют подачи специальных синхросигналов, называют синхронными, а счетчики, у которых для переключения достаточно подать лишь простые входные просчитываемые сигналы называют асинхронными. Обычно счетчик снабжают … общего асинхронного сброса. Имеются также счетчики, в которых есть также входы для параллельной загрузки счетчика произвольным входом.

Двоичные счетчики строят чаще всего на основе Т-триггеров.

Модуль пересчета n-разрядного двоичного счетчика построенного на T-триггерах равен K=2ⁿ.

Связи между триггерами в счетчике могут быть различными, чаще всего используют:

1. последовательный перенос, который делится на непосредственный и прямой (сквозной)

2. параллельный перенос

3. межгрупповой перенос

Счетчик с непосредственной связью:

+1		1		2			3			4				5			6			7		0		1			2
Q0	0	1	0	1		0		1			0		1		0
Q1	0	0	1	1		0		0			1		1		0
Q2	0	0	0	0		1		1			1		1		0

В счетчике с непосредственной связью переключение триггера, вызванного срезом входного импульса происходит триггер за триггером.

Время установления верного кода оценивается задержкой самого худшего случая, это смена всех единиц на все нули. В силу неодновременного переключения триггеров прежде чем верное состояние остановится окончательно на выходах счетчика будут появляться неверные мимолетные коды. Это является недостатком счетчика с непосредственной связью. Достоинством является простота схемы и легкость его наращивания для увеличения разрядности. Счетчики с непосредственной связью бывают только асинхронные.

При реализации функций на логических элементах с недостаточным количеством входов возможен способ построения последовательных цепей элементов с образование недостающих входов. Для реализации много аргументных логических функций наиболее эффективный пирамидальный способ построения схем с разбиением аргументов на группы. В принципе разбиением элементов на группы и форм-е пирамиды может быть любым все зависит от количества входов применяемых логических элементов. Однако пирамидальные схемы выгодно отличаются от последовательных цепочных схем. Так как в пирамиде обрабатываемые пирамидальные схемы имеют меньшую задержку распространения сигнала.

Схема счетчика с параллельным переносом

Принцип параллельного переноса состоит в следующем на входе каждого триггера (кроме самого первого) включен конъюнктор. Входной сигнал +1 поступает параллельно на все конъюнкторы и там, где они открыты вызывает одновременное переключение соответствующих триггеров. На вход каждого конъюнктора, кроме входного сигнала поданы выходы всех триггеров меньше данного разряда. Поэтому при подаче сигнала +1 изменяет свое состояние все те триггеры перед которыми все более младшие триггеры находились в состоянии логической 1. Примером такого счетчика может служить микросхема К561ИЕ10. Где: к - микросхема коммерческая, 561 - № серии, ИЕ – буквенное обозначение счетчиков, 10 – 10-я разработка в серии.

Когда подобный счетчик находится в состоянии – все 1, то формируется сигнал переноса CR с приходом сигнала на входе +1, счетчик сбрасывается в 0. в подобных счетчиках все триггеры начинают переключаться почти одновременно в пределах разброса задержки входных конъюнкторов триггера. Микросхемы счетчиков с параллельным переносом обычно не делают большой разряд из-за необходимости много входовых конъюнкторов поэтому схемы большой разрядности набирают из нескольких малоразрядных счетчиков которые при этом называют группами.