Регистр сдвига на один разряд

На рис. 5.1(а) изображена схема четырехразрядного регистра сдвига на один разряд вправо на D-триггерах. Для реализации функции сдвига вправо необходимо соединить прямой выход триг-

гера i- го разряда с входом D триггера (i+ 1)-го разряда. Объединен- ные синхронизирующие входы всех триггеров образуют шину сдвига.

Сдвиг на один разряд выполняется подачей одного импульса на шину сдвига. В момент поступления импульса значения сигналов на входе D каждого триггера определяют его переход в новое со- стояние. Это новое состояние каждый триггер принимает после окончания синхроимпульса (данный триггер переключается по заднему фронту синхроимпульса). На рис. 5.1(б) приведена вре- менная диаграмма, поясняющая работу регистра сдвига.

Рис. 5.1. Регистр сдвига (а) и диаграмма его работы (б)

 

Последовательный входной сигнал DП0 — это новый бит, кото- рый «вдвигается» с одного конца на данном такте. Этот бит появ- ляется на последовательном выходе Q 3 спустя 4 такта и теряется на следующем такте (см. рис. 5.1). Таким образом, n -разрядный ре- гистр сдвига с последовательным вводом и последовательным вы- водом можно использовать для задержки сигнала на п тактов.

Если у регистра сдвига с последовательным вводом выведены наружу выходы всех триггеров и они доступны для других схем (см. рис. 5.1), то таким регистром можно воспользоваться для вы- полнения преобразования последовательного кода в параллельный.

Регистр сдвига на k разрядов

Если регистр выполняет микрооперацию сдвига на один разряд, то для сдвига кода на k разрядов необходимо подать k импульсов сдвига. Для уменьшения времени, требуемого для k- разрядного сдвига, в регистре можно организовать цепи сдвига кода одновре- менно на k разрядов.

Регистр сдвига на два разряда вправо, построенный на D- триггерах, приведен на рис. 5.2. Цепи сдвига соединяют выход i -го триггера регистра с входом D (i-2)-го триггера.

 

Из (i+3)-го разряда

 

 

Из (i+4)-го разряда

 

С

 

Рис. 5.2. Регистр сдвига на два разряда

 

В (i-2)-й разряд

 

В (i-3)-й

разряд

 

Реверсивные регистры сдвига

В цифровых устройствах часто используют регистры, на кото- рых выполняется как микрооперация сдвига кода влево, так и мик- рооперация сдвига кода вправо. Регистры, выполняющие как ле- вый, так и правый сдвиги, называют реверсивными регистрами сдвига. Схема такого регистра на D-триггерах показана на рис. 5.3.

Данный регистр помимо шины сдвига С имеет управляющий вход У. Его назначение состоит в том, чтобы из двух микроопе- раций сдвига, выполняемых регистром, выбрать одну, требуе- мую в данный момент времени. Таким образом, сигнал, посту- пающий на вход У, настраивает определенную цепь сдвига от одних триггеров к другим и запрещает работу остальных цепей. При У = 0, информация сдвигается от Q 0 к Q 3, а при У = 1 — от Q 3 к Q 0 (см. рис. 5.3).

 

Рис. 5.3. Реверсивный регистр сдвига

Очевидно, на одном и том же регистре можно организовать вы- полнение нескольких различных сдвигов как влево, так и вправо. При этом увеличивается и число управляющих входов.