Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 2. Проектирование устройств на цифровых ИС (1987) (1092082), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Таким образом сигнал управления вводит регистр в ре- зйо Глава 6 жим приема и выдачи информации, т. е. в режим обмена данными. Какие для этого существуют возможности, указывает функциональная таблица на рис. 5.7, б. Информацию, поступающую извне или от микропроцессора, можно ввести в регистр, и он будет хранить ее до поступления запроса. Каким образом мож- — ° г -аР/ ~й~ азт ла лннл Вд азЫ/ е;~лт ла ,юг лг Рис. 5.6. Регистр типа гз для асинхронной и синхронной связи шин данных.
но осуществить операцию записи информации и ее считывания, также указывает функциональная таблица. За исключением функции записи информацию можно передать с входа непосредственно на выход. В этом случае схема будет выполнять функцию или приемника, или передатчика. С помощью управляющего регистра можно даже добиться того, чтобы один нз регистров схемы работал как приемник, а другой — как передатчик.
Использованные в регистрах 0-триггеры показаны на рис. 5.7. Благодаря свойству прозрачности онн пропускают на выход сигнал с входа, когда отперт трехстабильный элемент г". Непосредственная передача данных с шины В на шину А обес- згт Регистры Разрешение б(Н) срункципнапенап пуаблиЧа (упратунение) 1— = Н; 0= — ! Рис. 5,7. Двунаправленный обмен данными с функцией памяти и беа нее. н — структурная схема; б — функцннналаная таблица.
печивается с помощью трехстабильных элементов О и В. Для загрузки триггера данными с шины А должен быть отперт трех- стабильный элемент А, а для загрузки данными с шины В должен быть отперт элемент Р. Передача информации с выхода Я на шину А осуществляется через элемент С. Руководствуясь Глава 5 данными функциональной таблицы, легко можно определить, какие трехстабильные элементы должны быть акгивированы для реализации желаемых функций.
После того как по поступившему от микропроцессора сиг,налу выбора режима совершены операции управления, передача информации может производиться по командам ввода или вывода, также поступающим от микропроцессора. Причем, как уже было сказано, для того чтобы управляемый регистр получил сообщение о том, что идет передача информации, адресный разряд должен быть очищен. Всеми описанными свойствами обладает регистр типа 8255А-5 фирмы 1п1е1. 5.5. Последовательная межрегистровая передача информации До сих пор мы исходили из того, что для передачи п-разрядного потока информации требуются и сигнальных линий, .которые конструктивно можно выполнить в виде и-жильного ленточного провода..При передаче информации на большие расстояния с помощью телефонных или телексных линий связи параллельный способ передачи оказывается очень дорогим.
Вроггессьг сддига й~ талтодьгх игглульсод у Сддигодыи регистр Вход поааллельньгй/ Вььход аоследодательльгй де~ход последодательнмй Рис. 5.8. Преобразование параллельного кода в последовательный для пере- дачи данных по телефонной или телексной линии связи. 323 Регистры Поэтому в таких случаях, как правило, применяют способ последовательной передачи по одной линии, как в обычной телефонной и телексной связи. Для передачи потока цифровых данных по телефонным и телексным линиям разработаны специальные ИС, которые преобразуют поступающий на вход параллельный поток информации в последовательный (рис. 5.8) д лоснедонатй зйггсоо пораллельнатй Рис 5.9. Преобразование последовательного кода в параллельный.
и, кроме того, добавляют в кодовые посылки стартовые и концевые биты, по которым на приемной стороне распознаются блоки данных. Для преобразования параллельного потока данных в последовательный можно использовать сдвиговый регистр, как показано на рис, 5.9.
Если команды сдвига подавать с передающей стороны на приемную по отдельной линии связи, то процесс передачи информации можно синхронизовать, обеспечивая оптимальные условия связи. Видно, что для передачи восьмиразрядного потока информации последовательным способом требуют- Глава б ся всего три сигнальные линии (две раздельные для прямой передачи от передатчика к приемнику и одна общая обратная линия).
Для передачи параллельным способом потребовалось бы минимум 10 линий. При последовательной передаче возможно также вводить информацию в линии связи от различных источников. Это пока- Рнс. 5.10. Работа нескольких источников данных на единственную линию связи. вано на рис. 5.10. Восьмиразрядные сдвиговые регистры имеют выход 7( в с тремя устойчивыми состояниями, что позволяет легко согласовать регистр с линией связи. Если селектирующие сигналы подавать на тактирующий вход через логический элемент, то можно исключить сдвиг информации в неселектированный регистр.
