Регистры. Устройство, принцип работы

Регистрами называют логические устройства, предназначенные для запоминания и хранения цифровых кодов. Построение регистров выполняют на триггерах. Операцию передачи цифрового кода в регистр и из регистра можно осуществлять последовательно и параллельно.

На рис.9.13 изображено условное обозначение и схема четырёхразрядного регистра параллельного действия, построенного на синхронных D – триггерах. Регистр имеет четыре входа D₁÷D₄ информационных и один синхронизирующий вход С.

B исходное нулевое состояние логических сигналов на всех выходах Q₁ ÷ Q₄ ,

регистр устанавливается при подаче на синхронизирующий вход С сигнала лог.1 и на все информационные входы D сигнала лог “0”. Запись двоичного числа производится при одновременной подаче на информационные входы D₁÷D₄ кода числа.

Рис.9.13. Условное обозначение и схема четырёхразрядного регистра параллельного действия

Триггеры, на информационные входы которых подаются сигналы лог. 1 , переводятся в состояния 1, остальные останутся в состоянии 0. Записанное число считывается с выходов Q₁÷Q₄.

Для запоминания числа и сдвига влево используется схемы сдвигающего регистра. На рис.9.14 приведено условное обозначение и логическая схема сдвигающего регистра. Регистры такого типа используют в качестве преобразователей последовательного кода в параллельный код.

Регистр имеет два входа: на вход С поступают динамические импульсы сдвига, являющимися положительными импульсами, изменяющимися во времени; вход D является информационным входом.

При записи числа в сдвигающий регистр цифровой двоичный код подается на информационный вход D триггера Т₁, начинается со старшего разряда. При этом положительные импульсы сдвига поступают на счётные входы С триггеров.

Работу регистра рассмотрим на примере записи числа 1011. С приходом импульса сдвига на вход С и подаче на вход D единицы старшего разряда числа, триггер Т₁ переводится в состояние 1 (Q₁). В регистре используются элементы задержки ЭЗ, которые осуществляют задержку во времени перемещения сигнала с одного триггера на другой. При подаче очередного импульса сдвига на вход С и подаче на вход D второго разряда (нуля) числа, на выходе Q₁ появится 0 , а 1 из триггера Т₁ через элемент ЭЗ переместится в триггер Т_2. С приходом очередного импульса сдвига на вход С и подаче на вход D третьего разряда (единицы) числа, триггер Т₁ установится в 1 и т.д. Путём последовательной подачи кодов чисел на вход D и импульсов сдвига на вход С, число записывается в регистр.

Рис.9.14. Условное обозначение и логическая схема сдвигающего регистра

Считывание чисел осуществляется параллельным кодом с выходов Q₁ ÷ Q₄ или последовательным кодом с выхода Q₄ путем последовательной подачи импульсов сдвига. На рис.9.15 приведена таблица истинности сдвигающего регистра.

Рис.9.15. Таблица истинности сдвигающего регистра