Последовательно-параллельные регистры.

Последовательные регистры находят ограниченное применение. Широкое распространение получили последовательно-параллельные регистры. На их базе строятся преобразователи кодов из последовательного в параллельный и из параллельного в последовательный. Для реализации параллельного вывода информации в последовательном регистре достаточно использовать выходы Q_i всех триггеров. Чтобы реализовать ввод информации как в последовательном, так и в параллельном виде, можно использовать D-триггеры с асинхронной установкой в ноль или единицу. Пример такой схемы приведен на рис. 9.30.

Как и в последовательном регистре, ввод информации в последовательном коде осуществляется по входу V. Для тактирования сдвига синхровходы всех триггеров объединены. Для возможности введения кода числа в параллельном виде используются элементы И-НЕ ЛЭ1_i и ЛЭ2_i в i-х разрядах. Элемент ЛЭ1_i осуществляет функцию стробирования и инвертирования разряда D_i при единичном уровне управляющего сигнала «параллельная запись». В результате на вход S установки в единицу триггера Т_i проходит инверсное значение разряда параллельного кода числа только в том случае, если сигнал разрешения на линии «параллельная запись» имеет единичное значение. Элемент ЛЭ2_i выполняет функцию инвертирования сигнала с элемента ЛЭ1_i и передачи его на вход R сброса триггера Т_i также по активному уровню сигнала разрешения параллельной записи. В результате парафазный код всех разрядов параллельного кода проходит на соответствующий триггер только при активном уровне сигнала разрешения параллельной записи. Поскольку элементы ЛЭ_i имеют инверсные выходы, то триггеры Т_i должны иметь инверсные входы R и S.

Рис. 9.30. Схема последовательно-параллельного регистра.

На рис.9.31 приводится еще один вариант схемы реверсивного регистра, но с функцией параллельной записи. Схема идентична рассмотренной ранее на рис.9.29 схеме последовательного реверсивного регистра, но вентили И-ИЛИ-НЕ в этой схеме используются не только для выбора разряда подключаемого триггера, но и для записи во все триггеры параллельного кода. Сигнал синхронизации C в схеме используется как для сдвига, так и для записи.

Рис.9.31. Схема реверсивного последовательно-параллельного регистра.

Если выход последнего триггера в регистре сдвига соединить с входом первого, то получится кольцевой регистр сдвига. Записанная в его разряды информация под воздействием сдвигающих импульсов будет циркулировать по замкнутому кольцу. Кольцевой регистр иначе называется кольцевым счетчиком. Его модуль счета равен числу разрядов n последовательного кода. Единица, записанная в один из разрядов, периодически будет появляться в нем после того, как будут поданы n сдвигающих импульсов. Если в регистре сдвига к входу первого триггера подключить не прямой выход последнего триггера, а инверсный, то получится так называемый счетчик Джонсона. В счетчике Джонсона в первом цикле сдига будет происходить сдвиг прямого кода, а во втором – инверсного. После чего в счетчик будет записываться уже дважды проинвертироанный код, т.е. прямой. Таким образом, модуль счета его будет вдвое больше, чем у обычного кольцевого счетчика, т.е. будет равен величине 2n.

Контрольные вопросы

1. Поясните принципы организации ПЦУ.

2. В чем состоит отличие синхронного RS-триггера от синхронного JK-триггера?

3. Что такое входы асинхронной установки в нуль и единицу?

4. В каких типовых ПЦУ используются в качестве элементной базы D- и T-триггеры?

5. Приведите схемы реализации триггеров RS-, D- и T-типов на базе синхронных JK-триггеров.

6. Чем отличается динамическое управление от статического и каким образом динамическое управление реализуется схемотехнически?

7. Чему равны K_сч восьмиразрядного двоичного и восьмиразрядного двоично-десятичного счетчиков?

8. Изобразите схему и временные диаграммы работы трехразрядного двоичного вычитающего счетчика на основе T-триггеров с инверсным динамическим счетным входом.

9. В чем отличие схем и принципов функционирования счетчиков с параллельным и сквозным переносами?

10. В чем заключается принцип построения недвоичных счетчиков и как реализовать счетчик с К_сч=18 на базе двоичных счетчиков?

11. Объясните принцип работы последовательно-параллельного регистра.