Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 2. Проектирование устройств на цифровых ИС (1987) (1092082), страница 32
Текст из файла (страница 32)
элементы И, обозначенные цифрой О, освобождены для приема информации. Из схемы видно, что у Р-триггеров третьи входы логических элементов И соединены с выходами Я. Если на входы триггера подать тактовый импульс, то триггер примет на себя информацию, которая была записана ранее. Другимисловами, в конечном счете не произойдет ничего. По команде тактового импульса Р-триггеры будут удерживать ранее записанную информацию. Если А=Н и В=Ь, то на двух входах логических ключевых элементов, обозначенных цифрой 1, уровни сигналов станут высокими. На ключевые элементы будут поступать сигналы А и В. С третьим входом соединен последовательный вход «сдвинуть вправо». Для триггера В эта информация будет внешней, для триггера А эта информация будет с выхода Яээ триггера В. Если теперь подать тактовый импульс, то триггер А примет информацию с триггера В, а сам триггер В получит информацию (О или 1), которая поступит извне с последовательного входа (слева внизу).
Смещенный бит (А) можно получить с последовательного выхода 9лэ. В результате проведенной операции сдвига мы переместили информацию в регистре на один шаг вправо (на рисунке это сдвиг вверх), в то время как триггер В получил информацию извне. Если модовым сигналом выбрать сигнал второго ключевого элемента схемы селектирования (А=Ь; В=Н), то тогда сдвигинформации произойдет сверху вниз, что соответствует команде «сдвинуть влево».
Триггер А примет информацию извне (на рисунке слева вверху, линия со стрелкой вниз), а триггер В возьмет на себя информацию с триггера А. Если выбрать ключевой элемент, обозначенный цифрой 3, тогда параллельные входы а и Ь регистра будут подключены к входам Р-триггера, который будет параллельно наполняться информацией по команде датчика.
Трехстабильный буферный элемент, естественно, должен при этом находиться в неопределенном состоянии, благодаря чему выходы Я триггера окажутся заблокированными. Соеди- и!о Глава 8 Таблица д.1. Функциональная таблица двунаправленного универсального сдвнгового регистра (схема на рнс 3.34) Выходы Входы Послелова- тельнын выход ОА5 ОВ5 Параллельный выход аЯА ЬЮВ Селектнро- ванне В А т Последовательный вход 3-5 5Е зя Сосзоянне 'то ВО Ов„! гсв, О ! ОА„ о о Ь Неопределенное сос- тоянне 6.
Запнсь Х Х Х Х Х Х Х Х Н Х Х Е Х Н Х Х Е Х Н Х Х Н 1. 1. Н Н 1. Н Н 1 Ао мво ~ло Оно е,'„ г1В„О ОА„ о а Ь Ч ао Чво !. Сдвинуть впра- во а. Сдвинуть влево 3. Параллельный вход 4. Трехстабнльный режим л и с=о. Ол. Ов — параллельный выход; а. Ь вЂ” параллельный вход; , Оа — последовательные выходм; Х вЂ” неопределенное состоянне; ! — переход от Е к Еп а, Ь вЂ” ннформацня на входах А н В; Оз, Оа — састоянне триггера до измео' о яення; Ол , Оа — состояние выходов до измен пенна.
НнтЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ аЯА И Ь/Яв днуНаПраВЛЕННЫЕ: ПараЛЛЕЛЬ- иая информация может по ним передаваться в обоих направлениях — вводиться и выводиться. Если разблокировать трехстабильный буфер, то на указанных соединителях информация будет поступать с выходов ЯА и Яв, которую можно передавать дальше и использовать по назначению. При вводе информации выход трехстабильного буфера переходит в неопределенное состояние, и линии данных в это время можно использовать для Ввода информации в регистр через входной селектор. Все сказанное о работе сдвигового регистра вытекает также нз табл.
3.1. В режиме удержания информация в триггере остается неизменной. При сдвиге вправо триггер А принимает на себя информацию с триггера В, который в это время наполняется информацией, поступающей извне (О нли 1). При сдвиге влево триггер В принимает на себя информацию с триггера А, и теперь уже триггер А принимает информацию, поступающую извне (О или 1). При поступлении команды «параллельный ввод» оба триггера А и В принимают информацию, поступаю!цую по параллельным линиям а или Ь, для чего выходной буфер должен быть переключен в неопределенное состояние. 212 Элементы запоминающих устройств Регистр описанного типа используется в микропроцессорах в качестве универсального накопителя. С помощью входного селектора в регистр можно параллельно вводить для записи информацию от разных источников.
