Схемотехника. Изучение регистров (лабораторная работа)

  • 11 нояб. 2010 г.
  • 2171 Слова
Федеральное агентство по образованию

РЫБИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АВИАЦИОННАЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ им. П.А. Соловьева

Кафедра ВС

А.В. Гусаров

Изучение регистров

Лабораторная работа по курсу
«Схемотехника ЭВМ»

Рыбинск – 2005 г.

Цель работы:
1) Изучить принцип работы и структуру регистров данных и сдвиговых регистров.
2) Приобрести навыки в сборке,наладке и экспериментальном исследовании различных схем регистров.

1. Теоретические сведения

Регистры данных

Регистры данных предназначены для записи и хранения информации. В зависимости от способа записи информации и ее передачи от входа к выходу различают статические и динамические регистры. В статических регистрах информация записывается по уровню, а в динамических регистрах – пофронту синхроимпульса.
Рассмотрим временные диаграммы работы статических регистров на примере одноразрядного регистра с входом данных D, входом записи C и выходом данных Q (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Временные диаграммы работы статических регистров

Данные регистры называют «регистры-защелки». Они применяются в микропроцессорных системах в качестве портов вывода и для «защелкивания» адреса идругой информации; управляются сигналами, формируемыми микропроцессором.
Рассмотрим временные диаграммы работы динамических регистров на примере одноразрядного регистра с входом данных D, входом записи C и выходом данных Q (управление по переднему фронту) (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Временные диаграммы работы динамических регистров

Динамические регистры применяются в схемах конечныхавтоматов (основное назначение), так как только регистры данного типа могут обеспечить работоспособность схемы автомата, а также в качестве портов ввода и портов вывода в микропроцессорных системах, если необходима «привязка» вводимых и выводимых данных к определенному моменту времени (задается приходом переднего или заднего фронта импульса).
Для исследования регистров данных следует собратьсхему, изображенную на рис. 1.3.

Рис. 1.3. Схема для исследования работы регистров
Прямоугольник, обозначенный «RG», обозначает исследуемый регистр. Для исследования регистра с динамическим управлением используется один из D-триггеров установки УМ11 или УМ11 или JK-триггер.
Для исследования регистра со статическим управлением собирается схема, изображенная на рис. 1.4.

Рис.1.4. Схема для исследования работы статических регистров

Поясним работу схемы. При нулевом уровне на входе «Сброс» на выходах элементов DD2 и DD5 будет единичный уровень, а на выходе Q элемента DD4 будет нулевой уровень независимо от значений на входах D и C. При единичном уровне на входе «Сброс» схема функционирует следующим образом.
Элементы DD4 и DD5 образуют асинхронныйRS-триггер, элементы DD1 ÷ DD3 формируют цепи управления RS-триггером на элементах DD4 и DD5 так, что схема в целом образует синхронный RS-триггер. Так, элемент DD1 обеспечивает подачу на элементы DD2 и DD3 парафазного сигнала D, что исключает одновременную подачу активных уровней сигналов R и S на входы асинхронного RS-триггера. При нулевом уровне на входе C значения R и S равны «1», и триггер хранит своепредшествующее состояние. При единичном уровне сигнала C работу триггера определяет значение D. Если D = «0», то на выходе DD2 будет «1», на выходе DD3 будет «0», соответственно на выходе DD5 и на нижнем входе DD4 будет «1», как и на верхнем входе DD4, поэтому на выходе Q будет «0». Если D = «1», то на выходе DD2 будет «0», что приведет к появлению на выходе Q значения «1». Если теперь значение Cстанет равным «0», то на всех входах DD5 будет «1», на выходе DD5 будет «0», соответственно этот «0» появится на нижнем входе DD4 и удержит на выходе значение «1».
Сдвиговые регистры

Определение. Регистром сдвига (сдвиговым регистром) называется последовательное цифровое устройство, позволяющее сдвигать записанную в него информацию вправо или влево при поступлении на его тактовый...
tracking img