Регистры (параллельные, последовательные, реверсивные): определение, функциональная схема, временная диаграмма работы регистра, примеры использования, микросхемное исполнение, сравнительные характеристики регистров разных серий микросхем
Особенностью последовательных логических устройств является зависимость выходного сигнала не только от действующих в настоящий момент на входе логических переменных, но и от исходных значений переменных, которые действовали на входе в предыдущие моменты времени (т.е. значения переменных запоминаются логическим устройством)
Регистр - последовательное устройство, предназначенное для записи, хранения и/или сдвига информации, представленной в виде многоразрядного двоичного кода
Рис. 1. Условное обозначение регистра.
Содержание
Регистр хранения
Рис. 2. Схема регистра хранения.
Состоит из четырех D -триггеров (однотактовые регистры)
c≡WR - вход записи
td - время записи
операция записи происходит одновременно во все триггеры
Регистр сдвига
Рис. 3. Принципы сдвига влево и вправо.
Сдвиг влево - сдвиг в сторону старших разрядов. Сдвиг вправо - сдвиг в сторону младших разрядов.
Схема сдвига влево:
Рис. 4. Схема сдвига влево.
Сдвиговый регистр выдает информацию в последовательном виде (в отличие от регистров хранения, в которых информация выдается в параллельном виде)
Сдвиг - одна из самых быстрых операций, т.к. выполняется за один такт
Аналогично выглядит регистр сдвига вправо:
Рис. 5. Схема сдвига вправо.
При замыкании (DI−Q0) получим циклический сдвиговый регистр
Реверсивный сдвиговый регистр
Рис. 6. Схема реверсивного сдвигового регистра.
В сдвиговый регистр можно записывать информацию только в последовательном режиме, поэтому требуется универсальный регистр, который мог бы обеспечивать сдвиг и хранение информации
Универсальный сдвиговый регистр (схема для i-ого разряда)
Рис. 7. Схема i-ого разряда универсального сдвигового регистра.
При WR=0 нижние конъюнкции равны нулю, остальные равны единице - регистр работает в режиме сдвига.
При WR=1 по приходу синхронизирующего сигнала записи DI - верхние две конъюнкции неактивны (смотри временные диаграммы)
Рис. 8. Иллюстрация ошибки в приходе сигналов на схему (рис. 7), приводящей к отсутствию записи в триггер.
Решение - использование универсального триггера с асинхронными входами позволяет при переходе сигнала на вход С и при WR = 1, всегда будет осуществляться запись в триггер.
Рис. 9. Схема i-ого разряда универсального сдвигового регистра (правильная).
В независимости от прихода С будет осуществляться запись в информационный канал DIi (при DIi=1 S = 1, следовательно, будет происходить запись 1; при DIi=0 R = 1, следовательно, будет происходить запись 0). Также этот универсальный сдвиговый регистр позволяет осуществлять хранение (если нет сигнала на R, S, C) и сдвиги влево и вправо.
Для получения циклического регистра можно подать сигнал с выхода последнего триггера на вход ("замкнуть").
| 