На приведенной в качестве примера схеме показан также генератор импульсов — команд сдвига. Генератор состоит из очищающего элемента У1, разрешающего триггера и восьмиразрядного счетчика. Чтобы подать команду на передачу данных, триггер получает разрешение нарастающим фронтом 325 Регистры очередного тактового импульса и вводится в состояние установки, а следующий тактовый импульс запускает счетчик. Счетчик отсчитывает восемь тактовых импульсов, после чего триггер разрешения сбрасывается. Полученные таким образом восемь импульсов подаются на тактовый вход регистра, вызывая восемь шагов сдвига, что в конце концов и дает последовательную кодовую посылку.
5.6. Регистры с адресуемым триггером Регистр с адресуемым триггером уже упоминался во введепии как особый регистр, который можно загружать раздельно путем предварительного выбора отдельных разрядов. Схема Рнс. 5.11. Применение регистра с адресуемыми разрядами. 326 Глава з такого регистра приведена на рис.
5.11. Видно, что один из четырех разрядов с помощью схемы селектирования можно выбрать и затем загрузить по входу логической 1 или О. Вводимая информация и селектирующие сигналы передаются по одной группе линий связи, в которой две линии используются для управления, а третья — для передачи собственно информации. В вычислительной технике эта возможность часто используется для передачи по одной шине кодовых посылок, содержащих и информационные, и управляющие сигналы. Возможностью адресации триггеров обладает, в частности, упомянутая в предыдущем разделе ИС 8255А-5.
В этой ИС адресуются разряды регистра С. 5.7. Регистр Г!ГО Регистры типа Г1ГО («первый на входе — первый на выходе») используются в основном в системах с асинхронной связью между элементарными схемами, обменивающимися информацией между собой. Во введении данной главы приводился пример связи устройства считывания с устройством построчной печати.
Другой пример: связь с устройством, инерционность которого не допускает одновременной работы с быстродействующей ЭВМ (то же устройство построчной печати). Решить проблему позволяют регистры прямого кода («первый на входе — первый на выходе»). Поступающая от ЭВМ информация вводится в сдвиговый регистр прямого кода (Г1ГО), после чего в требуемом темпе под управлением коммутатора выводится и в виде последовательных кодовых посылок передается по линии связи.
Простейшая схема стекового регистра прямого кода приведена на рис. 5.12. Видно, что схема состоит из 4 четырехразрядных регистров (4Х4). Информация, вводимая в регистр слева, по командам тактовых импульсов передвигается вправо. Поданные команды сдвига подсчитываются счетчиком (на схеме вверху), благодаря чему при считывании информации становится известным, какая по порядку четверка разрядов была введена в регистр первой. После считывания информации с одного регистра показание счетчика уменьшается на единицу, т. е.
он опять указывает первую четверку разрядов блока информации, которая на выход еще не прошла. Стековый счетчик управляет дешифратором, который по полученным от него сигналам осуществляет выбор, так что прн очередном опросе информация без задержки поступает к потребителю. Этот выбор осуществляется элементами с трехстабильным выходом, которые показаны в нижней части схемы.
. а $ Ф Ф З Ф О м о й % Р... а~ до Ж ~ $ ФЗ О ф И о„. Ф ~ жд Ф аз ~~ а Я О В О, Ь О 328 Глава Б Состояния регистров стекового типа ЯРО характеризуются двумя сигналами-флагами; «загружен», «свободен». Эти сведения важны и для управления самим регистром, и для организации их совместной работы с источниками и потребителями информации, которые должны знать, вся ли информация считана с регистра. Такие сведения дают сигналы-флаги. 5.8. Регистры Е!РО Так называются регистры стекового типа с обратным порядком обработки информации («последний на входе — первый на выходе»). Этот специальный тип регистров применяется в вычислительной технике для кратковременного хранения не- адресованной информации.
В микропроцессорной технике регистры такого типа называют стеками, которые, как и регистры НРО, выдают сигналы-индикаторы состояния («флаги»). Флаг всегда указывает на последний по порядку разряд в стеке. В микропроцессорах регистры-стеки также используются для кратковременного хранения информации, поочередно участвующей в операциях переходов. Они же запоминают и обратный адрес, по которому на последующих этапах обработки может совершаться переход к начальной программе. Кроме того, существуют еще специальные команды, оперирующие с парами регистров, позволяющими ввести в стек неадресованные данные и потом вызывать их.
Эти команды записываются в виде РОР и Р(!8Н, Обычно в ОЗУ вычислительных машин резервируется место для размещения регистра-стека. Однако указатель стека находится в микропроцессоре. Такую архитектуру имеют однокристаллические микропроцессоры 8080, 8085А и 8086 фирмы 1п1е! 5.9. Параллельный 4- и 8-разрядный регистр В номенклатуре изделий фирм-изготовителей микроэлектронной техники в последние годы выделилось несколько различных типов регистров, специально предназначенных для конкретных областей применения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
