Исследование работы регистров

Регистром называется устройство, предназначенное для запоминания слова, а также для выполнения над словом некоторых логических преобразовании. Регистр представляет собой совокупность триггеров, число которых соответствует количеству разрядов в слове, и вспомогательных схем, обеспечивающих выполнение некоторых операции среди которых могут быть:

§ установка регистра в " 0" (" сброс")

§ прием слова из другого устройства (регистра, сумматора, и т.д.)

§ передача слова в другой регистр

§ сдвиг слева направо (от младших разрядов к старшим) или влево на требуемое число разрядов

§ преобразование последовательного кода слова в параллельный и наоборот

§ поразрядные логические операции

Для построения регистров возможно использование D-, RS- и JK триггеров.

По способу ввода и вывода регистры подразделяются на параллельные (регистры памяти) и последовательные, которые, в свою очередь, делятся на собственно последовательные регистры сдвига и параллельно-последовательные регистры. В регистрах памяти ввод хранимого числа и его вывод выполняется в параллельном коде. При этом время ввода (вывода) всего числа равно времени ввода (вывода) одного разряда. В регистрах сдвига число вводится и выводится в последовательном коде разряд за разрядом. Время ввода (вывода) m-разрядного двоичного числа в регистр равно m∙ Tc, где Тс - период следования импульсов сдвига. В параллельно-последовательных регистрах ввод числа может выполняться в параллельном коде, а вывод - в последовательном и наоборот.

Рассмотрим работу регистров на примере универсального сдвигового регистра К155ИР13 (SN74198).

Условное обозначение универсального сдвигового регистра К155ИР13 с указанием номеров ножек ИС показаны на рис.1.1.

Рис.1.1

В работе регистра сдвига возможны следующие режимы: " Хранение", " Параллельная загрузка", " Сдвиг вправо" и " Сдвиг влево". Управление режимами осуществляется сигналами, поступающими на входы S0 и S1.

Если S0=0, S1=0 – это режим хранения информации.

Если S0=1, S1=0 – это режим сдвига влево информации, поступающей на вход DSL.

Если S0=0, S1=1 – это режим сдвига вправо информации, поступающей на вход DSR.

Если S0=1, S1=1 – это режим параллельной загрузки информации, поступающей на входы D0 – D7 с одновременным выводом этой информации на выходах Q0 – Q7.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

Познакомиться с принципами построения и работой регистров. Приобрести навыки проверки интегральных схем регистров. Научиться моделировать и производить анализ работы различных схем регистров.

ХОД РАБОТЫ:

1. Собрать в поле окна Workbench схему по рисунку 1 для исследования регистра. При подключении логической схемы использовать выводы генератора слов, указанные преподавателем.

2. Развернуть генератор слов (WordGenerator), установить значения для проверки регистра.

3. Кнопкой “Пуск” запустить исследуемую схему.

4. Заполнить таблицу состояний регистра

5. Зафиксировать с помощью логического анализатора выходные реакции регистра.

6. Внести в отчет схему, развернутый генератор слов и результат моделирования с «Логического анализатора» в виде временных диаграмм. По результату моделирования определить тип регистра.

Рис.1

1. Собрать в поле окна Workbench схему по рисунку 2 для исследования регистра.

2. Установить значения входных сигналов регистра с переключателей 1 и 2 для проверки схемы.

3. Кнопкой “Пуск” запустить исследуемую схему.

4. Повторить п.п. 2 и 3 для всех состояний переключателей.

5. Заполнить таблицу состояний регистра

6. Зафиксировать с помощью логического анализатора выходные реакции регистра.

7. Внести в отчет схему и результат моделирования с «Логического анализатора» в виде временных диаграмм. По результату моделирования определить тип регистра.

8. Сделать выводы

Рис.2

ПРИМЕРНЫЕ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1 Что из себя, представляет регистр и какие функции он может выполнять?

2 Назовите типы регистров и их возможные применения.