Сдвигающие регистры

Сдвигающие регистры строят только на синхронных RS-, D-, JK-триггерах путем последовательного соединения входов данного триггера с выходами предыдущего (при сдвиге кода в сторону младших разрядов - вправо), либо с выходами последующего (при сдвиге кода в сторону старших разрядов - влево).

Схема сдвигающего регистра на RS Триггерах со сдвигом вправо приведена на рис. 5.4.

Рис. 5.4

Действительно, если подать на S и R входы триггеров парафазную информацию о цифрах a_i в последовательном коде, то каждый раз во время синхроимпульса все триггеры принимают новое состояние от предыдущих триггеров.

Реализация регистра на Д-триггера со сдвигом влево приведена на рис. 5.5. для сдвигающих регистров в основном поле условного обозначения могут указываться направления сдвига:

® вправо, влево, реверсивный.

Рис. 5.5.

Комбинируя схемы сдвига вправо и влево и используя управляющие сигналы, можно построить регистр сдвига в обоих направлениях. Такой регистр называется реверсивным (рис. 5.6).

Рис. 5.6

В этом регистре логические цепи управления допускают сдвиг кода вправо при управляющем сигнале y=1 или влево при у=0. Входы и выходы триггеров в регистре соединены между собой в прямом и обратном направлениях через схемы управления на ИЛЭ 2И-2И-2ИЛИ. Эта логическая схема задает направление сдвига. При этом на D-входе i-го триггера формируется сигнал .

Согласно данному выражению при у=1 на входе i-го триггера действует сигнал от предыдущего триггера , который под действием синхроимпульса записывается на выход i-го триггера. Код сдвигается вправо. При у=0 и на выходе i-го триггера . Код сдвигается влево. В регистрах сдвига влево и вправо разряды двоичного кода выходят за пределы разрядности регистра. Если соединить выход крайнего правого разряда регистра с входом крайнего левого разряда, то получим схему кольцевого (циклического) регистра сдвига. Такой регистр, кроме режима ввода и вывода информации, имеет так же режим хранения информации. Логическая схема, входящая в состав регистра, осуществляет связь входа регистра с его выходом, источником информации и управляющими сигналами y и z.

Рис. 5.7.

Схема кольцевого регистра и временные диаграммы его работы приведены на рис. 5.7.

Основным функциональным узлом этого регистра является трехразрядный сдвигающий регистр, старший разряд которого находится слева (сдвиг информации осуществляется в сторону младших разрядов вправо).

Функционирование всех триггеров регистра, кроме триггера старшего разряда, описывается функцией , отражающей сдвиг записанной в регистр информации в сторону младших разрядов на один разряд во время каждого такта.

.

Последовательный код числа вводится в регистр за три такта работы младшим разрядом впереди при сигналах , так как согласно (1) . При каждом синхроимпульсе в триггер старшего разряда записывается очередной разряд кода числа А и происходит сдвиг кода вправо на один разряд. После трех тактов работы (Q₂=a₂, Q₁=a₁, Q₀=a₀) c выходов триггеров регистра возможно параллельное считывание записанного кода на один разряд вправо.

Последовательный вывод информации производится также за три такта работы. Регистр обнуляется также за три такта при условии подачи управляющих сигналов у=0, z =0, когда согласно (1) z=0.

Режим хранения информации обеспечивается при управляющих сигналах z=1, когда, согласно (1), .

В этом случае при поступлении очередного синхроимпульса код сдвигается вправо, триггер старшего разряда освобождается от старой информации, но принимает информацию Q_i с выхода младшего разряда регистра. Таким образом, записанный в регистре код непрерывно циркулирует в нем.

Все рассмотренные схемы регистров можно реализовать в виде одной схемы универсального регистра. Обычно универсальные регистры выпускаются в виде интегральных микросхем. В зависимости от подавляемых управляющих сигналов такой регистр может работать в режимах регистра памяти, регистров сдвига, реверсивного регистра, кольцевого регистра и т.д. (К155ИР1).