Ее можно использовать сразу или ввести в память для использования в другое время. Кроме того, информацию, хранящуюся в регистре, можно сдвигать влево или вправо. 3.21. Регистр ввода и вывода данных на 0-триггерах Для оперативной записи информации, которая обычно поступает в микропроцессор по шине данных, разработаны регистры, содержащие 8 триггеров. Все 8 триггеров помещаются в одном корпусе с двухрядными выводами. Для связи ЭВМ с другими периферийными устройствами используется шина данных, по которой информация передается в соответствии с поступающими командами.
Своими командами ЭВМ указывает, каким должен быть очередной режим регистра: воспроизведение нли ввод. Эти команды записываются сокращенно 10тх (1прн1/Он1рн( — Кеаб) и 10% (1прн(/Он(рн1— Югйе). Разумеется, данные для воспроизведения должны быть известны в определенный момент времени или заранее. Именно этому требованию удовлетворяют сдвиговые регистры.
Наконец, все процессы, происходящие в самой ЭВМ, вообще говоря, несннхронны с процессами, происходящими на периферии. Используемый в системе связи с ЭВМ так называемый сигнал прерывания позволяет давать ей указания о том, что необходимая в данный момент информация содержится во внешнем регистре, связь с которым осуществляется по общей шине данных. По этому сигналу ЭВМ прерывает работу и сигналом 10)х посылает сообщение о том, что для продолжения работы должна быть получена информация нз памяти внешнего регистра. Точно так же и выдача данных ЭВМ происходнт в очень коротких интервалах времени и тоже с использованием регистров.
Прн этом время воспроизведения информации с регистров определяется процессами на периферии. Интересно проследить, как практически используются регистры в конкретных случаях. Для этого в качестве примера рассмотрим схему на рис. 3.35. Здесь микропроцессор управляет работой модели железной дороги, используя данные, поступающие от самой модели. По ним микропроцессор определяет текущее состояние на каждом участке дороги, порядок переключения стрелок, устройств сигнализации и т.
д. Рассмотрим момент, когда микропроцессор принимает решение о включении тока привода локомотива на данный участок. Решение вклю- Глава 3 212 чать или не включать ток на данный участок дороги микропроцессор принимает на основе оценки поступающих данных. Принятое решение передается дальше по шине данных. Чтобы информацией можно было пользоваться долго, ее надо записать. Шиной данных можно связать между собой несколько ;регистров, которые записывают оперативную информацию Регистр наегана на угаетни На енентронные усгнглгйства уароги 1уг унаетни) Рис. 3.33. Система управления моделью железной дороги с микропроцесса.
ром, использующим триггеры для ввода и вывода данных. с выхода микропроцессора, в данном случае информацию о том, .следует ли включать напряжение на данный участок дороги. До тех пор пока на нем ничего происходить не должно, соответствующий триггер в регистре остается в состоянии 1 и напряжение, поддерживаемое электронными устройствами на участке, сохраняется неизменным.
На схеме на рис. 3.35 микропроцессор наполняет данными три регистра по 8 бит. Эта информация записывается в виде трех сигналов 10%, обозначенных ВЪ'КЯО, 1 и 2. (ВтгКЯ вЂ” импульс записи регистра участка). Сигналы постоянно подаются на участки дороги, на стрелки, светофоры, а микропроцессор по программе продолжает свою работу, наполняя информацией регистры. Сами же механизмы управления стрелками, двигатель Элементы запоминающих устройств 213 поезда и другие устройства не изменяют своего состояния до тех пор, пока не изменится ситуация.
В системе можно использовать восьмиразрядный Р-триггер типа Ь)н74273 или 74ЕЬ273, схема которого приведена на рис.3.36. Там же показаны назначения выводов и функциональная таблица. Каждый из восьми Р-триггеров имеет 0-вход и 1,)-выход. Входы тактовых сигналов и сброса объединены в две группы, имеющие два внешних вывода.
Таким образом, все триггеры очищаются одним импульсом сброса и запускаются тоже одним тактовым импульсом. Согаигиогтбге ииирлбсб/ г +гтегьбол Фуннционалбиоя таблица " и- сирабедлибо стон наогсеоео нграггера боигг)слбнссзти ин); йыб Очистиа гс) ,уеиля Рнс. 3.36. )л-триггеры (8 шт.) в микросхемак БХ74273/7413273 и их функ- циоиальнан таблица. прягающпе элементы и инверторы обеспечивают раздельную нагрузку по входам схемы. Из функциональной таблицы видно, что все триггеры переключаются в положение О, когда импульс на входе очистки имеет низкий уровень й. Уровень сигналов иа выходах получается высоким тогда, когда данный вход Р на время нарастания тактового импульса получает сигнал высокого уровня Н. Уровень сигнала на выходах будет низким в случае, если он низкий на входе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
