изучение принципов работы регистров хранения.

Последовательный регистр (регистр сдвига) обычно служит для преобразования последовательного кода в параллельный и наоборот. Применение последовательного кода связано с необходимостью передачи большого количества двоичной информации по ограниченному количеству соединительных линий. При параллельной передаче разрядов требуется большое количество соединительных проводников. Если двоичные разряды последовательно бит за битом передавать по одному проводнику, то можно значительно сократить размеры соединительных линий на плате (и размеры корпусов микросхем).Принципиальная схема последовательного регистра, собранного на основе D-триггеров и позволяющего осуществить преобразование последовательного кода в параллельный, приведена на рисунке 2.4а.Рисунок 2.4 – Логическая схема последовательного регистра (а) и его условно-графическое обозначение (б)Преобразование последовательного кода в параллельный осуществляется следующим образом. Отдельные биты двоичной информации последовательно подаются на вход D0. Каждый бит сопровождается отдельным тактовым импульсом, который поступает на вход синхронизации C.Пусть на вход регистра поступает сигнал, временная диаграмма которого изображена на рисунке 2.5, тогда состояние выходов этого регистра будет последовательно принимать значения, представленные в таблице 2.1.Таблица 2.1 – Таблица истинности с пояснениями работы последовательного регистра№ такта1234Q01011Q1х101Q2хх10Q3ххх1После поступления первого тактового импульса логический уровень, присутствующий на входе D0, запоминается в первом триггере и поступает на его выход, а так как он соединен с входом второго триггера, то и на его вход.После поступления второго тактового импульса логический уровень, присутствующий на входе второго триггера, запоминается в нем и поступает на его выход, а так как он соединен с входом третьего триггера, то и на его вход. Одновременно следующий бит запоминается в первом триггере.Рисунок 2.5 – Идеализированная временнаядиаграмма работы сдвигового регистраПосле поступления четвертого тактового импульса в триггерах регистра будут записаны уровни бит, которые последовательно присутствовали на входе D0. Теперь этими битами можно воспользоваться, например, для отображения на индикаторах.2.4 Универсальные регистрыДля выполнения операции сдвига, характерной для работы регистров памяти могут быть использованы последовательно-параллельные микросхемы. Это связано с необходимостью записи в регистр параллельного двоичного кода при преобразовании параллельного кода в последовательный.Переключение регистра из параллельного режима работы в последовательный и наоборот осуществляется при помощи мультиплексора. Использование мультиплексора позволяет входы триггеров регистра либо подключать к внешним выводам микросхемы, либо подключать к выходу предыдущего триггера.Универсальный регистр и схема его работы представлена на рисунке 2.6. Рисунок 2.6 – Логическая схема универсального регистра (а) и его условно-графическое обозначение (б)Подача на вход V нулевого потенциала приводит к отключению входов параллельных данных от входов триггеров. Сигналы же с выхода предыдущего триггера свободно проходит через верхние логические элементы И на вход последующего триггера, так как на его второй вход подается единичный потенциал.Инверторы на входах V и C использованы для усиления входного сигнала по току. В результате входной ток микросхемы будет равен не суммарному току четырех логических элементов И, а входному току инвертора.Условно-графическое изображение универсального регистра приведено на рисунке 2.6, б. Вход последовательного ввода данных на этом рисунке обозначен как DI и отделен от других групп входов чертой. Точно так же выделены в отдельные группы и входы управления V и синхронизации C.ЗаключениеВ результате выполнения работы рассмотрены регистры хранения данных. В первой главе подробно представлены основные принципы, характерные для цифровых устройств. Приведена структура их построения. Показаны элементы цифрового преобразования. Приведены основы цифрового сигнала. Описан импульсный прямоугольный сигнал. Описано историческое развитие цифровой техники. Во второй главе приведено подробное описание регистров хранения данных. Приведено описание различных типов регистров. Указано, что их основу составляют D-триггеры. Приведены ключевые особенности этой структуры. Описана последовательность работы регистров хранения данных. Проанализированы возможные способы эксплуатации данных для указанного типа регистра хранения. Сделаны выводы о возможности работы регистров данных в различных цифровых устройствах. Список использованных источниковОсновы промышленной электроники / Под ред. В.Г. Герасимова. М.: Высш. шк., 1986, - 336 с.Лабораторные работы по основам промышленной электроники / Под ред. В.Г. Герасимова. М.: Высш. шк., 1989, - 175 с.Волович Г.И. Полностью дифференциальные операционные усилители // Современная электроника, № 5 2008, с. 16 – 19. Carter B. A Differential OpAmp Circuit Collection. Application report SLOA064. Texas Instruments. July 2010.Волович Г.И. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств. Додэка XXI, 2009.Гутников, В. С. Интегральная электроника в измерительных устройствах / В. С. Гутников. – Л. : Энергоатомиздат, 1998. – 203 c.И . Р . Добровинский , Е . А . Ломтев , Ю . Т . Медведик , П . М . Стеблев , А . А . Трофимов. Использование топологических графов для расчета схем узлов средств измерений на операционных усилителях и анализа их погрешностей. Тлостанов Ю.К. Лабораторный практикум по дисциплине "Основы цифровой техники". – Каб.-Балк. ун-т, 2002. – 110 с.Малахов О.С., Радионов А.А. Схемотехника цифровых электронных устройств: учеб.пособие. – Магнитогорск: ФГБОУ ВПО «МГТУ», 2012. – 152 с.Касьянов А.Н. Micro-Cap в схемотехнике: Учебное пособие. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004. 112с.Лачин В.И., Электроника: Учеб. пособие: 3-е изд., перераб. и доп. Ростов н/Д: Изд-во Феникс, 2002. – 576 с.Тлостанов Ю.К. Лабораторный практикум по дисциплине "Основы цифровой техники". – Каб.-Балк. ун-т, 2002. – 110 с.Малахов О.С., Радионов А.А. Схемотехника цифровых электронных устройств: Учеб.пособие. – Магнитогорск: ФГБОУ ВПО «МГТУ», 2012. – 152 с.Лицин К.В. Схемотехника: Лабораторный практикум. – Новотроицк: НФ НИТУ МИСиС, 2017. – 85 с.