Синтез реверсивного регистра с использованием мультиплексора

Синтезируем один разряд реверсивного регистра сдвига, способного выполнять кроме сдвига микрооперацию параллельного приёма. Предполагаем применение в регистре D-триггеров с динамическим управлением. Для выбора режима работы регистра используем два управляющих сигнала: E0 и E1. Пусть при E0=E1=1 выполняется микрооперация параллельного приёма, при E0=E1=0 регистр хранит предыдущее состояние, при двух других комбинациях управляющих сигналов реализуются сдвиги в разных направлениях. Заметим, что микрооперация «хранение» может быть реализована или путём запрета записи или путём перезаписи состояния регистра. Запрет записи может быть реализован запретом действия импульса синхронизации. Выберем для реализации операции хранения путь перезаписи - повторения состояния регистра.

Синтез сводится к синтезу комбинационной схемы на входе D триггера. Пусть номер разряда i. Определим функцию возбуждения для информационного входа триггера:

где A_i– соответствующий разряд записываемого параллельно в регистр слова A.

Проверим справедливость предложенного выражения. Если E0=E1=1 функция возбуждения на входе D триггера равна: . То есть происходит запись нового числа в регистр по активному сигналу синхронизации. Если E0=E1=0, то справедливо: . С прямого выхода триггера данного разряда переписывается информация в тот же триггер. В результате триггер не меняет своего состояния. При E1≠E0 происходит запись в данный разряд информации с одного из соседних разрядов. Таким образом, предложенное выражение справедливо.

Используем на входе D триггера i–того разряда мультиплексор на четыре входа с сохранением функции управляющих сигналов. Для этого случая схема одного разряда регистра, выполняющего все требуемые микрооперации, предложена на рисунке 4.5.

В сериях элементов ТТЛ имеется микросхема восьмиразрядного регистра типа К555ИР13, которая реализует рассмотренный набор микроопераций и микрооперацию сброса регистра в ноль с помощью асинхронного входа.

Рис. 4.5. – Схема одного разряда реверсивного регистра сдвига

Задание для практики

Практика №1.

Синтезировать реверсивный десятиразрядный регистр сдвига на одну позицию. Использовать триггеры типа D. При сдвиге вправо и влево в крайний разряд загружать единицу. Реализовать схему в пакете Electronics WorkBench.