Регистры. Регистрами называют функциональные узлы, предназначенные для хранения n-разрядных двоичных чисел (слов)

Регистрами называют функциональные узлы, предназначенные для хранения n-разрядных двоичных чисел (слов). Основными видами регистров являются параллельный и последовательный.

Схема четырехразрядного параллельного регистра приведена на рис. 18.10. В этой схеме четыре D триггера объединены по входам С. Входами регистра являются входы D-триггеров. Выходы регистра могут иметь ключевую развязку посредством логических элементов "И".

В регистр информация поступает в виде параллельного кода по n проводам. Входы обозначены по разрядам кодовой комбинации . Одновременно на входы С всех триггеров подается логический сигнал "1" – "Запись". Во время фронта импульса С срабатывают все триггеры, принимая состояние входов. Для считывания информации достаточно на входы 1 всех логических элементов "И" подать уровень логической "1". Информация присутствует на выходах ; ; ; в виде параллельного кода на интервале длительности импульса "считывание".

Схема четырехразрядного последовательного (сдвигающего) регистра приведена на рис. 18.11а. На рис. 18.11б приведены временные диаграммы, поясняющие его работу.

Для построения регистра применяются D-триггеры. Схема имеет один вход – "x" и выходы каждого разряда - . Тактовые входы всех триггеров объединены по шине "СС" – сигнал сдвига. На вход первого разряда регистра поступает цифровой сигнал записываемого числа. На вход каждого следующего разряда поступает сигнал с выхода предыдущего разряда. Работой схемы управляет тактовая последовательность импульсов СС. Важно, чтобы период следования СС был равен длительности разряда записываемого кодового числа.

Пусть перед записью все D-триггеры находятся в состоянии . Пусть также на вход Х последовательно во времени поступают разряды кодового числа 1011 (диаграмма х). С поступлением первого импульса СС по его фронту в первый D-триггер записывается первый разряд кодового слова – "1". Во все остальные D-триггеры регистра будет записан "0". Эта информация будет храниться до прихода следующего импульса СС.

К моменту поступления второго импульса СС на вход первого D-триггера воздействует второй разряд кодового слова. Он равен "0". На вход второго D-триггера воздействует сигнал . На вход третьего и четвертого D-триггеров воздействует "0". По фронту второго импульса СС эта информация и записывается в соответствующий триггер. Первый разряд кодового слова сдвинулся во второй разряд регистра, а в первый разряд регистра записан второй разряд кодового слова.

Далее процессы повторяются. Каждый импульс СС продвигает записываемую информацию по разрядам регистра от входа к выходу. Поэтому последовательный регистр часто называют регистром сдвига. Фронтом четвертого импульса СС все разряды кодового числа расположатся в разрядах регистра как показано на рис. 18.11б. В общем случае для записи n разрядов кодового числа потребуется п импульсов СС.

Поступивший на вход Х последовательный код может быть считан с выходов как параллельный, т. е. последовательный регистр позволяет преобразовать последовательный код в параллельный.

Информация, записанная в последовательном регистре, может быть считана с выхода старшего разряда в виде последовательного кода. Для этого достаточно подать n импульсов СС.

Промышленность выпускает регистры в виде интегральных микросхем как параллельные, так и последовательные. Например:

К555 ИР15 – четырехразрядный параллельный регистр;

К555 ИР8 – восьмиразрядный последовательный регистр;

К555 ИР10 – восьмиразрядный сдвиговый регистр, осуществляет

параллельно-последовательную запись информации.