Ввод информации с использованием информационного входа и входа синхронизации триггера.

Если регистр организован на D-триггерах, то по положительному фронту тактового сигнала Тзап, поступающему на входы синхронизации С, рисунок 1.4, информация, присутствующая на входах Di, записывается в регистр.

Информация в регистре сохраняется до момента выключения питания схемы или записи новой информации.

Рис. 1.4 – Запись информации параллельным кодом

На рисунке 1.5 представлена схема параллельного регистра на JK-триггерах.

В данном случае необходим парафазный код числа. Прямой код D1, D2, …, Dm подается на входы J, обратный код – на входы К.

Рис. 1.5 – Запись информации парафазным кодом

Регистры сдвига. В регистрах сдвига все триггеры соединены в последовательную цепочку (выход каждого предыдущего триггера соединен со входом D следующего триггера). Входы синхронизации С всех триггеров объединены между собой.

По тактовому сигналу содержимое каждого предыдущего триггера переписывается в следующий по порядку в цепочке триггер. Код, хранящийся в регистре, с каждым тактом сдвигается на один разряд в сторону старших разрядов или в сторону младших разрядов в зависимости от организованных связей.

Для регистров сдвига указывается направление сдвига:

· → вправо (основной режим, который есть у всех сдвиговых регистров);

· ← влево (этот режим есть только у некоторых, реверсивных сдвиговых регистров);

· ↔ реверсивный (двунаправленный), т. е. записанную информацию можно сдвигать по линейке триггеров вправо или влево. Для включения режима сдвига предусматривают специальный управляющий вход.

Направление сдвига отражает внутреннюю структуру регистров сдвига, рисунок 1.6. При этом триггеры нумеруются слева направо, например, от 0 до 7.

В результате сдвиг информации регистром вправо представляет собой сдвиг в сторону разрядов, имеющих большие номера (старших разрядов), т.е. на вход D число подается, начиная со старшего разряда.

Рис. 1.6 – 8-ми разрядный регистр сдвига вправо

Сдвиг информации регистром влево – это сдвиг в сторону разрядов, имеющих меньшие номера (младших разрядов), т.е. на вход D число подается, начиная с младшего разряда, рисунок 1.7.

 

Рис. 1.7 – 4-х разрядный регистр сдвига влево

 

Однако, как известно, в любом двоичном числе слева расположены старшие разряды, а справа – младшие разряды. О такой особенности необходимо помнить разработчику цифрового прибора.

Все регистры сдвига строятся на базе двухступенчатых триггеров или синхронизируемых фронтом синхроимпульса. Регистры сдвига могут быть построены и на триггерах одноступенчатой структуры. В этом случае в каждом разряде регистра нужно использовать два триггера, которые управляются двумя сдвинутыми во времени тактовыми импульсами. Если бы в регистре были применены одноступенчатые триггеры по одному на разряд, то правило работы регистра было бы нарушено: при первом же импульсе сдвига информация, записавшись в первый разряд, перешла бы во второй, затем в третий и т.д.

Реверсивные регистры сдвига объединяют в себе свойства регистров прямого и обратного сдвига.

Разряд реверсивного регистра представлен на рисунке 1.8.

Рис. 1.8 – Разряд реверсивного регистра Способы вывода информации из регистра. Т.к. регистры строятся на триггерах, а триггер имеет прямой Q и инверсный выходы, то существует несколько способов вывода информации из регистра.1. Вывод прямым параллельным m-разрядным кодом на m-разрядную шину, рисунок 1.9. Для вывода информации подается сигнал Твыв.пр.пар высокого уровня. Причем сигнал Твыв.пр.пар должен быть подан после сигнала Тзап (должно соблюдаться условие Тзап * Твыв.пр.пар = 0) и необходимо учитывать время задержки самого триггера, на котором реализован регистр. Рис. 1.9 – Вывод информации прямым m-разрядным кодом на m-разрядную шину   2. Вывод обратным параллельным m-разрядным кодом на m-разрядную шину, рисунок 1.10. Для вывода информации подается сигнал Твыв.обр.пар высокого уровня. При подаче управляющих сигналов должно соблюдаться условие Тзап * Твыв.обр.пар = 0.   Рис. 1.10 – Вывод информации обратным m-разрядным кодом на m-разрядную шину 3. Прямым или обратным параллельным m-разрядным кодом на m-разрядную шину, рисунок 1.11. Сигналы Твыв.пр и Твыв.обр подаваться вместе не могут, т.е. должно соблюдаться условие Твыв.пр * Твыв.обр = 0. В зависимости от поданного в данный момент времени сигнала вывода выход Yi соответствует прямому (Qi) или обратному ( i) кодам. Рис. 1.11 – Вывод информации прямым или обратным m-разрядным кодом на m-разрядную шину 4. Парафазным m-разрядным кодом (прямой m-разрядный код на одну шину, обратный m-разрядный код – на другую шину). Из рисунка 1.12 видно, что при подаче управляющего сигнала Твыв.параф на одну m-разрядную шину выводится прямой код числа, а на вторую m-разрядную шину выводится обратный код числа. Для корректной работы схемы должно соблюдаться условие Тзап * Твыв.параф = 0. Рис. 1.12 – Вывод информации парафазным m-разрядным кодом   Все перечисленные способы действительны и для последовательного вывода информации из регистра.

 

 

Счетчики. Понятие, классификация. Двоичные асинхронные счетчики на JK-триггерах. Двоичные синхронные счетчики на JK-триггерах. Реверсивные счетчики. Счетчики с последовательным переносом на Т-триггерах. Построение недвоичных асинхронных счетчиков.

Счетчик представляет собой устройство, которое осуществляет счет сигналов, поступающих на его вход, и хранение накапливаемой величины. Счетчик, образованный цепочкой из m триггеров, может подсчитать в двоичном коде 2m импульсов, т.е. его коэффициент (модуль) счета Ксч = 2m. Каждый из триггеров называется разрядом счетчика. К основным параметрам счетчика, кроме Ксч, относятся разрешающая способность (tр) и время установления кода (tуст).Разрешающая способность – минимально допустимый интервал времени между входными импульсами, при котором еще не происходит сбоя, т.е. пропуска счета сигналов.Время установки кода – это интервал времени между моментом по-ступления на вход импульса счета и моментом завершения перехода счетчика в нулевое состояние.По направлению счета счетчики классифицируются следующим образом: суммирующие, вычитающие, реверсивные.

По способу организации внутренних связей счетчики классифициру-ются как:

• с последовательным переносом (асинхронные счетчики),

• с параллельным переносом (синхронные счетчики),

• с комбинированным переносом,

• кольцевые.

Реверсивные счетчики изменяют направление счета под воздействием управляющего сигнала. На Рис. 2 и 3 видно, что счетчики прямого и обратного счета различаются лишь точкой съема сигнала, подаваемого с предыдущего разряда на последующий. Если управляющий сигнал перестраивает межразрядные связи, перенося точку съема сигнала с одного выхода триггера на другой, то реализуется схема реверсивного счетчика (Рис. 4).