СКАЧАТЬ:  uca-laba.zip [225,35 Kb] (cкачиваний: 202)

Теоретическая часть

Регистры

Регистром называется устройство, осуществляющее прием, хранение преобразование и выдачу чисел в двоичном коде. Информация в регистре хранится в виде числа. Он включает в себя отдельные триггеры, количество которых соответствует числу разрядов двоичного кода и логические элементы.

Регистры выполняют ряд микроопераций над словами:

· прием слова в регистр в прямом и обратном коде, данные хранятся в регистре, пока не появится команда на их смену;

· выдача слова из регистра в прямом и обратном коде;

· выполнение поразрядных логических операций над несколькими словами;

· сдвиг кода вправо или влево на требуемое число разрядов, преобразование параллельного кода в последовательный и наоборот.

По способу записи и считывания кода числа в регистре следует различать параллельные (хранения, памяти) и последовательные (сдвиговые) регистры:

Параллельный регистр. В параллельных регистрах операции записи и считывания информации осуществляются во всех разрядах одновременно. Схема трехразрядного регистра на D-триггерах, построенного в пакете Electronics Workbench, приведена на рисунке 1. Информация поступает в виде параллельного кода, т.е. все разряда одновременно по n (n=3) проводам. Таким образом, информация в параллельном регистре хранится в параллельном коде, поэтому параллельный регистр называют регистром памяти. Информация, считываемая с выходов триггеров, проиллюстрирована на временной диаграмме (см. Рис. 2).

Рис. 1

Рис. 2

Последовательный регистр. В последовательных регистрах запись кода числа начинается с первого разряда путем последовательного продвижения информации с помощью тактовых импульсов. Сдвиговые регистры обычно реализуются на RS-, JK- или D – триггерах, и различия между ними связаны, главным образом, с методом обработки входных и выходных данных.

Схема трехразрядного последовательного регистра, выполненного на D-

триггерах, приведена на рис. 3. Временная диаграмма, иллюстрирующая работу регистра показана на рис. 4. Записываемое число поступает по одному входу в виде последовательного кода, т.е. значение разрядов передаются последовательно, подобно тому, как мы прочитываем многоразрядное число, например: “тысяча триста сорок два” – 1342. В общем виде: n-разрядный регистр запоминает n-разрядное число за n-тактовых импульсов. Поступивший на вход последовательный код преобразуется в регистре в параллельный код: число может быть считано с выходов триггеров. С поступлением каждого тактового импульса записанная информация сдвигается в регистре (движение от входа к выходу), поэтому последовательный регистр называют регистром сдвига.

Рис. 3

Рис. 4

Сдвиг информации на один разряд равнозначен умножению кода на 2. Например, записано число 101 (в десятичном коде 5), сдвигаем его на один разряд влево и получаем 1010 (десятичном коде 10). Информация, записанная в последовательном регистре, может быть считана с выхода его старшего разряда в виде последовательного кода: если после записи в регистр числа вновь подать тактовые импульсы, число поразрядно будет прочитываться на выходе старшего разряда и оттуда может быть передано к другим считывающим цепям.

Расчетная часть

1. Спроектировать четырехразрядный последовательный и параллельный регистр. Используя пакет Electronics Workbench, построить данные схемы и проанализировать работу регистров с помощью логического анализатора.

Последовательный четырехразрядный регистр на D-триггерах.

Параллельный четырехразрядный регистр на D-триггерах.

2. Собрать схему 4хразрядного сдвигающего регистра с параллельным выходом Q₀…Q₃ на синхронных JK – триггерах  и исследовать ее работу.

3. Провести моделирование регистра хранения 74133 . При моделировании необходимо выбрать с помощью генератора слова двоичные комбинации, которые позволяют проверить все режимы его работы. Составить таблицу состояния.

4. Проведите моделирование регистра 74195 в режиме приема данных.